Введение к работе
Актуальность работы. Повышение качества и надежности выпускаемых изделий в значительной мере,определяется эксплуатационными характеристиками рабочих поверхностей деталей: износостойкостью, коррозионной стойкостью и т.д. Для улучшения этих характеристик используют различные -методы: наносят на ответственные участки упрочняющие и защитные покрытия различными способами, применяют поверхностное легироваание различными элементами и т.д.
Одним из методов нанесения износостойких-покрытий, -обеспечивающих увеличение долговечности деталей является наплавка.
Большой интерес представляет разработка новых методов восстановления и-упрочнения изделий с применением высококонцентрированных источников энергии, таких как электронный и лазерный лучи.
В настоящее время на промышленных предприятиях применяется электронно-лучевая наплавка в вакууме. Внедрение в производство наплавки пучком, так называемых, релятивистских электронов с энергией до 1,5 МЭВ и более, позволяющим производить наплавку на открытом воздухе затруднено в связи с малой изученностью этого процесса.
Практически, не изучен процесс наплавки стальных изделий износостойкими порошковыми материалами', с - использованием энергии пучка релятивистских электронов. Не исследовано влияние параметров режима электронно-лучевой наплавки на формирование наплавленного металла и его качество, практически отсутствуют сведения о дефектах в наплавленном металле, нет данных о деформациях и напряжениях, возникающих в изделии при данном способе наплавки, и о их влиянии на образование дефектов в наплавленном металле, в частности трещин. Без этих данных трудно разработать оптимальную технологию наплавки
Поэтому решение задачи использования энергии пучка релятивистских электронов при наплавке износостойких сплавов на стальные изделия является актуальной.
Цель работы. Изучение особенностей износостойкой наплавки стальных изделий поришковыми материалами с.использованием'энергии пучка релятивистских электронов.
Основные задачи. Исследовать влияние режимов наплавки пучком электронов, выведенным в атмосферу, на формирование наплавленного валика и установить возможность получения качественного сплавления порошковых сплавов с низкоуглеродистой сталью.
Определить области оптимальных режимов износостойкой наплавки стальных изделий пучком релятивистских электронов.
Исследовать микроструктуру металла, наплавленного пучком релятивистских электронов.
Исследовать твердость и износостойкость наплавленного металла. '
Определить деформации наплавленных пластин экспериментально и разработать расчетный метод их определения.
Установить дефекты, возникающие в наплавленном металле.
Разработать рекомендаци по технологии наплавки износостойких сплавов на стальные изделия пучком релятивистских электронов.
Научная новизна. Впервые исследоєано влияние параметров режима наплавки стальных изделий толщиной до 12 мм износостойкими сплавами при высоте' насыпного слоя порозка до 4,5 мм с использо- ' ванием энергии пучка релятивистских электронов на формирование наплавленного металла. Предложена эмпирическая формула для расчета режимов наплавки пучком релятивистских электронов стальных пластин различной толщины.
Впервые определены коэффициенты линейного расширения для износостойких сплавов ПР-Н70Х17С4Р4, ПР-Н80Х13С2Р. М6ФЗ.
Разработан графо-аналигический метод расчета деформаций и напряжений, возникающих в процессе наплавкипучком релятивистских электронов в плоских изделиях при различных теплофизических свойствах основного и наплавленного металлов.
Впервые экспериментально определены деформации стальных пластин, наплавленных износостойкими сплавами с использованием энергии пучка электронов, выведенного в атмосферу.
Впервые исследованы износостойкость и твердость металла, наплавленного пучком релятивистских электронов.
' Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований установлена возможность использования энергии пучка релятивистских электронов для износостойкой наплавки стальных изде-
лий. Определена область оптимальных режимов наплавки стальных пластин толщиной до 12 мм пучком релятивистских электронов.
Разработана методика графо-аналитического расчета, позволяющая определить деформации плоских изделий, наплавленных с использованием энергии пучка релятивистских электронов при различных теплофизических свойствах основного и наплавленного металлов.
Разработаны рекомендации по технологии износостойкой наплавки стальных изделий пучком релятивистских электронов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре-совещании "Модификация структуры и свойств металлических материалов электронными пучками", 1989 г., Липецк; на конференциях "Повышение эффективности сварочных работ" - 1990 и 1992 г.г., Липецк; на конференции "Повышение эффективности металлургического производства" - 1993 г., Липецк; на международной конференции "Современные проблемы сварочной науки и техники" - 1993 г., Ростов-на Дону; на всероссийской научно-технической конференции "Современные проблемы сварочной науки и техники "Сварка-95" - -1995 г.. Пермь; на конференции "Повышение эффективности металлургического производства" - 1996 г.. Липецк.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 8 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы. Общий объем работы составляет ISO страниц машинописного текста, включая 5"2 рисунков и 11 таблиц. Список литературы содержит 117 наименований.