Дуговая наплавка слоев металла переменного состава и различной твердости

Abstract

При дуговой наплавке по слою легирующей шихты определены условия получения по зонам отдельных валиков слоев с переменным составом и структурой. На наплавляемую поверхность предварительно наносились углеродсодержащие волокна полосами, ширина и расстояние между которыми выбирались из условия размещения торца электрода со смещением относительно края полос. Для фиксации волокон использовали грунтовку, в которую добавляли железный порошок и аэросил SiO₂. При проведении экспериментов изменяли количество наносимых слоев, эксцентриситет в расположении полос относительно оси электродной проволоки, а также индукцию внешнего магнитного поля. Установлена разница в твердости металла по ширине наплавленных валиков (до HRC 9…12) и последовательно нанесенных слоев (до HRC 15…25). Твердость достигает максимальных значений при эксцентриситете с = 4 мм и индукции B = 40…80 мТл, а также при с = 10…12 мм и B до 40 мТл. Наблюдается возрастание твердости при увеличении количества наносимых слоев. Металлографический анализ зафиксировал увеличение доли закалочных структур (в виде игольчатого бейнита и мартенсита) с 15…22 до 25…35 % во втором слое и более 50 % — в третьем.

При дуговому наплавленні по шару легуючої шихти визначені умови отримання по зонах окремих валиків шарів зі змінним складом і структурою. На наплавлювану поверхню попередньо наносили вуглецевмісткі волокна смугами, ширина і відстань між якими вибиралися з умови розміщення торця електрода зі зміщенням щодо краю смуг. Для фіксації волокон використовували ґрунтовку, в яку додавали залізний порошок і аеросил SiO₂. При проведенні експериментів змінювали кількість шарів, які наносяться, ексцентриситет в розташуванні смуг відносно вісі електродного дроту, а також індукцію зовнішнього магнітного поля. Встановлено різницю в твердості металу по ширині наплавлених валиків (до HRC 9...12) і послідовно нанесених шарів (до HRC 15...25). Твердість досягає максимальних значень при ексцентриситеті с = 4 мм і індукції B = 40...80 мТл, а також при с = 10...12 мм і B до 40 мТл. Спостерігається зростання твердості при збільшенні кількості шарів, які наносяться. Металографічний аналіз зафіксував збільшення частки гартівних структур (у вигляді голчастого бейніту та мартенситу) з 15...22 до 25...35 % у другому шарі і більше 50 % — у третьому.

In arc surfacing over the layer of alloying charge, the conditions for producing layers with variable composition and structure in the zones of separate beads were determined. On the deposited surface the carbon-containing fibres were preliminarily applied in bands, the width and distance between which were selected from the conditions of positioning the end of the electrode with displacement relative to the edge of the bands. To fix the fibres, a primer was used, into which the iron powder and aerosil SiO₂ were added. During the experiments a number of deposited layers, the eccentricity in the arrangement of bands relative to the axis of electrode wire, as well as the induction of external magnetic field were changed. The difference in hardness of the metal across the width of the deposited beads (up to HRC 9...12) and the successively deposited layers (up to HRC 15…25) was established. The hardness reaches its maximum values at the eccentricity c = 4 mm and induction B = 40...80 mT and also at c = 10...12 mm and B up to 40 mT. The increase in hardness is observed with increase in the amount of deposited layers. The metallographic analysis recorded an increase in the fraction of hardened structures (in the form of acicular bainite and martensite) from 15…22 to 25...35 % in the second layer and more than 50% in the third one.