Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1331 вуз, 5514 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:
386_.doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
►Содержание►

2.3.1.2 Зміцнюючі фази

Друга складова наплавленого металу – тверді зміцнюючі фази. Для роботи у спряжених парах тертя вони не обов'язкові. Позитивне значення вони можуть мати у парах тертя кочення. У зв'язку з високими питомими навантаженнями вони корисні, але повинні бути дрібними і рівномірно розподіленими.

Основне значення присутність твердих фаз у наплавленому металі має при різних видах зношування з абразивом.

Опір впровадженню абразивних частинок у наплавленому шарі забезпечує тверда фаза – карбіди, бориди. Розміри частинок твердої фази знаходяться у межах від 0,01 до 0,1 мм, а у спеціальних сплавах у дисперсній формі, менше 0,1 мкм. Опір дії абразиву карбідами і боридами визначається їх високою твердістю (таблиця 2.4).

Таблиця 2.4 – Значення твердості карбідів і боридів

Карбіди

Fe3C

Cr7C3

WC

W2C

Mo2C

TiC

ZrC

HV

1050

1250

1750

3000

1600

3200

2800

Бориди

CrB

W2B3

VB2

ZrB

NbB2

TiB2

B4C

HV

1800

26660

2080

2250

2590

3370

5000

Для зв'язування вуглецю у карбіди і отримання з матриці низьковуглецевого мартенситу вміст карбідоутворюючих елементів повинен бути дуже високим (таблиця 2.5)

Таблиця 2.5 – Вміст вуглецю і легуючих елементів

Елементи

Cr

W

Mo

V

Nb

Для 1 % С у наплавленому металі

6

30

16

7

8

Для 3 % С у наплавленому металі

18

–

–

21

24

Як видно з таблиці 2.5 реально можна отримати низьковуглецеву мартенситну матрицю для наплавленого металу, яка має вуглецю до 1 %. При вмісті у матриці 3 % вуглецю забезпечити отримання низьковуглецевого мартенситу можна тільки при легуванні наплавленого металу хромом. Це положення справедливе для наплавленого металу, який працює в умовах абразивного зношування з ударами. При відсутності ударів високий вміст вуглецю у мартенситі і велика кількість зміцнюючої фази повинні мати позитивне значення для зносостійкості.

Для стійкості проти абразивного зношування має значення твердість частинок зміцнюючої фази, їх опір руйнуванню, кількість і розміри. Якщо абразивом є кварц (НV 1100), то для протидії його частинкам у якості твердої фази достатньо мати карбіди хрому (НV 1200). Карбіди інших елементів з більшою твердістю будуть ще краще протидіяти кварцу, але вони дорогі і дефіцитні, тому найчастіше наплавлений метал легують хромом.

Якщо абразивом є корунд (HV 2300), то у наплавленому шарі бажано мати карбіди W2C, карбіди Ti, Nb і бориди. Однак бориди, через високу крихкість, придатні тільки для умов зношування без ударів. Але ці тверді частинки у більшій мірі, ніж карбіди хрому, підвищують стійкість до зношування.

Кількість карбідів у наплавленому металі визначається в основному вмістом у ньому вуглецю. Для цементиту і інших карбідів ця залежність має лінійний характер, тобто, чим більший вміст вуглецю, тим більша кількість карбідів утворюється. Тип карбіду, який утворюється і кількість легуючого елемента, потрібна для його утворення визначається величиною критичних співвідношень МеС К.

Важливу роль відіграють розміри карбідів. При постійному вмісті вуглецю у наплавленому металі і даній кількості карбідної фази зміна розмірів карбідів змінює відстань між окремими частинками. Чим менша віддаль між карбідами, тим дрібніші карбіди.

Кількість вуглецю і легуючих елементів у наплавленому шарі дозволяє:

– регулювати стан матриці сплаву і отримувати у ній різну кількість мартенситу і аустеніту з різним ступенем стійкості, що важливо для працездатності наплавленого металу при різних умовах зношування;

– регулювати кількість вуглецю у мартенситі;

– отримувати потрібну кількість зміцнюючої фази;

– отримувати зміцнюючу фазу потрібного складу і будови;

– регулювати розміри карбідних частинок.

Регулювання стану матриці досягається шляхом впливу вуглецю і легуючих елементів на стійкість аустеніту при охолодженні, на критичну швидкість охолодження, положення температур Мп і Мк з забезпеченням потрібного стану матриці після наплавлення без термічної обробки.

Регулювання кількості вуглецю у мартенситі досягається зв'язуванням вуглецю у стійкі карбіди ванадію, ніобію, титану, а також вольфраму і молібдену. Отримання необхідної кількості зміцнюючої фази досягається зміною вмісту вуглецю у наплавленому шарі. Отримання карбідів потрібного складу і розмірів досягається зміною кількості легуючих елементів.

У таблицях 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11 наведені дані про умови роботи і рекомендації по складу і структурі наплавленого металу.

Таблиця 2.6 – Умови роботи наплавленого металу

Група

Умови роботи

Вид зношування

Приклади деталей

1

Робота по сипучому абразиву

Абразивне

Зубці екскаваторів, шнеки,

гусениці, формувальні машини

2

Робота у гідро– або струминно абразивному потоці

Гідро абразивне, струминно абра–зивне

Штуцери, насадки, запірна арматура, елементи насосів, компресорів і т.п.

3

Ударна дія великих абразивних частинок

Ударно–абразивне

Породо руйнівний інструмент, деталі подрібнюючих машин

4

Ковзання у рідкому середовищі з абразивом

Гідро абразивне

Деталі мішалок, змішувачів, насосів

5

Тертя металу по металу без змащування у присутності абразиву

Зношування у присутності абразиву

Деталі гусеничних машин, ланцюги, зірочки, запірна арматура

6

Кочення металу по металу

Тертя кочення

Колісні пари, бандажі, підшипники кочення

7

Тертя металу по металу зі змащуванням

Зношування спряжених пар

Вали, осі

8

Зношування при граничному змащуванні

Зношування і контактна втома

Зубці шестерень

9

Зношування гідравлічним потоком

Кавітація

Плунжери, лопатки турбін, гребні вали

10

Клапан з сідлом у потоці абразиву

Зношування і контактна втома

Клапани бурових насосів

11

Клапан у потоці гарячого газу

Окислювальне зношування і пригарання

Клапани двигунів внутрішнього згорання

12

Дія абразиву і корозійного середовища

Корозійно–механічне

Насоси і апарати хімічних заводів, обладнання газоконденсатних родовищ

Таблиця 2.7 – Рекомендації по складу і структурі наплавленого металу для різних умов роботи

Група умов

роботи

Фазовий склад і структура (орієнтовно)

Тип наплавленого

металу

Матриці

Зміцнюючої фази

1

М (70 – 60 %)

К,Б (30 –40 %)

С = 1,4 – 3,5 %, Mn, В, Ni, Si, Cr = 10 – 25 %.

2

а)  до 450 М (60 %)

А (10 %)

б)   600 М (60 %),

А (20 %)

К, В (  30 %)

К (20 %)

С = 1,4 – 3,5 %, Мп, В, Ni, Si, Cr= 10 – 25 %.

С = 0,8 – 2,0 %,Мп, Ni, Si, Cr до 15 %.

3

а) М (40 %), А (40 %)

б) Ан (70 %)

М (20 %)

К (20 %)

К (10 %)

С = 0,7 – 1,5 %, Ni, Мп,

Cr = 5 – 25 %, W до 15%.

С = 0,3 – 0,7 %, Ni, Si, Мо, V, Cr = 5 – 10 %,

Мп = 7 – 9 %.

4

М (60 %), А (10 %)

К, Б (30 %)

С до 3 %, Cr = 5 – 10 %,

В до 1 %, Мп, Si, Ті.

5

М (70 %)

К (30 %)

С до 2 %, Cr до 12 %, Мп, Ni, Мо.

6

М (90 %)

К (10 %)

С до 1 %, Cr до 15 %, Ni, Мо, W.

7

М (90 – 100 %)

К (10 %)

С до 1,5 %, Cr до 5 % ,

Мп до 3 %, Ni.

8

а) М (90 – 100 %)

б) Ф (70 – 80 %)

К (0 – 10 %)

К (20 – 30 %)

С до 1,2 %, Мп, Ni, Cr.

С = 0,4 %, Мп, Cr, Ni.

9

М (20 – 30 %)

Ан ( 70 – 80 %)

–

С = 0,3 – 0,7 %, Ni, Мо,

Cr= 5 – 10 %, Мп= 7 – 9%

10

А (40 %), М (40 %)

Ф (40 %), М (40 %)

К (20 %)

К (20 %)

С= 1– 1,5 %, Cr до 20 %.

Ni = 40 – 60%.

С до 1,5 %, Cr до 20 %, Ті.

11

А (40 %), М (40 %)

А (60 %), М (20 %)

К (20 %)

К (20 %)

С = 2 %, Cr = 25 %, Ni, Мп.

С до 2 %, Cr = 30 %,

Со = 60 %.

12

М (60 %), А (20 %)

А (80 %), М (15 %)

К (20 %)

К (5 %)

С = 2 %, Cr до 10 %, Мп, Ni.

С до 1 %, Ni = 80 %,

Cr = 15 %, Мо.

Примітка: М – мартенсит, А – аустеніт, Ан – нестабільний аустеніт, К – карбіди, Б – бориди.

Таблиця 2.8 – Рекомендовані зварювальні дроти для наплавлення

Умови роботи

Наплавні дроти (твердість HRC)

Абразивне зношування

Нп–40Х13(50), Нп–Г13А(26), Нп–50(24),

Нп–40Х3Г2МФ(42), Нп–65(33), Нп–80(37),

Нп–30ХГСА(33)

Абразивне зношування з високими питомими тисками і ударними навантаженнями

Нп–40Х3Г2МФ(42), Нп–105Х(38),

Нп–30Х10Г10Т(22), Нп–40Х2Г2М(56)

Зношування від тертя по металу при високих питомих тисках

Нп–30(21), Нп–40(22), Нп–50(24), Нп–65(24), Нп–80(37), Нп–40Г(24), Нп–50Г(24),

Св–08(160НВ), Св–08ГС(190НВ), Нп–Х13(45), Нп–40Х2Г2М(56), Нп–50ХФА(50), Св–18ХГС(24)

Зношування від тертя по металу при високих тисках і підвищених температурах, термічна втома

Нп–65Г(34), Нп–30ХГСА(33), Нп–30Х5(40), Нп–5ХМА(45), Нп–50Х6ФМС(45),

Нп–40Х13(50), Нп–45Х4Б3Ф(42),

Нп–60Х3В10Ф(48), Нп–45Х2В8Т(45)

Інтенсивне зношування з ударними навантаженнями при підвищених температурах в агресивних середовищах

Нп–Х15Н60(180 НВ), Нп–Х20Н80Т(180 НВ)

Корозійностійкі покриття

Нп–20Х14(36), Нп–Х15Н60(180 НВ),

Св–20Х13(45), Св–10Х17Т(35),

Св–06Х19Н9Т(180 НВ),

Св–08Х19Н9ФС2(23)

Таблиця 2.9 – Рекомендовані порошкові дроти для наплавлення

Умови роботи

Марка порошкового дроту

(твердість HRC)

Абразивне зношування

ПП–АН120(40), ПП–АН126(45),

ПП–АН135(56), ПП–ИТС–02(57),

ПП–У10Х4Г2Р(60)

Абразивне зношування з високими питомими тисками і ударними навантаженнями

ПП–АН135(56), ПП–АН125(56),

ПП–АН170(65), ПП–АН170П(63)

Зношування від тертя по металу при високих питомих тисках

ПП–ТН250(27), ПП–АН121(36),

ПП–АН105(20), ПП–АН103(44)

Зношування від тертя по металу при високих тисках і підвищених температурах, термічна втома

ПП–25Х5ФМС(50), ПП–АН130(45),

ПП–3Х2В8(48), ПП–АН132(50),

ПП–АН104(44), ПП–20Х4В10НЧФТ–0(43)

Інтенсивне зношування з ударними навантаженнями при підвищених температурах в агресивному середовищі

ПП–ИТС102(57), ПП–АН106(48),

ПП–АН133(32), ПП–АН138(26)

Таблиця 2.10 – Рекомендоване використання наплавних стрічок

Умови роботи

Марка стрічки (твердість HRC)

Абразивне зношування, яке супроводжується великими питомими тисками і ударними навантаженнями

ПЛ–АН126(42), ПЛ–У25Х25Г3Ф2РН(54),

ПЛ–У30Х30Г3ТЮ(50), ПЛ–АН171(66),

ПЛ–АН10(54), ПЛ–У40Х38Г3РТЮ(52),

ПС–70Х3НМА(56), ЛС–20Х10Г10Т(24)

Зношування від тертя по металу при високих тисках і підвищених температурах, термічна втома

ПЛ–АН111(60), ЛС–5Х4В3ФС(42),

ЛС–5Х4В2М2ФС(46), Св–2Х13(44),

ЛС–1Х14Н3(48)

Інтенсивне зношування з ударними навантаженнями при підвищених температурах в агресивних середовищах

ПС–08Х21Н9Т, Св–04Х19Н11М3,

ПЛ–АН150, Св–03Х22Н11Б6,

Св–10Х16Н25АМ6, Св–08Х19Н10Г2Б,

Св–04Х20Н10Г2Б, Св–07Х25Н13,

Св–03Х15Н35Г7М6Б

Примітка: ПЛ – порошкова стрічка у металевій оболонці; ЛС – спечена стрічка.

Таблиця 2.11 – Рекомендоване використання наплавних електродів

Умови роботи

Типові структури

наплавленого шару

Марки електродів (твердість HRC)

Росія, Україна

Німеччина

Польща

Чехія

1

2

3

4

5

6

Абразивне зношування

Мартенсит, перліт

13КН/ ЛИВТ(60),

Т–620(60),Т–590(62),

ВСН–8(60)

ЕВ6/55(55),

ЕВ10/ 65(65)

Е–600В(55),

Е–450В(45)

Е–684.31(62),

Е–670.31(60)

Абразивне зношування при високих питомих тисках і ударних навантаженнях

Перліт, мартенсит

ОЗН–400У(42),

НП–70(35), УЗ–40(32),

ОЗН–3(66), ОМГ–Н(30), ВСН–10(42), ОЗШ–1(38),

12АН /ЛИВТ(30),

ТКЗ–Н(55)

ЕВ1/ 250(28),

ЕВ1/ 300(35),

ЕВ10 /50(60W)(50),

ЕВ®10 /40(60W)(40)

Е–200В(16),

Е–450В(45),

Е–280МоВ(33),

Е–400МоО(25)

Е–630.00(33),

Е–624.2(24),

Е–669.04(45),

Е–658.24(50)

Зношування від тертя по металу при високих тисках

Перліт, мартенсит, аустеніт

ОЗН–250У(24),

ОЗН–300У(32),

ОЗН–350У(37),

УОНИ 13 НЖ(40), ЦНИИН–4(33),

ВСН–6(52), ВСН–9(62),

ЦН–16(55), ЕНУ–2(57)

ЕВ1/350(35),

ЕВ7/200К(20)

ENS–2МО–В(66),

ENS–50В(50)

Е–669.04(45),

Е–658.24(50)

Зносостійкі наплавки на металорізаль–ний і швидко–різальний інструмент

Мартенсит, карбіди

ИТ–10(60),

ЖСН–60Р(58),

ОЗИ–5(60)

ЕВ4/60(65W)S(60),

ЕВ4/60(65W)R(60)

EWNL–11(50),

EWWN–1(54)

YUZ–5(62),

Е–675.25(58),

YUZ–4(58)

Продовження таблиці 2.11

1

2

3

4

5

6

Зношування від тертя по металу при високих питомих тисках і підвищених температурах, термічна втома

Мартенсит, карбіди

ОЗШ–2(56), ОЗШ–3(55),

УОНИ13/4Х10В5МФ(45)

ЕН–60М(55), ЦИ–1М(60),

ОЗШ–41(58), ОЗИ–4(50),

ОЗИ–5(60)

ЕВ®4/60S(60),

ЕВ®3/50(60)ts(50),

ЕВ3/55(60)ts(55)

ENS18W9(60),

ENSCoMo1(40),

ENSCoMo11(50)

ENS50B(50)

YUZ VNI,

Е–658.24(50),

YUS–А6(60),

Е–634.27(40)

Інтенсивне зношування з ударними наванта–женнями при підвищених температурах і агресивних середовищах

Аустеніт

ЦН–6П(34), ВПИ–1(25),

ЦН–12М(45), ЦИ–2(45)

ЕВ8/200VСК(35),

ЕВ®5/400Zr(40),

ЕВ®5/350Zr(30),

ERR(13)20/40(40)

ЕNS15CВ(45),

ЕStelCoW–40(40),

EstelCo–50(50),

EstelCoW–55(55)

Е–626.94(30),

Е–655.22(50),

Е–644.97(45),

Е–634.97(45)

Створення корозійно стійких поверхонь

Аустеніт з 2–8 %

фериту

УОНИ13/Н1–БК(26),

ЗИО–8(25),

ЕА–898/21Б(25),

ЕА–582/23(24),

ЕА–855/51(24).

ЕА–400/10У(24)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности