Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка экономнолегированных наплавочных материалов для повышения износостойкости деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания Малинов, Владимир Леонидович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Малинов, Владимир Леонидович. Разработка экономнолегированных наплавочных материалов для повышения износостойкости деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.03.06.- Мариуполь, 1999.- 21 с.: ил.

Введение к работе

Большое количество различных деталей машин работает в условиях ударно-абразивного воздействия. В результате этого их поверхность интенсивно изнашивается. Одной из наиболее распространенных технологий восстановления деталей и повышения их долговечности является электродуговая наплавка. В современных, условиях производства возрастают требования к долговечности наплавленных деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания, экономичности и технологичности наплавочных материалов. В связи с этим необходима разработка эффективных наплавочных материалов, учитывающих эти требования.

Актуальность темы. Наиболее широко используемые для повышения ударно-абразивной износостойкости наплавочные материалы содержат в большом количестве дорогие и дефицитные легирующие элементы. В ряде случаев для одних и тех же условий ударно-абразивного изнашивания применяются различные по степени легирования, структуре наплавочные материалы, а содержащиеся в них элементы зачастую используются неэффективно. Одной из причин этого является то, что при разработке наплавочных материалов применяется качественная, а не количествештая (основанная на объективных данных) характеристика условий ударно-абразивного изнашивания. Использование количественной характеристики условий ударно-абразивного изнашивания - коэффициента динамичности (Кд), предложенной И.В. Петровым, - позволяет разработать наиболее экономичные износостойкие наплавочные материалы для конкретных условий ударно-абразивного воздействия.

Никель широко используется для повышения ударостойкости наплавленного металла. Дороговизна и дефицитность этого элемента вызывают необходимость разработки безникелевых наплавочных материалов. Учитывая особенности сырьевых ресурсов Украины, которая богата залежами марганцевой руды, целесообразно в качестве одного из основных легирующих элементов использовать марганец.

Перспективным направлением в разработке новых наплавочных материалов, применяемых для повышения долговечности деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания, является использование принципа получения в структуре наплавленного металла метастабильного аустенита, превращающегося при нагружении в мартенсит (деформационное мартенситное превращение). Этот принцип был предложен профессором И.Н. Богачевым еще в конце 50-х годов. Однако для наплавочных материалов, используемых для повышения долговечности деталей, работающих в условиях ударно-абразивного воздействия, он не нашел широкого применения.

Исходя кз этого, разработка экономичных безникелевых наплавочных материалов, позволяющих реализовать эффект деформационного мар-тенситного превращения, является важной народнохозяйственной задачей.

Ciisnb работы с научными программам», планами, темами. Работа соответствует направлению исследований, проводимых кафедрой "Металлургия и технология сварочного производства" Приазовского государственного технического университета по темам: "Разработка и внедрение экономнолегированных порошковых электродных материалов для наплавки износостойких и цветных сплавов и технологических процессов" (13/94), "Разработка и внедрение рецептуры и технологии изготовления сварочных электродов с использованием местного сырья вместо поставляемого из стран СНГ" (20/94).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлось создание экономнолегированных порошковых лент для повышения долговечности деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие научно-технические задачи:

отработать методики испытаний на износ, обеспечивающие различные условия ударно-абразивного воздействия, характеризуемые коэффициентом динамичности (Кд);

выбрать систему экономного легирования наплавленного металла. Изучить зависимость его износостойкости от химического, фазового составов и структуры методом регрессионного анализа при различных Кд. Построить соответствующие математические модели;

изучить возможность получения структур наплавленного металла, обеспечивающих наибольшую износостойкость для различных Кд.;

разработать соответствующие составы порошковых лент и методику расчета состава их шихты с использованием ЭВМ;

разработать технологию наплавки деталей, провести промышленное опробование и внедрение результатов исследования.

Научная новизна полученных, результатов.

Получены регрессионные зависимости фазового состава, твердости и ударно-абразивной износостойкости при различных Кд от химического состава наплавленного металла системы Fe-Cr-Mn-C, что явилось основой для создания экономнолегированных наплавочных материалов.

Установлено влияние количества и стабильности остаточного аустенита в структуре наплавленного металла на его ударно-абразивную износостойкость при различных Кд. Показано, что при ударно-абразивном воздействии с малым коэффициентом динамичности (Кд = 1,2-1,4) следует иметь преимущественно мартенситно-карбидігую структуру наплавленного металла. Напротив, при больших значениях Кд (2,0-3,5) структура должна быть преимущественно аустенитной (у S 60 %).

Показано, что, за счет рациональных режимов нормализации наплавленного металла следует регулировать количество аустенита и степень его стабильности по отношению к деформационному мартенситному превращению, что существенно повышает износостойкость наплавленного металла.

Предложена методика выбора состава экономнолегированного наплавочного материала для различных условий ударно-абразивного изнашивания, характеризуемых Кд.

Достоверность выводов и рекомендаций работы подтверждается большим количеством экспериментальных данных, хорошей воспроизводимостью результатов, применением математико-статистических методов, промышленной проверкой и внедрением результатов исследований. v Практическое значение полученных, результатов.

Для различньгх условий ударно-абразивного изнашивания разработаны следующие наплавочные материалы: ПЛ-Нп-230Х12Г2 и ШІ-НП-250Х10Г4ФЗ (Кд = 1,2-1,4), ПЛ-Нп-200Х12Г2 (Кд=1,7-2,0), ПЛ-НП-160Х12Г5 и ПЛ-НП-100Х6Г4 (Кд=3,5), ПЛ-Нп-200Х12Г5 (Кд=1,4-3,5).

Даны рекомендации по выбору рационального фазового, химического составов и структуры наплавленного металла для повышения его ударно-абразивной износостойкости при различных Кд.

Разработана программа расчета состава шихты порошковых лент на ЭВМ.

Результаты работы прошли промышленное опробование и внедрены в ОАО "Азов" (г. Мариуполь) при восстановлении плит щековьгх дробилок Кальчикс ко го карьера.

Личный, вклад соискателя.

В диссертацию вошли лишь те научные результаты, которые получены диссертантом лично.

Автором выполнен аналитический обзор существующих наплавочных материалов, применяемых для восстановления изношенных деталей машин, работающих в различных условиях ударно-абразивного изнашивания, и сделан вывод о том, что существующая качественная оценка условий ударно-абразивного воздействия не позволяет выбрать рациональные экономнолегированные наплавочные материалы для конкретных условий ударно-абразивного изнашивашія. С учетом этого, для количественной оценки условий ударно-абразивного воздействия использован коэффициент динамичности, предложенный И.В. Петровым.

Выбраны методики испытаний образцов в условиях ударно-абразивного воздействия при различных Кд.

Проведены системные исследования износостойкости наплавочных сплавов системы Fe-Cr-Mn-C в условиях ударно-абразивного воздействия, характеризуемого различными значениями Кд.

Установлены регрессионные зависимости фазового состава, твердости и ударно-абразивной износостойкости от химического состава наплавленного металла, что явилось основой для создания экономнолегированных наплавочных материалов.

Проведены испытания износостойкости экономнолегированных марганцем высокоуглеродистых сталей, при различных Кд, и установлено, что в них проявляются те же закономерности, что и в наплавленном металле системы Fe-Cr-Mn-C.

Разработана программа расчета состава шихты порошковых лент на ЭВМ.

С участием автора проведены промышленные испытания и внедрение наплавки порошковой лептой ПЛ-Нп-160Х12Г5 плит щековой дробилки Кальчикского карьера. Эти работы выполнены совместно с сотрудниками НИОСП ОАО "Азов".

В опубликованных с соавторами научных работах диссертантом выполнено: постановка задач, проведение экспериментов и анализ полученных результатов.

Апробация результатов диссертации. Материалы работы докладывались на V научно-технической конференции: "Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий" (сентябрь 1992 г., г. Запорожье), VI международной научно-технической конференции "Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий" (сентябрь 1995, г. Запорожье), I-V региональных научно-технических конференциях (1992-1998 гг., г. Мариуполь).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубли ковано: в научном журнале - 1 статья, в сборниках - 4, тезисов - 7. Всего -12 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 13! страницах, состоит из введения, 5 разделов, выводов, перечня использо ванных источников, из 105 наименований. Работа содержит 31 рисунок, Г таблиц, 4 приложений.