Микроструктура наплавленного слоя
Анализ микроструктуры наплавленного слоя серым чугуном. Изменение микроструктуры по сечению наплавленного лемеха. Анализ микроструктур, полученных наплавкой белого чугуна двумя способами. Нанесение износостойкого материала электроискровым способом.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.11.2018 |
| Размер файла | 6,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Микроструктура наплавленного слоя
О. В. Корнева
И. Н. Бадин
В статье проведен анализ микроструктуры наплавленного слоя серым чугуном. Предлагается применение белого чугуна в качестве наплавочного материала. Проанализированы микроструктуры, полученные наплавкой белого чугуна двумя способами.
Износостойкость деталей почвообрабатывающих машин повышают наплавкой стального режущего лезвия дорогостоящими высоколегированными сплавами. Нами для наплавки лемехов и стрельчатых лап применен белый нелегированный чугун, подвергнутый термоциклической обработке в процессе выплавки [1].
После проведенной наплавки лемехов плугов чугуном, полученным обычным способом, микроструктура наплавленного слоя и переходных зон, представлена на рис. 1. Видно, что часть углерода в наплавленном слое (верхняя часть снимка) выделяется в виде графита, что приводит к снижению прочности и износостойкости в поверхностном слое. На рисунке отчетливо прослеживается снижение микротвердости по сечению.
Рис.1. Изменение микроструктуры по сечению наплавленного лемеха, х100
Для повышения износостойкости необходимо, чтобы углерод выделялся не в виде графита, а шел на образование износостойкой составляющей - цементита. Согласно предложенной в работе [1] теории графитообразования, предотвратить выделение графита в чугуне или полностью его устранить можно следующими способами обработки жидкого расплава: продувкой газами, обработкой твердыми веществами и термоциклированием. Нами был выбран способ высокотемпературной термоциклической обработки (ВТЦО), как не требующий больших затрат на его проведение, обеспечивающий удаление графита и повышение предела прочности на 70-140 МПа, а твердости - на 230-260 МПа.
В процессе изготовления наплавочных электродов перед заливкой жидкого чугуна в составе: %: 3,2-3,6 C, 0,75 Si, 0,24 Mn, 0,08 S, 0,08 P, остальное - Fe - производилась трехкратная ВТЦО в интервале температур 1350-1550оС. Выделений графита в микроструктуре такого чугуна после затвердевания электродов не наблюдалось.
Нанесение износостойкого слоя на режущую часть деталей почвообрабатывающих машин (лемехи плугов, сталь53Л и стрельчатые лапы культиваторов, сталь 65Г) производилось электродуговой наплавкой и способом электроискровой наплавки вращающимся электродом [2].
В качестве примера на рис. 2 приведен общий вид лемехов до и после электродуговой наплавки.
Рис. 2. Лемехи до и после электродуговой наплавки
Первым способом можно получить практически любую толщину наплавляемого материала, осуществляя обработку за один или несколько проходов. Структура наплавленного металла приведена на рис. 3, где отчетливо прослеживается отсутствие графита, а большая часть углерода находится в цементите. То есть, износостойкость обеспечена.
Рис. 3. Микроструктура наплавленного слоя, полученного дуговой наплавкой, х300
Однако данный вид обработки ведет к сильному разогреву основного металла в прилегающей зоне и, как следствие, - к образованию крупнозернистой структуры в зоне термического влияния (рис.4).
Рис. 4. Укрупнение основного металла в зоне термического влияния, х300.
наплавленный чугун микроструктура износостойкий
Нанесение износостойкого материала электроискровым способом (до 0,1 мм) дает хорошее сцепление слоя с деталью, но не обеспечивает необходимую толщину наплавки для работы почвообрабатывающей детали в условиях интенсивного износа при контакте ее с абразивной средой почвы.
Для получения износостойкого слоя, необходимого для сезонной работы почвообрабатывающего инструмента (это слой толщиной порядка 3мм), нами был разработан и опробован способ электроискровой наплавки вращающимся электродом. После такой наплавки образуется слой скрытокристаллического белого чугуна (рис. 5).
Рис. 5. Микроструктура стрельчатой лапы после электроискровой наплавки, х300
Микроструктура, условия образования и свойства полученного покрытия нами будут рассмотрены позднее. Сцепление слоя с основным металлом хорошее, укрупнения зерен в зоне термического влияния не наблюдается вследствие того, что происходит локальный микроперенос расплавленного металла с электрода на деталь, а отвод тепла осуществляется за счет теплопроводности.
Проводился замер микротвердости стрельчатой лапы по сечению от поверхности наплавки вглубь (рис.6.).
Рис. 6. Отпечатки замера микротвердости по сечению стрельчатой лапы после электроискровой наплавки, х300
Видно, что нанесенный слой белого чугуна обладает значительно большей твердостью, чем материал подложки после традиционной термической обработки - закалки и отпуска.
Таким образом, повышение износостойкости деталей почвообрабатывающих машин предлагается производить наплавкой нелегированным белым чугуном, обладающим наследственностью не образовывать графитовые включения в процессе нанесения слоя. Толщина и качество необходимого износостойкого покрытия может быть обеспечена способом электроискровой наплавки, вращающимся электродом. После сезонной отработки почвообрабатывающего орудия, достаточно календарного времени (межсезонье) для восстановления геометрических параметров режущих лезвий деталей. Указанный способ обработки был успешно опробован при работе в сельскохозяйственных предприятиях Кемеровской области.
Литература
1. Афанасьев В.К. Прогрессивные способы повышения свойств доменного чугуна [Текст] / В.К. Афанасьев, Р.С. Айзатулов, Б.А. Кустов, М.В. Чибряков. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 1999. - 258 с.
2. Бадин И.Н. Формирование микрорельефа режущей кромки рабочих органов сельскохозяйственных машин (ножей роторных косилок) при электроискровой наплавке [Текст] / И.Н. Бадин, О.В. Корнева, Р.Н. Дубоделов // Инновационное развитие аграрного производства в Сибири : материалы третьей науч. конф. молодых ученых вузов «Агрообразования» Сибирского федерального округа. Т.1. - Кемерово, 2005 -С.47-50
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Повышение износостойкости наплавочных материалов за счет их структурно-фазового состояния. Назначение, характеристика состава и микроструктура наплавленного металла. Влияние легирующих элементов на повышение износостойкости. Борьба с шумом и вибрацией.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 22.06.2011Основные способы легирования наплавленного металла при дуговой и электрошлаковой наплавке. Применение и устройство шланговых полуавтоматов. Основные требования техники безопасности при сварке. Устранение доли основного металла в составе наплавленного.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.10.2014Характеристика чугуна как железоуглеродистого сплава, содержащего 2 % углерода. Классификация чугуна по металлической основе и форме графитовых включений. Физические особенности структура разновидностей чугуна: белого, серого, высокопрочного, ковкого.
реферат [1,0 M], добавлен 13.06.2012Термическая обработка чугуна: понятие и виды. Микроструктура и свойства сталей после химико-термической обработки: цементация и азотирование. Зависимость твердости от содержания углерода по глубине цементованного слоя. Распределение азота по толщине слоя.
реферат [541,9 K], добавлен 26.06.2012Наплавка – нанесение расплавленного металла на поверхность изделия, нагретую до оплавления или до определенно температуры. Изнашиваие поверхности деталей – процесс постепенного изменения размеров тела при трении. Способы легирования наплавленного металла.
контрольная работа [323,6 K], добавлен 26.11.2010Классификация цветных металлов по физическим свойствам и назначению. Исследование микроструктуры однофазных латуни и оловянистой с зернистым строением бронзы, силумина, бронзы свинцовистной, оловянистового и свинцового баббитов. Состав и структура сплава.
лабораторная работа [5,4 M], добавлен 04.07.2016Процесс получения деталей. Дуговое капельное дозированное нанесение на листовые заготовки. Пластическое деформирование наплавленного металла из титановых сплавов. Способы получения ошипованных листовых деталей. Процесс формообразования выступа штамповкой.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 05.06.2011Качественный и количественный состав чугуна. Схема доменного процесса как совокупности механических, физических и физико-химических явлений в работающей доменной печи. Продукты доменной плавки. Основные отличия чугуна от стали. Схемы микроструктур чугуна.
реферат [768,1 K], добавлен 26.11.2012Описание сварной конструкции (фермы), ее назначение и обоснование выбора материала. Выбор и обоснование методов сборки и сварки, ее режима. Расчёт количества наплавленного металла, расхода сварочных материалов, электроэнергии. Методы контроля качества.
курсовая работа [512,7 K], добавлен 03.03.2015Выбор способа сварки. Химический состав материала Ст3пс. Определение площади наплавленного металла. Выбор разделки свариваемых кромок. Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С. Технические характеристики полуавтомата. Дефекты в сварных соединениях.
курсовая работа [67,5 K], добавлен 18.06.2015Анализ существующей методики получения поверхностного слоя методом электроискрового легирования, которая не учитывает образование слоя на начальном этапе. Зависимость переноса массы от плотности анода и катода. Образование первичного и вторичного слоя.
статья [684,1 K], добавлен 21.04.2014Изучение особенностей микроскопического анализа, который заключается в исследовании структуры и фазового состава металлов с помощью микроскопа. Приготовление микрошлифа и изучение его микроструктуры. Работа с микроскопом и исследование микроструктуры.
реферат [118,5 K], добавлен 09.06.2012Закономерности формирования структуры поверхностных слоев сталей при высокоэнергетическом воздействии. Технологические варианты плазменного упрочнения деталей. Получение плазмы. Проведение электронно-лучевой и лазерной обработки металлических материалов.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 06.10.2014Классификация методов переработки пластиковой тары. Принцип создания кипящего слоя. Печь псевдоожиженного слоя, ее схема. Компоновка производственной линии сортировки отходов. Изменение сопротивления слоя сыпучих материалов от скорости сушильного агента.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 08.04.2015Условия эксплуатации дробилок агломерата. Исследование износостойкости наплавленного металла при работе в условиях абразивного износа. Разработка технологии наплавки новых и реставрации изношенных звездочек. Контроль качества восстановленной детали.
курсовая работа [624,3 K], добавлен 11.04.2014Процесс ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия и автоматической сварки порошковой проволокой в защитных газах. Расчет предельного состояния по условию прочности, времени сварки кольцевого стыка и количества наплавленного металла.
курсовая работа [167,8 K], добавлен 18.05.2014Анализ макроструктуры материала. Фрактограмма вязкого ямочного излома стали. Выявление микроструктуры сплава. Метод Лауэ, рентгенгониометрия. Химическая неоднородность, ликвация. Возможные варианты разрушения фрезы зубчатой, изготовленной из стали Р18.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.06.2012Анализ влияния микроструктуры графита на свойства чугунов. Графит и механические свойства отливок. Расчет зависимости параметра формы от минимального размера учитываемых включений. Гистограмма распределения параметра формы по количеству включений.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 08.02.2013Гидрирование композитов, сплавов на основе магния. Равноканальное угловое прессование. Изменение свойств веществ после обработки методами ИПД. Микроструктурный анализ. Устройство растрового микроскопа и физико-химические основы метода. Анализ изображения.
курсовая работа [561,1 K], добавлен 27.10.2016Обработка поверхностей инструментальной оснастки лазерным излучением. Структурные составляющие модифицированного слоя легированных сталей. Изменение скорости лазерной обработки поверхностного слоя. Распределение микротвердости в поверхностном слое.
статья [602,6 K], добавлен 29.06.2015
