Износостойкость наплавленного покрытия пл-ан 111 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Lysyannikova Natalya Nikolaevna, candidate of technical sciences, docent, Nata-ly. NM@,mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas

УДК 669.131

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ НАПЛАВЛЕННОГО ПОКРЫТИЯ

ПЛ-АН 111

Н.В. Мельниченко, Г. Д. Петрушин

Оцениваются структурообразование, твердость и износостойкость легированного белого чугуна, наплавленного на стальную подложку.

Ключевые слова: трение скольжения, структура наплавленного покрытия, твёрдость, скорость изнашивания.

Износостойкие покрытия с основой белого легированного чугуна отличаются химическим составом, структурообразованием при наплавке, склонностью к трещинообразованию при охлаждении наплавочного покрытия (НП).

Дисперсность и конфигурация карбидных частиц, предопределяющие износостойкость, зависят от состава наплавочной ленты и режимов наплавки [1]. Высокую износостойкость за счёт легирования имеет НП ПЛ-АН 179 [2]. В условиях повышенных температур и ударных нагрузок применяют наплавочные покрытия типа ПЛ-АН 111. Металлическая основа прочно удерживает карбиды [3].

Эксперименты проводились на установке трения по схеме штифт-абразивная поверхность. Коэффициент перекрытия - 0,05. Режимы изнашивания: скорость трения-скольжения - 1 м/с, контактное давление 2 МПа.

Условие трения скольжения: изнашивание без смазочного материала в атмосферных условиях.

Материал для исследования - наплавленное покрытие лентой ПЛ-АН 111, ГОСТ 26467-85, ТУ 14-127-319-2003.

Наплавка проводилась плазмотроном в защитной среде в 2 слоя на плиту толщиной 40 мм из низкоуглеродистой стали. Толщина верхнего слоя 3.. .5 мм. Общая толщина НП 8... 10 мм.

Металлографический анализ проводился при увеличении от 3 до 1000 крат на микроскопе ОБОРОТ.

Дюрометрический анализ осуществлялся на твердомере ТК-2М. Износостойкость наплавленного слоя оценивалась по результатам изнашивания образца (штифта) об абразивную поверхность при комнатной температуре.

Результаты исследований

Химический состав наплавленного слоя, %

¥г Сг N Мп В Si С гг

Осн. 32,3 34,2 0,6 0,38 1,68 4,6 0,9

Установлено, что в наплавленном покрытии наблюдаются неметаллические включения высокой плотности (рис.1, чёрные зоны), достаточно равномерно распределенные по объёму наплавленного слоя.

Карбиды в структуре имеют преимущественно округлую форму (рис. 2). В зоне сплавления слоев и в нижнем слое структура более дисперсна (рис. 3).

х100

Рис. 1. Неметаллические включения в НП

а. ,

х500

Рис. 2. Структура верхней части поверхностного слоя

211

В верхней части слоя длина игл цементита имеет размеры 0,02.. .0,08 мм, диаметр округлых включений около 5 мкм. В нижней части слоя длина игл не превышает 0,02 мм, а диаметр округлых включений -3 мкм.

Сплавление слоёв имеет выраженные границы.

Рис. 3. Структура наплавленного покрытия

В верхней части НП твердость составляет 48.54 НЯСэ, в средней - около 44.48 ИЯСэ, в нижней - менее 40 ИЯСэ (рис. 4). Износостойкость в верхней части НП выше, чем в нижней (рис. 4).

3 5 7

Глубина МП, мм Рис. 4. Твердость и износостойкость НП

Высокая плотность неметаллических включений и способность к намазыванию на абразивные частицы контртела может значительно влиять на механические свойства и коэффициент трения скольжения, снижая износостойкость НП.

Более высокая твёрдость верхней части НП указывает на уменьшение площади, занятой карбидами, в зоне контактов трущихся поверхностей.

Износостойкость НП высокая. Понижение твёрдости и износостойкости нижнего слоя объясняется уменьшением в нём легирующих элементов за счёт перемешивания расплавленного металла основы и наплавочной ленты.

Список литературы

1. Д.М.Левин, В.С.Кулбасов, Л.Б.Гутковский, В.М.Власов, И.А.Гончаренко, Н.В.Мельниченко. Структура и свойства высоколегированного наплавочного материала, работающего в условиях термоциклиро-вания // Известия ТулГУ. Сер. Физика. 2004. Вып.4. С. 71-81.

2. Мельниченко Н.В., Петрушин Г.Д. Износостойкость наплавленного покрытия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 11. Ч. 2. С. 174-177.

3. Чигарёв В.В., Белик А.Г. Порошковые ленты для наплавки // Сварочное производство. 2011. № 8. С. 38-44.

Мельниченко Николай Васильевич, канд. техн. наук, доц., fmm@,tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Петрушин Геннадий Дмитриевич, канд. техн. наук, доц., fmm@,tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

THE WEAR RESISTANCE OF THE DEPOSITED COA TING PL-AN111 N. V. Melnichenko, G.D. Petrushin

The structurization, hardness and wear resistance of the alloyed white cast iron which is built up on a steel substrate are estimated.

Key words: a sliding friction, structure of the built-up covering, hardness, wear

speed.

Melnichenko Nikolaj Vasilevich, candidate of technical sciences, docent, fmm@,tsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Petrushin Gennadij Dmitrievich, candidate of technical sciences, docent, fmm@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University