Відновлення та зміцнення методами наплавлення деталей, що експлуатуються в умовах зношування й різних видів циклічних навантажень

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОЗВАРЮВАННЯ ім.Є.О. Патона

УДК 621.791.92

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Відновлення та зміцнення методами наплавлення деталей, що експлуатуються в умовах зношування й різних видів циклічних навантажень

Спеціальність 05.03.06 «Зварювання та споріднені процеси і технології»

Рябцев Ігор Олександрович

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор академік Патон Борис Євгенович Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України директор.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Биковський Олег Григорович, (Запорізький національний технічний університет МОН України, м. Запоріжжя), професор кафедри „Зварювальне виробництво”;

доктор технічних наук, старший науковий співробітник, Позняков Валерій Дмитрович (ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України, м. Київ) завідувач відділом;

доктор технічних наук, доцент Рижов Роман Миколайович (Національний технічний університет України „КПІ”, м. Київ), професор кафедри «Електрозварювальні установки».

Захист відбудеться „02” лютого 2011 р. о 10⁰⁰ на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 при Інституті електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України за адресою: 03680, Київ-150, МСП, вул. Боженка, 11.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Інституту електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України за адресою: 03680, Київ-150, МСП, вул. Боженка, 11.

Автореферат розісланий „22” грудня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор технічних наук Киреєв Л.С.

Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. Збільшення довговічності й надійності деталей і робочих органів машин і механізмів - одна з найважливіших проблем для різних галузей народного господарства України. Заміна зношених деталей, що вийшли з ладу, і наступне переналагодження устаткування забирають тривалий час, що знижує продуктивність праці й значно підвищує матеріальні витрати. Як приклад можна привести деталі дробильного обладнання на гірничо-збагачувальних комбінатах, ролики машин безперервного лиття заготовок, прокатувальні валки на металургійних заводах і комбінатах і т.п. Як правило, у загальних витратах по дробленню руди або по наскрізному металургійному переділу витрати на ці деталі становлять приблизно 10...15 %; витрати часу на їхню заміну від загального часу експлуатації обладнання також перебувають приблизно в цих межах.

Однак з урахуванням високої продуктивності гірничо-металургійного обладнання, втрати від не зробленої продукції можуть набагато перевищувати прямі витрати на придбання нових деталей і заміну зношених. Аналогічним образом складаються витрати на заміну зношених деталей і в деяких інших галузях народного господарства. Таким чином, продовження терміну експлуатації швидкозношуваних деталей за рахунок наплавлення, зниження витрат на їхню заміну повинне дати відчутний економічний ефект.

Як правило, багато з наплавлених деталей зазнають одночасно декілька видів зношування, що багато в чому ускладнює обґрунтований вибір наплавних матеріалів і технологій наплавлення. Особливу небезпеку представляють втомні пошкодження від циклічних механічних або термомеханічних навантажень, які в поєднанні з іншими видами зношування можуть привести до передчасного руйнування деталі. У процесі зношування міняються розміри деталі, у результаті міняється її напружено-деформованій стан, можуть з'явитися нові концентратори напружень, що спричиняє зниження втомної міцності деталей у процесі експлуатації. З огляду на складність проблеми наплавлення деталей, що експлуатуються у таких умовах, необхідно розробити нові теоретичні підходи до її рішення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота І.О.Рябцева є завершеною науково-дослідною роботою, яка виконана в період з 1994 по 2010 р.р. в Інституті електрозварювання ім.Є.О.Патона НАН України за темами відомчого замовлення НАН України: 1.6.1.2.10 (2/10) "Створити високозносостійкі сплави для наплавлення із зміцненням карбідами металів ІV і V груп і розробити технології їхнього наплавлення" (1994-96 рр); 1.6.1.2.12 (2/12) "Розробити наукові основи й принципи одержання зносостійкого наплавленого металу високої тріщиностійкості з урівноваженою гетерогенною структурою та дисперсною зміцнювальною фазою глобулярної форми" (1997-1999 рр); 1.6.1.2.2 (2/2) "Дослідити процеси термодеформаційного зміцнення наплавленого металу типу мартенсітностаріючих та дисперсійнотвердіючих сталей і сплавів та створити на цій основі нові матеріали й технології для наплавлення" (2003-2005 рр.); 1.6.1.2.4 (2/4) „Дослідження і розробка матеріалів та технологій наплавлення покриттів з регульованими тріботехнічними властивостями”; цільової науковій програми НАН України «Фундаментальні проблеми створення матеріалів з наперед заданими властивостями, методів їх з`єднання і обробки»: 1.6.1.2.33 (2/33) Дослідити закономірності формування метастабільних структур у сплавах на основі заліза зі зміцненням сульфідними, фосфідними складовими та складовими, що містять вуглець, і розробити на цій основі нові матеріали для наплавлення тріботехнічного призначення.(2002-2004 рр.); 1.6.1.2.32 (2/32) "Дослідити особливості спадкування й формування структури в комплексній системі матеріал для наплавлення-зварювальна ванна-наплавлений метал з метою керування кристалізацією й властивостями наплавленого металу" (2005-2006 рр.); 1.6.1.2.28 (2.28) "Дослідити фізико - металургійні закономірності формування структури та властивостей наплавленого металу при використанні в матеріалах для наплавлення лігатур та порошків на основі евтектичних карбідних композицій" (2007-2011 рр.); цільової комплексної програми НАН України: «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкції, споруд та машин»: 2/38 "Розробити матеріали та енергозбережні технології відновлення та подовження терміну експлуатації великогабаритних деталей обладнання та конструкцій гірничо-металургійного комплексу України з врахуванням їх залишкового ресурсу" (2004-2006 рр.); 2/55 "Вивчення розумів експлуатації та видів зношування інструментів й оснащення для гарячої обробки металів тиском та розробка енергозберігаючих технологій відновлення їх ресурсу" (2007-2009 рр). Автор дисертації був керівником робіт по всіх темах.

Ціль дисертації полягає в розробці ефективних методів створення матеріалів і технологій для наплавлення деталей і робочих органів машин і механізмів з високими зносостійкими й втомними властивостями на основі розрахунково-експериментальних методів дослідження наплавленої деталі як багатошарової конструкції, весь цикл існування якої залежить як від особливостей і взаємодії складових його окремих процесів, включаючи виготовлення деталі, її наступну експлуатацію й одно- або багаторазове відновне наплавлення, також і від конструкційних особливостей, властивостей та взаємодії шарів, які складають таку деталь.

Для досягнення поставленої мети було необхідно вирішити наступні науково-технічні завдання:

- вивчити особливості пошкоджень та виходу з ладу деталей і робочих органів машин і механізмів, які експлуатуються в умовах різних видів зношування та циклічних механічних або термомеханічних навантажень; вибрати типові деталі, для яких будуть розроблятися нові матеріали й технології наплавлення;

- провести аналіз особливостей структурного й напружено-деформованого стану, а також властивостей наплавленої деталі в процесі її виготовлення, експлуатації й одно- або багаторазового відновного наплавлення з метою досягнення розуміння процесу "існування" деталі в цілому як результату взаємодії складових його окремих процесів;

- розробити математичні моделі і методи розрахунку структурного й напружено-деформованого стану деталей у цілому при одно- і багатошаровому наплавленні та у процесі експлуатації, що враховують механічні і термічні експлуатаційні навантаження й циклічність їхнього прикладання та які дозволяють оцінити втомну міцність наплавлених деталей залежно від їхньої конструкції, технології наплавлення, використаних для наплавлення матеріалів і умов експлуатації;

- для оцінки точності запропонованих моделей і методик розрахунку провести експериментальну оцінку впливу хімічного складу, структури наплавлених шарів і залишкових напружень, що виникають при одно- і багатошаровому наплавленні різних матеріалів, на стійкість проти зношування й циклічних механічних або термічних навантажень;

- на основі досліджень структурної спадковості в системі електродний (присадний) матеріал-зварювальна ванна-наплавлений метал розробити методи регулювання структури наплавленого металу, сприятливої з точки зору умов експлуатації;

- розробити рекомендації зі структури й конструкції багатошарового наплавленого металу, створити й удосконалити наплавні матеріали й розробити технології наплавлення деталей, що експлуатуються в умовах різних видів зношування й циклічних механічних або термомеханічних навантажень.

Об'єкт досліджень. Процеси, які протікають при наплавленні й експлуатації наплавлених деталей, і їхній вплив на структуру, напружено-деформований стан, експлуатаційні й міцностні властивості наплавлених деталей.

Предмет досліджень. Технології й матеріали для наплавлення деталей, що експлуатуються в умовах інтенсивного зношування й циклічних механічних або термомеханічних навантажень.

Методи досліджень. Для досягнення поставленої мети й рішення науково-технічних завдань застосовувались математичне моделювання, розрахункові й експериментальні методи. З використанням розробленої математичної моделі й методу кінцевих елементів проведений розрахунок напружено-деформованого й мікроструктурного стану деталі в процесі наплавлення й наступної експлуатації. Проведено теоретичну оцінку опору наплавленої деталі циклічним механічним або термічним навантаженням при одно- і багатошаровому наплавленні шарами різного хімічного складу, структури й геометричних розмірів. Для оцінки точності результатів розрахунків проводилися експериментальні дослідження механічної й термічної втомної міцності наплавлених зразків. З використанням сучасних методик досліджувалася також зносостійкість, теплостійкість, гаряча твердість наплавленого металу різних систем легування. Для дослідження структури наплавленого металу використовувалися методи оптичної й електронної мікроскопії, дилатометричний, рентгеноструктурний і мікрорентгеноспектральний аналізи.

Вірогідність результатів, отриманих у ході виконання дисертаційної роботи, підтверджується їхнім успішним використанням при наплавленні деталей металургійного й гірничо-збагачувального устаткування.

У результаті проведених досліджень отримані наступні результати, що мають наукову новизну й практичну цінність.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Розроблено теоретичні представлення до наплавленої деталі як багатошарової конструкції, кожний із шарів якої має своє функціональне призначення й вносить свій вклад у напружено-деформований стан деталі в цілому й впливає на її експлуатаційні властивості, термін служби й можливість багаторазового відновного наплавлення.

2. Розроблено методику розрахунку, яка в рамках єдиної моделі дозволяє розраховувати напружено-деформований та структурний стан наплавленої деталі, а також її опор циклічним механічним або термомеханічним навантаженням безпосередньо після наплавлення та в процесі експлуатації. З використанням розробленої методики розраховано напружено-деформований й структурний стан, а також втомна міцність наплавлених деталей, у яких зона концентрації напружень і максимальних циклічних навантажень не збігається із зоною зношування. Розрахунок наплавлених зубів крупномодульних шестерень, які відносяться до цієї групи деталей, показав, що при відновно-зміцнювальному наплавленні, при якому замінюються наплавленим металом пошкоджена частка метала у зоні концентрації напружень у основання зуба, сумарні залишкові й циклічні експлуатаційні напруження у 1,5 рази менше, ніж при відновному наплавленні, при якому наплавляється тільки зношена область. У результаті на порядок збільшується довговічність наплавленої деталі.

3. Розроблено й експериментально підтверджений новий спосіб підвищення термічної стійкості наплавлених деталей за рахунок наплавлення підшару з низьковуглецевої низьколегованої сталі, яка має високу пластичність та втомну міцність. Розрахунок напружено-деформованого і структурного стану в процесі наплавлення й експлуатаційних циклічних термічних навантажень деталей типу прокатних валків, наплавлених інструментальною сталлю, без і з пластичним підшаром, показав, що за рахунок релаксації напружень, наплавлення із пластичним підшаром забезпечує зниження на 25...30 % напружень у найбільш навантаженому зовнішньому робочому шарі, у результаті чого на 30...35 % підвищується термічна стійкість наплавленої деталі. Експериментальні дослідження термічної стійкості наплавлених зразків й деталей підтвердили результати розрахунків.

4. Встановлено, що при дуговому наплавленні порошковими дротами внаслідок прояву ефекту структурної спадковості структура наплавленого металу змінюються в залежності від структури шихтових матеріалів порошкових дротів. При однаковому хімічному складі в структурі металу, наплавленого порошковим дротом із шихтою з порошків феросплавів, у тому числі високовуглецевого ферохрому, вміст карбідів в 1,2...1,3 рази більше, ніж у структурі металу, наплавленого дротом із шихтою з попередньо виплавленого й розпиленого високолегованого порошку. Відповідно більш високу зносостійкість мав перший тип наплавленого металу.

5. Розроблено й експериментально підтверджений новий спосіб здрібнювання структури й підвищення термічної стійкості наплавленого металу типу інструментальних сталей за рахунок введення в шихту наплавлювальних порошкових дротів ультрадисперсних евтектичних карбідних композицій основних легуючих елементів - хрому, вольфраму, ванадію й інш. Встановлено, що метал, наплавлений такими дротами, мав більш дрібну структуру - бал зерна зменшувався з 3-4 до 6-8, і більшій вміст мартенситу, якій забезпечує залишкові напруження стиску. У результаті на 20...30 % збільшується термічна стійкість наплавленого металу.

Практична цінність і реалізація результатів роботи.

1. Розрахунково-експериментальним методом встановлено, що товщина робочого шару найбільш навантаженого прокатувального валка чорнової кліті, який у зоні контакту з заготовкою, що деформується, періодично нагрівається до 200...700 ⁰С, становить 6...8 мм. Саме таку товщину повинен мати робочий зносостійкий шар валків чорнових клітей. У менш нагрітих шарах, розташованих на глибині > 8 мм, формуються найбільші циклічні напруження розтягу (рівень середніх складових напружень розтягу ? 400 МПа, а амплітудних ? 70 МПа). Виходячи із цього, для наплавлення підшару у валках гарячої прокатки рекомендується використовувати низьковуглецеві низьколеговані сталі, що мають високу пластичність та втомну міцність.

2. Розроблено й захищені авторськими свідоцтвами на винаходи (3 а.с.) і патентами України (4 патенти) порошкові дроти для наплавлення деталей, що працюють в умовах різних видів зношування й циклічних навантажень.

3. Нові наплавні порошкові дроти пройшли санітарно-гігієнічну й технологічну перевірку й включені в розроблені у від. № 2 ІЕЗ ім.Є.О.Патона Технічні умови України: ТУУ 05416923.024-97; ТУУ 28.7.05416923.066-2002; ТУУ 28.7.05416923.073:2005, що дає можливість виробляти й використовувати ці дроти в промисловому виробництві.

4. Для ЗАТ "Интерпайп Нико-Тьюб" (м. Нікополь) і ЗАТ "НКМЗ" (Новокраматорський машинобудівний завод) розроблені технології й технологічні рекомендації з попереднього підігріву, наплавлення пластичного підшару й зносостійкого шару сталевих валків трубопрокатного стану ТПА 30-102 і валків листопрокатних станів. Використання нових матеріалів і технологій дозволило понизити температуру попереднього підігріву валків, а також одержати залишкові напруження стиску в наплавленому шарі, що позитивно позначається на термічній стійкості наплавлених валків.

5. Розроблено технології та наплавлені партії великогабаритних деталей гірничо-збагачувальних комбінатів: конуса-станини, корпуса кільця, вала-конуса конусних дробарок; приводного вала-шестірні й зубчастого вінця млина самоподрібнення; ковшів кар'єрних екскаваторів і ін. деталей. Забезпечено одержання якісного наплавленого металу, що має високу зносостійкість. Економічний ефект, який отримано від наплавлення деталей устаткування ГЗК Кривого Рогу, становить 1439,0 тис.грн.

Апробація роботи.

Основні положення й результати дисертаційної роботи були докладені та обговорені на міжнародних, національних, галузевих наукових конференціях і семінарах: "Наплавленный металл. Состав, структура и свойства". Мариуполь, 1992 г; "Организация и технология ремонта механизмов, машин и оснастки". Киев-Ялта 1996 г; "Трубокон-2001", 2-я международная научно-практическая конференция по проблемам совершенствования и эксплуатации трубной продукции, Днепропетровск, 2001 г; международная конференция «Сварка и родственные технологии», Киев, 2002 г; Международные конференции «Design and technology of drawpieces and die stampings», Poznan, 2002 и 2004 гг; международная конференция «Современные проблемы сварки и ресурса конструкций», Киев, 2003 г; 8 международная научно-техническая конференция «Проблемы сварки, металлургии и родственных технологий», Тбилиси, 2003 г; международная научно-техническая конференция «Надежность и ремонт машин», Орел, 2004 г; вторая и четвертая международные конференции «Математическое модели-рование и информационные технологии в сварке и родственных процессах», Кацивели, 2004 и 2008 гг; семинар «Сварка и родственные технологии», Киев, 2006 г; 7-я международная научно-техническая конференция «Инженерия поверхности и реновация изделий», Ялта, 2007 г; міжнародна конференція “Сучасні проблеми механіки і математики”, Львів, 2008 г; международная конференция «Сварка и родственные технологии в третье тысячелетие», Киев, 2008 г; третья всеукраинская научно-техническая конференция НТУУ КПІ "Зварювання та споріднені процеси", Київ, 2010 г; международная научно-техническая конференция „Современные проблемы трибологии”, Киев, 2010 г.

Публікації.

За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 4 монографії, 1 довідковий посібник, 46 статей у науково-технічних журналах і збірниках праць, 16 тезисів доповідей на науково-практичних конференціях і семінарах, отримано 3 авторських свідоцтва СРСР та 4 патенти України.

Особистий внесок автора полягає в розробці наукових основ підвищення методами наплавлення ресурсу експлуатації деталей, що працюють в умовах різних видів зношування й циклічних механічних або термомеханічних навантажень, й впровадження цих методів в виробництво. Нові матеріали й технології наплавлення, основні наукові положення, висновки й рекомендації, які виносяться на захист, сформульовані й розроблені автором самостійно.

Основні результати дисертаційної роботи викладені автором одноособово в одній монографії й в 10 опублікованих статтях, в одній монографії й довідковому посібнику з часткою участі 50 %, у двох монографіях з часткою участі 30 %; в інших роботах частка автора становить не менш 35 %.

Структура й обсяг дисертації.

Дисертаційна робота складається із вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Дисертація має загальний обсяг 254 стор. машинописного тексту, включаючи 126 малюнків, 39 таблиць, список літератури з 228 найменувань на 14 стор. і додатків.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета й науково-технічні завдання, які необхідно було вирішити в ході виконання роботи, описані об'єкт і методи досліджень, апробація роботи, наведені наукові й практичні результати дисертації, визначений особистий внесок автора.

У першому розділі проведений аналіз особливостей ушкодження й руйнування деталей, що експлуатуються в умовах різних видів зношування й циклічних механічних або термомеханічних навантажень. Дано характеристику й сучасну класифікацію основних видів зношування. Докладно проаналізовані механізми втомного руйнування при циклічному механічному або термічному навантаженні й роль окремих факторів, що впливають на ці механізми. Особлива увага приділена впливу на ці властивості хімічного складу й структури наплавленого металу.

Проблемам наплавлення деталей, що працюють в умовах різних видів зношування в поєднанні із циклічними механічними або термомеханічними навантаженнями, були присвячені дослідження І.І.Фруміна, І.К.Походні, В.І.Махненка, Б.І.Медовара, Т.Г.Кравцова, М.А.Тилкіна, Ю.А.Юзвенка, П.В.Гладкого, Ф.Д.Кащенка, В.В.Чигарьова, Г.В.Ксендзика, І.О.Кондратьєва, Л.Б.Медовара, В.О.Наливкіна та ін. учених. У роботах В.І.Махненка, Т.Г.Кравцова, П.В.Гладкого із співробітниками були розроблені методи розрахунку напруженно-деформованого стану циліндричних деталей при їхньому наплавленні різними матеріалами. Однак у ціх дослідженнях не виконувались розрахунки втомной міцності наплавлених деталей. Оцінка їх втомной міцності робилась за результатами іспитів наплавлених зразків-імітаторів. У більшості інших досліджень основна увага приділялася властивостям наплавних матеріалів і наплавлених шарів, їхньому хімічному складу й структурі. В них не розглядався вплив наплавлення на загальний напружено-деформованій стан деталі в цілому, як правило, не простежувалася зміна структури й властивостей деталі в процесі експлуатації. деталь наплавлений метал

З огляду на складність проблеми наплавлення деталей, що експлуатуються в таких умовах, необхідно розробити нові підходи до її рішення. Деталь, що наплавляється, необхідно розглядати як багатошарову конструкцію. Кожний із шарів такої деталі має свій хімічний склад, структуру, теплофізичні й механічні властивості й вносить свій внесок у напружено-деформований стан деталі в цілому. Відповідно, всі шари, у тому або іншому ступені, впливають на експлуатаційні властивості деталі, строк її служби й можливість багаторазового відновного наплавлення.

Експериментальні дослідження зносостійкості, втомної механічної й термічної міцності вимагають значних витрат часу й матеріальних ресурсів. Із цієї причини ставиться завдання розробити математичні моделі і методи розрахунку напружено-деформованого й мікроструктурного стану деталей при наплавленні та наступній експлу-атації при зношуванні і циклічних механічних або термомеханічних навантаженнях. Моделі повинні враховувати техніку й технологію одно- і багатошарового наплавлення, хімічний склад і структуру наплавлених шарів, їх механічні й теплофізичні характер-ристики та геометричні розміри. Точність розрахунків по запропонованим моделям і методикам необхідно підтвердити відповідними експериментальними дослідженнями.

На закінчення розділу сформульована мета роботи та намічені ті науково-технічні завдання, які необхідно вирішити для її досягнення.

Другий розділ присвячений розробці математичних моделей і методик розрахунку напружено-деформованого й структурного стану деталей у процесі виготовлення та наступної експлуатації в умовах зношування та циклічних механічних або термомеханічних навантажень. Для розуміння процесу в цілому розроблена блок-схема моніторингу стану деталі в ході всього циклу її "існування", що включає наступні моделі: початкового стану, у тому числі, напруженно-деформованого й структурного стану деталі при виготовному наплавленні; еволюції службових і структурних параметрів у процесі експлуатації; зношування; накопичення пошкоджуваності; відновного наплавлення.

При розрахунку за розробленою методикою моделюються термомеханічні процеси при одно- і багатошаровому наплавленні деталей з використанням теорії зростаючих термов'язкопластичних тіл і чисельного методу кінцевих елементів (МКЕ). Для розрахунку окремих складових структури використовуються термокінетичні діаграми розпаду аустеніту відповідних сталей. Термомеханічна поведінка матеріалу описується за допомогою модифікованої моделі Боднера-Партома. Загальна постановка завдання конкретизується при оцінці напружено-деформованого й мікроструктурного стану стосовно до плоских і циліндричних деталей, відповідно в плоскій й вісєсиметричній постановках.

Розгорнута постановка завдання для вісєсиметричного випадку в циліндричній системі координат Orzц включає наступні кінематичні рівняння:

деформації:

(1)

теплопровідності:

(2)

квазістатичної рівноваги:

(3)

умови на граничній поверхні й початкові умови:

в момент (4)

де u_z, u_r - вектори переміщень; температура; - тензор напружень; - потужність об'ємного джерела тепла; - теплоємність, віднесена до одиниці об'єму [], що враховує сховані теплоти структурних і фазових перетворень, , де - питома теплоємність [], - питома маса кг/м³, К - коефіцієнт теплопровідності; - коефіцієнт тепловіддачі; - температура навколишнього середовища; - початкова температура; - вектор одиничної зовнішньої нормалі; c₀ - універсальна постійна Стефана, c - коефіцієнт чорності матеріалу деталі й наплавленого шару; - заданий тепловий потік.

Поверхня, що наплавляється, розглядається як поверхня нарощування й відповідно до теорії зростаючих тіл на ній задається не вектор зусиль, як у класичній постановці, а всі компоненти тензора напружень. Крім того, задається температура наплавленого металу . З урахуванням умови для розплавленого металу маємо:

на , (або ). (5)

Термомеханічне поводження матеріалів у зварювальних процесах може описуватися різними моделями. Вони повинні давати оцінки поточного й залишкового напруженно-деформованого стану наплавленої деталі, які необхідні для прийняття інженерних і технологічних рішень. Добрі результати дають уніфіковані моделі, у яких ураховуються такі властивості як повзучість, релаксація напружень, ізотропне й спрямоване зміцнення, залежність межі текучості матеріалу від швидкості деформації та т.п. у рамках єдиної системи рівнянь. Ці моделі дозволяють ураховувати процеси, що протікають при експлуатації наплавленої деталі. Однієї з них є використана в даній роботі модель Боднера-Партома, що базується на наступних положеннях:

- гіпотеза аддитивності тензора сумарної деформації:

; (6)

- закон Гука для ізотропного матеріалу:

; (7)

- закон течії Прандтля-Рейсса з урахуванням нестисливості для непружної деформації:

(8)

- рівняння еволюції для параметра ізотропного зміцнення :

(9)

де , і - пружні, непружні й теплові складові деформації, а в умовах структурних перетворень - термоструктурна деформація, обумовлена нижче рівнянням (13); і - девіатори тензорів напружень і деформацій; - параметр ізотропного зміцнення; - здвиговий модуль; - об'ємний модуль; - коефіцієнт лінійного термічного розширення; n, - параметри моделі; - одиничний тензор; - згортка компонентів девіатора тензора напружень; - потужність пластичної деформації.

Як характеристики напружено-деформованого стану використовуються інтенсивність девіатора тензора напружень , інтенсивність пластичних деформацій і середня нормальна напруга .

У даній роботі використовується новий підхід до моделювання зростаючих тіл, які складається в тому, що побудована кінцево-елементна сітка покриває як саму деталь, так і всі шари, що будуть наплавлятися у майбутньому. У приповерхневому нарощуваному шарі для всіх елементів сітки визначальні рівняння (6-9) індивідуалізуються тими конкретними значеннями деформації й температури , при яких відбувалося їхнє заповнення.

Для розрахунку концентрації фаз у процесі наплавлення й наступної експлуатації використовували вдосконалену методику, яка відома по роботах В.І.Махненка, О.Г.Касаткіна, Дж.Ієди та ін. У моделі, що враховує структурні перетворення, окремі складові структури позначені індексом : аустеніт (), ферит ( ), перліт (), бейнит () і мартенсит (), а символом позначені їхні об'ємні частки. Для них виконуються співвідношення:

(10)

Зв'язок напруг і деформацій підкоряється закону Гука:

(11)

Перші два рівняння відносяться до основного матеріалу, останні два - до матеріалу, що наплавляється.

Термоструктурна деформація визначається через питомі обсяги фаз :

. (12)

На рис. 1 у якості прикладу наведено термокінетичну діаграму (ТКД) сталі 35ХМ з кривими охолодження з різними швидкостями. Суцільні жирні лінії обмежують області фазових перетворень (ОФП): А - F - аустеніт - ферит; А - Р - аустеніт - перліт; А - В - аустеніт - бейніт; А - М - аустеніт - мартенсит. Тонкі лінії відповідають експериментальним траєкторіям охолодження зразків (ТКД-траєкторії). Пунктирною лінією показана деяка довільна траєкторія охолодження. Цифрами показані відсотки вмісту перліту й бейніту , що відповідають ТКД-траєкторіям при виході з ОФП.

Нехай - поточні значення концентрації фаз, тоді відсоток залишкового аустеніту для будь-якої крапки ТКД-траєкторії визначається по формулі: .

Перетворення аустеніту в перліт або бей-розпаду аустеніту сталі 35ХМ

Рис. 1. Термокінетична діаграма при проходженні ОФП і після закінчення проходження характеризує показник:

; ;, (13)

де - відсоток вмісту нової фази при виході з ОФП, а - відсоток аустеніту при вході в неї. Індекси й відповідають величинам на вході й виході з ОФП, відповідно. Закон накопичення нової фази уздовж відрізків ТКД-траєкторій, приналежних областям фазових перетворень, апроксимується виразом:

, (14)

де приймається рівним 3; і - температури початку й кінця перетворення; - максимальне значення нової фази для даної траєкторії.

Дана методика враховує закон накопичення фази уздовж ТКД-траєкторій, тобто, збільшення фази залежить від уже накопиченого значення. Кількість фази, накопиченої на цій ділянці до -го моменту часу, визначається по формулах:

, , (15)

де - відносна кількість фази, накопичена на -ної простій ділянці до моменту часу, - збільшення кількості фази за час .

Для визначення параметрів моделі термо- в'язкопластичності Боднера-Партома використовуються діаграми розтягу для ряду температур відповідному термічному циклу наплавлення для двох швидкостей деформування. Як приклад на рис. 2 показані діаграми розтягу для сталі 35ХМ. Значення параметрів моделі Боднера-Партома залежно від температури для цієї сталі наведені в табл. 1, а теплофізичні й механічні характеристики матеріалів залежно від температури в табл. 2. Табличні дані використовуються для розрахунків при довільних температурах методом інтерполяції. Характеристики матеріалів для температур при розрахунках приймаються постійними.

Рис.2. Діаграми розтягу сталі 35ХМ при різних температурах: 1 - 20 °С; 2 - 400 °С;

Аналогічні дані отримані для інших матеріалів, які використовуються у роботі. 3 - 600°С; 4 - 800°С. Штрихові лінії - розрахункові дані, суцільні - експериментальні.

Таблиця 1. Параметри моделі Боднера-Партома для сталі 35ХМ залежно від температури.

20	1,20	0,15	3720	5520
400	1,03	0,50	3620	5320
600	0,80	1.00	3200	4400
800	0,5	10,0	2200	2700

Таблиця 2. Механічні й теплофізичні характеристики стали 35ХМ залежно від температури.

20	2,10	998	1108	43,2	3,6	12,3
100	2,05	983	1108	43,2	3,8	12,3
300	1,95	896	1062	36,0	4,34	12,5
500	1,77	798	953	29,7	5,24	14,2
600	1,64	723	792	26,8	6,02	14,4
800	1,30	443	482	26,8	6,02	14,4

Завдання про напружено-деформований і структурний стан наплавленої деталі вирішуються чисельно за допомогою методу кінцевих елементів, що використовує Лагранжевє варіаційне формулювання. Для рішення варіаційного завдання використовується восьмивузловий ізопараметричний чотирикутний елемент. Для чисельного рішення завдань подібного типу розроблені відповідні комп'ютерні програми.

Третій розділ. У першій частині розділу представлено результати розрахунків напружено-деформованого й структурного стану, а також механічної втомної міцності наплавлених зубів великомодульних шестерен, отриманих з використанням розробленого методу й підтверджених відповідними експериментами. Це одна з характерних деталей, у яких зона зношування й прикладення циклічного навантаження не збігаються із зоною найбільш імовірної появи втомних ушкоджень і в неї є концентратор напружень у місці переходу від кореня зуба до западини. Можливі дві схеми наплавлення зубу: перша - відновна (рис. 3, б), при якій наплавляється тільки зношена область. Друга - відновно-зміцнювальна (рис. 3, в), при якій відновлюється форма зуба та замінюється наплавленим металом ушкоджена частина зуба в зоні концентратора напружень.

Рис. 3. Зношений зуб (а) та можливі схеми його наплавлення: б - відновлення первінних розміров зубу; в - відновно-зміцнювальне наплавлення з заміною пошкодженого матеріалу у зоні концентратора напружень.

Дослідження проводилося на зразках, розміри яких моделювали розміри зуба й мали аналогічний концентратор напружень (рис. 4). Матеріал зразка, як й деталі - сталь 35ХМ. Максимальне значення загального віднульового експлуатаційного навантаження що відповідає напруженню Завдання вирішувалося методом кінцевих елементів у плоскій постановці. У зразку дві зони концентрації напружень - поблизу скруглення r = 3 мм і на границі закріплення. В них отримані відповідні значення головних напружень від циклічного навантаження: у_1ок = 399 МПа, у_1з = 228 МПа.

Рис. 4. Зразок-імітатор для дослідження втомної міцності зуба шестерні (q - розподілене циклічне віднульове навантаження)

Штриховкою показана область закріплення.

Був проведений розрахунок напружено-деформованого й структурного стану зразка при відновному наплавленні (див. рис. 3, б). Наплавлена область розмірами 5х15 мм показана пунктирною лінією на рис. 5. Використовується модель одномоментного вкладення розплавленого наплавного матеріалу при температурі .

Рис. 5. Розподіл залишкових напружень (а) і мартенситної фази (б) у наплавленому й основному металах (наплавлення за відновною схемою, рис. 3, б).

На рис. 5, а показані ізолінії максимального головного залишкового напруження. Жирною крапкою відзначене місце максимального значення у₁ = 190 МПа. Є великі зони стискаючих напружень, наявність яких обумовлене присутністю значної частки мартенситу як у наплавленому металі, так і в ЗТВ (рис. 5, б). При цьому зона дії цих напружень і зона мартенситної структури закінчуються саме у концентратора напружень. При наступному віднульовому навантаженню з максимальним значенням у крапці максимуму циклічного нагруження будуть наступні напруження: , ,

При наплавленні по відновно-зміцнювальній схемі (див. рис. 3, в) область, що наплавляється має розміри 5х20 мм (рис. 6). У цьому випадку залишкові напруження наплавлення в зоні концентратора напружень істотно нижче - у₁ = 24 МПа. Немає різкого переходу в розподілі залишкових напружень і структури в цій зоні. У наплавленому за цією схемою зразку при наступному віднульовому навантаженні з максимальним значенням у крапці максимуму циклічного нагружения, напруження значно нижче: , .

Рис. 6. Розподіл залишкового напруження (а) і мартенситної фази (б) у наплавленому й основному металах (наплавлення за схемою 2, рис. 3, в).

За цими даними розраховані й побудовані криві втомної міцності для зразків різного типу. Для перевірки розрахункових даних були проведені експериментальні дослідження втомної міцності зразків зі сталі 35ХМ без наплавлення й наплавлених за відновною й відновно-зміцнювальній схемах (рис. 7). Вплив схеми наплавлення на втомну міцність наочно ілюструється результатами випробувань наплавлених зразків (середні дані за результатами випробувань 3-5 зразків). Попередньо циклічно навантажені зразки (10⁵ циклів), які потім були наплавлені за відновно-зміцнювальній схемою, мають на порядок більший після ремонтний ресурс у порівнянні зі зразками, наплавленими за відновною схемою, відповідно 223200 й 18700 циклів.

Рис. 7. Розрахункові втомні криві: 1 - гладкі зразки при симетричному циклі навантаження; 2 - зразки з концентратором напружень при симетричному циклі навантаження; 3 - зразки з концентратором напружень при віднульовому циклі навантаження; 4 - зразки з концентратором напружень, які наплавлені за відновно-зміцнювальній схемою; 5 - зразки з концентратором напружень, які наплавлені за відновною схемою. Експериментальні дані по втомної міцності зразків: _ - кількість циклів до руйнування для зразків без наплавлення; ? - кількість циклів до появи тріщини для зразків, попередньо навантажених на 10⁵ циклів, а потім наплавлених за відновною схемою; ¦ - те ж, але до руйнування зразків; Д - кількість циклів до появи тріщини для зразків, попередньо навантажених на 10⁵ циклів, а потім наплавлених за відновно-зміцнювальній схемою; ^ - те ж, але до руйнування зразків.

У другій частині розділу представлені результати розрахунків напружено-деформованого й структурного стану наплавлених деталей, що експлуатуються при зношуванні й циклічних термічних навантаженнях, які були підтверджені відповідними експериментами.

Був проведений розрахунок напружено-деформованого стану зразків, які булі наплавлені порошковим дротом ПП-Нп-25Х5ФМС із пластичним підшаром і без підшару, після наплавлення й у процесі випробувань термічної стійкості. Цей дріт широко застосовується для наплавлення прокатних валків, штампів і т.п. Попередньо розрахунково-експериментальним методом було встановлено, що товщина робочого шару найбільш навантажених прокатувальних валків чорнових клітей, які в зоні контакту з заготовкою, що деформується, періодично нагріваються до 200...700 ⁰С, становить 6...8 мм. Саме таку товщину повинен мати робочий зносостійкий шар валків чорнових клітей. Для валків інших клітей товщина наплавленого робочого шару коректується відповідно до зміни температурних умов прокатування.

Відповідно до цих даних для розрахунків були обрані два типи зразків. У першому - спочатку наплавляється підшар д = 5...6 мм дротом Св-08 на заготовку із сталі типу 35ХМ, потім - зносостійкий шар д = 8...9 мм порошковим дротом ПП-Нп-25Х5ФМС; у другому - наплавляється зносостійкий шар д = 8...9 мм порошковим дротом ПП-Нп-25Х5ФМС безпосередньо на заготовку із сталі типу 35ХМ.

При наплавленні з підшаром у структурі зовнішнього зносостійкого шару переважає мартенсит. Структура підшару - ферит, у ЗТВ формується бейнито-перлітна структура. При наплавленні без підшару концентрація мартенситної фази в зовнішньому зносостійкому шарі трохи вище й деяка кількість мартенситної фази утворюється в ЗТВ. Наплавлення підшару помітно знижує максимальні значення напружень розтягнення в основному й наплавленому металі. З 430 МПа до 250 МПа знижуються дотичні напруження в наплавленому зносостійкому робочому шарі (рис 8, а, б).

Оцінювали напружено-деформований стан наплавлених зразків у процесі експлуатаційних циклічних термічних навантажень. Розрахунки показали, що для прийнятих параметрів термічного циклу деформування зразка відбувається в пружній області, тому показними величинами є головні нормальні або максимальні дотичні напруження. Вплив схем наплавлення, зокрема, наявності й відсутності підшару, на термічну стійкість досліджувалося шляхом зіставлення рівнів середніх и амплітудних складових дотичних напружень у двох типах зразків.

При відсутності підшару рівні залишкових і експлуатаційних напружень у наплавленому металі виявляються на 25...30 % вище по середній складовій при практично рівних амплітудних. Отже, схема наплавлення із пластичним підшаром забезпечує менш втомне навантаження на зовнішній наплавлений шар і основний метал.

Для оцінки термічної стійкості зразків, наплавлених по двох схемах, використовували рівняння Гудмана, по якому межу витривалості при асиметричному циклі для дотичних напружень має вигляд:

, (16)

де - середнє значення залишкового дотичного напруження, - межа витривалості для симетричного циклу, - межа міцності.

Якщо прийняти значення й для даного матеріалу постійними, то збільшити межу витривалості можна за рахунок зменшення залишкових дотичних напружень , наприклад, за рахунок наплавлення підшару.

Запас втомної міцності (табл. 3 і 4) визначали по формулі:

, (17)

де й - розрахункові амплітудні й середні напруження для зразка.

Порівняння даних, представлених в останніх колонках таблиць, показує, що наплавлення із пластичним підшаром на 35 % підвищує запас втомного опору в зовнішньому шарі й в 3 рази - в основному матеріалі.

Таблиця 3. Запас втомної міцності (n) при наплавленні з підшаром

Матеріал		, МПа	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа
Зносостійкий шар	400	1250	722	361	125	329	0,637
Пластичний підшар	110	313	181	90	17	60	0,28
Основний метал	86	424	245	122	8	69	0,09

Таблиця 4. Запас втомної міцності (n) при наплавленні без підшару

Матеріал		, МПа	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа
Зносостійкий шар	440	1240	694	347	121	432	0,92
Основний метал	120	422	246	121	20	100	0,27

Були проведені експериментальні дослідження термічної стійкості зразків, наплавлених без і з підшаром, які підтвердили дані розрахунків (табл. 5).

Таблиця 5. Термічна стійкість наплавлених зразків.

Варіант наплавлення, марка дроту	Кількість циклів нагрівання-охолодження
	Поява перших тріщин	Розвиток тріщин	Поява сітки тріщин
ПП-Нп-25Х5ФМС (без підшару)	40	50	140
ПП-Нп-25Х5ФМС (підшар Св-08, 1 прохід)	50	60	160
ПП-Нп-25Х5ФМС (підшар Св-08, 2 проходи)	60	70	170
ПП-Нп-25Х5ФМС (підшар Св-14Г2С, 1 прохід)	50	60	160

У четвертому розділі на основі даних про структуру й кристалізацію металевих розплавів і про структурну спадковість у системі вихідні матеріали-металевий розплав-твердий метал наведені результати дослідження впливу структури електродних або присадних матеріалів на структуру наплавленого металу. Вище було показано, що на напруженно-деформований стан і експлуатаційні характеристики наплавленого металу значний вплив робить його хімічний склад і структура. Позитивно впливає на ці характеристики дрібнозерниста структура, а також деякі структурні складові, головним чином, мартенсит, що сприяють наведенню певного рівня залишкових стискаючих напружень у зовнішньому наплавленому шарі.

Ціль досліджень - керування структурою наплавленого металу за рахунок використання ефекту структурної спадковості. Структурна спадковість спостерігається в тих випадках, коли при близькому хімічному складі, а також при приблизно однакових умовах охолодження твердий метал має різну мікро- і макроструктуру, як би передану через розплав від структури вихідних шихтових матеріалів. У цьому випадку, використовуючи спеціально підготовлені електродні (присадкові) матеріали або складові їхньої шихти (порошкові дроти й стрічки, спечені стрічки), можна передавати від них наплавленому металу позитивні, з погляду зносостійкості й втомної міцності, властивості: задане співвідношення структурних складових, рівномірний розподіл зміцнюючих фаз (карбідів, карбонітридів, карбоборидів), дрібнозернисту структуру, певну спрямованість дендритів і т.д.

Структурною спадковістю в системі електродний (присадковий) матеріал-розплав зварювальної ванни-твердий метал можна управляти, змінюючи склад, структуру й форму шихтових матеріалів, а також температурно-часові параметри зварювальної ванни й захисне середовище. При цьому варто враховувати наступні особливості наплавлення:

- нагрівання, плавлення й перенос електродного (присадкового) матеріалу при різних способах наплавлення по більшості параметрів мають значні розходження;

- температурно-часові параметри зварювальної ванни при різних способах наплавлення в значній мірі відрізняються й не є стаціонарними, внаслідок чого розплав зварювальної ванни буде далекий від рівноважного;

- вплив основного металу на хімічний склад, кристалізацію й структуру наплавленого металу.

Був досліджений вплив вихідної структури матеріалів для наплавлення на структу-ру й властивості металу при дуговому наплавленні. Для експериментів виготовили три ва-ріанти дослідних порошкових дротів ПП-АН132: шихта дроту № 1 складалася із грану-льованого високолегованого порошку відповідного складу; № 2 - із чистих металів й вуглецу (графіту); № 3 - із феросплавів, у тому числі високовуглецевого ферохрому. Склад шихти й коефіцієнти заповнення порошкових дротів розраховувалися так, щоб у всіх випадках одержати наплавлений метал приблизно одного хімічного складу.

Структура металу, наплавленого дослідними порошковими дротами, мала певні відмінності по величині зерна й кількості карбідних включень. При однаковому хімічному складі в структурі металу, наплавленого дротом із шихтою з порошків чистих металів й вуглецу і феросплавів з високовуглецевим ферохромом, зміст карбідів в 1,2...1,3 рази більше, ніж у структурі металу, наплавленого дротом із шихтою з попередньо виплавленого й розпиленого високолегованого порошку. Розходження в структурі й змісті карбідної фази відбилося на показниках зносостійкості наплавленого металу при сухому терті металу по металу: зношування наплавленого металу № 1 було на 15...20 % більше.

Була досліджена структура порошку для наплавлення ПГ-10Р6М5 різних фракцій і її вплив на структуру металу, наплавленого плазмово-порошковим способом. Встановлено, що фракція порошку 40...50 мкм, що кристалізується з більшою швидкістю, має дуже дрібну дендритну структуру, в основному, орієнтовану до центра частки порошку й евтектичну складову по границях зерен. Структура порошку фракції 200...315 мкм відрізняється від попередньої більш розориєнтованим зерном. Рентгеноструктурний мікроаналіз порошку ПГ-10Р6М5 різних фракцій і металу, наплавленого цим порошком, показав, що при збільшенні змісту б-фази в порошку з 40 до 55 %, її зміст у наплавленому металі збільшується з 55 до 63 %.

Досліджували вплив на мікроструктуру наплавленого металу добавок у порошок дрібних фракцій (40...125 мкм) певної кількості порошку великих фракцій (200...250 або 315...400 мкм).

Рис. 8. Мікроструктура наплавленого металу 10Р6М5 (х400) при введенні порошку великих фракцій у присадковий порошок дрібних фракцій: а - наплавлення сумішшю з додаванням 30 % великих фракцій; б - те ж, 45 % крупних фракцій; в - те ж, включення, що не розплавилося; г - мікроструктура порошку фракції 250 мкм.

При кількості великих фракцій майже 30 % наплавлений метал має структуру близьку до структури наплавного порошку великої фракції (рис. 8, а, г). При збільшенні частки цих фракцій до 45 % у структурі наплавленого металу з'являються великі дендрити, що ростуть від центрів кристалізації, у якості яких виступають великі частки порошку, які доплавляются у зварювальній ванні (рис. 8, б). У деяких випадках такі частки не встигають повністю розплавитися й залишаються в такому виді в наплавленому металі (рис. 8, в).

Таким чином, і при дуговому й при плазмово-порошковому наплавленні проявляється ефект структурної спадковості. При цьому в останньому випадку структурою наплавленого металу можна управляти більшою мірою, тому що при плазмово-порошковому наплавленні наплавні матеріали не є струмоведучими й відсутній прями зв'язок між струмом дуги й продуктивністю розплавлення наплавного матеріалу .

У п'ятому розділі наведені результати досліджень впливу ультрадисперсних евтектичних карбідних композицій, які застосовуються у шихті порошкових дротів, на структуру й властивості наплавленого металу типу інструментальних напівтеплостійких і теплостійких сталей, що використовуються для відновлення й зміцнення інструментів для гарячого деформування металів і сплавів.

Для подрібнення структури наплавленого металу й збільшення його термічної стійкості було запропоновано використовувати ефект структурної спадковості. Для цього в шихту порошкових дротів для наплавлення вводяться ультрадисперсні евтектичні карбідні композиції (середній розмір карбідів у евтектиці не перевищує 70...80 нм), технологія виробництва яких була розроблена в ІПМ ім.І.М.Францевича НАН України. Внаслідок прояву ефекту структурної спадковості карбіди таких розмірів повинні сприяти подрібненню структури наплавленого металу. При цьому на відміну від модифікаторів і мікролегуючих елементів, які утворюють додаткову кількість включень, як правило, небажаних з погляду втомної міцності, в цьому випадку, як центри кристалізації будуть виступати карбіди легуючих елементів, які в будь-якому випадку присутні в структурі наплавленого металу.

Ультрадисперсні евтектичні карбідні композиції використовували в шихті порошкових дротів ПП-Нп-35В9Х3ГСФ, ПП-Нп-30Х4В2М2ФС і ПП-Нп-30Х2М2НСГФ, які застосовуються для наплавлення інструментів гарячого деформування металів і сплавів. Були проведені дослідження мікроструктури металу, наплавленого порошковими дротами зі стандартною шихтою й порошковими дротами з дослідною шихтою. В результаті досліджень встановлено, що метал, наплавлений порошковими дротами із стандартною й дослідною шихтою, яка містить ультрадисперсні евтектичні карбідні композиції, має значні розходження в структурі. У металі, наплавленому дослідними дротами, змінювався стан мартенситу й збільшувалася його кількість, а сама структура подрібнювалася з 3-4 до 6-8 балів. При цьому включення складних карбідів типу Ме₇С₃, Ме₂₃С₆, МеС, Ме₂С та інш. мали більш дисперсний характер.

Мікрорентгеноспектральним аналізом підтверджено, що розподіл легуючих елементів в окремих структурних складових металу, наплавленого порошковими дротами з використанням дослідних шихтових матеріалів, більш рівномірно, ніж у металі, якій було наплавлено порошковими дротами зі стандартною шихтою (табл. 6).

Таблиця 6. Результати мікрорентгеноспектрального аналізу наплавленого металу 30Х4В2М2ФС.

Тип наплав- леного металу	Місце аналізу	Масова доля елементів, %
		Fe	Mn	Si	Cr	Mo	W	V
Стандартний	Матриця	86,03	0,50	0,84	4,65	3,70	3,23	1,05
	- « -	87,08	1,19	0,75	4,62	3,06	2,83	0,49
Дослідний	Матриця	87,21	0,55	0,93	4,76	3,60	2,43	0,54
	- « -	86,76	0,86	0,89	4,82	3,55	2,59	0,93

Досліджували теплостійкість, гарячу твердість, зносостійкість при підвищених температурах і термічну стійкість металу, якій було наплавлено порошковими дротами ПП-Нп-35В9Х3ГСФ, ПП-Нп-30Х4В2М2ФС і ПП-Нп-30Х2М2НСГФ із стандартною й дослідною шихтою. Встановлено, що по всіх цих показниках дослідні дроти перевершують стандартні. Особливо помітно збільшується термічна стійкість (табл. 7), що пояснюється, вочевидь, більш дрібною структурою наплавленого металу й більшим вмістом мартенситу, що забезпечує залишкові напруження стиску в наплавленому металі.

...