Розмір шрифту: 

В данной работе обобщены результаты исследований по созданию экономичных наплавочных материалов для деталей, подвергающихся механическому изнашиванию металла о металл в различных условиях. При их использовании достигается повышенная эксплуатационная стойкость и технологичность за счет получения многофазной структуры наплавленного металла, одной из основных фаз которой является метастабильный аустенит, претерпевающий при нагружении динамическое деформационное мартенситное превращение (ДДМП). При этом достигается адаптация наплавленного металла к условиям эксплуатации, и на реализацию превращений расходуется значительная часть энергии внешнего воздействия, соответственно, меньшая её часть идёт на разрушение наплавленного металла.      Разработаны новые экономнолегированные наплавочные материалы, на Fe-Mn-C и Fe-Cr-Mn-C основе, обеспечивающие получение наплавленного металла различных структурных классов: мартенситного, аустенитно-мартенстиного, мартенситно-аустенитного, аустенитного. Наплавленный металл легирован небольшим количеством титана для измельчения зерна и повышения износостойкости за счет получения карбидов высокой твердости.     В производственной практике для уменьшения напряжений в основном и наплавленном металле широко применяется отжиг, предусматривающий нагрев деталей ниже температуры Ас1 на 500…650 оС, выдержку и охлаждение на воздухе. Однако износостойкость наплавленного металла бейнитного и мартенситного классов после такой термообработки зачастую существенно снижается по сравнению с уровнем после наплавки.     Для условий сухого трения без коррозионного воздействия разработана экономичная порошковая лента, обеспечивающая получение малоуглеродистого наплавленного металла на Fe-Mn-C основе со структурой мартенсита. Для повышения износостойкости предложено взамен отжига с нагревом ниже Ас1, использовать нормализацию с нагревом в межкритический интервал температур (МКИТ) Ас1 - Ас3. По мере повышения содержания марганца, температуры критических точек снижаются, и при 8 % Mn оптимальная температура нагрева в МКИТ составляет 620…650 оС. При этом обеспечивается получение многофазной структуры с 15…20 % метастабильного аустенита. После термообработки наплавленный металл по износостойкости в 3,5 раза превосходит, наплавленный ПП-Нп 18Х1Г1М.      Для деталей, работающих в условиях контактно-усталостного нагружения без коррозионного воздействия, разработана порошковая лента, обеспечивающая получение низкоуглеродистого низкохромистого наплавленного металла на Fe-Cr-Mn-C основе с аустенитно-мартенситной структурой. Повышенное содержание аустенита (~60 %) обеспечивает сопротивление образованию холодных трещин, что позволяет осуществлять наплавку  без  подогрева. При содержании в наплавленном металле небольшого количества хрома одним из факторов, повышающих износостойкость, является активизация ДДМП. Износостойкость наплавленного металла превосходит более, чем в 3 раза, достигаемую при использовании ПП-Нп 18Х1Г1М.       Применительно к восстановлению и упрочнению деталей, подвергающихся изнашиванию металла о металл в сочетании с коррозионным воздействием и термическими ударами (например, роликов МНЛЗ) разработана порошковая лента, обеспечивающая получение низкоуглеродистого высокохромистого наплавленного металла на Fe-Cr-Mn-C основе. За счет оптимального легирования марганцем, обеспечивающим получение в структуре наряду с мартенситом 20…30 % метастабильного аустенита, достигаются повышенные трещиностойкость, разгаростойкость и возможность наплавки при сравнительно низкой температуре подогрева до 200оС. Износостойкость наплавленного металла в условиях сухого трения при нормальной температуре и при 550оС превышает достигаемую при наплавке Св-12Х13 в 2 раза.      Для деталей, работающих в условиях, сочетающих контактно-усталостное нагружение, трение скольжения и воздействие коррозионной среды, эффективно применение материалов, обеспечивающих получение хромомарганцевого наплавленного металла со структурой метастабильного аустенита. Первые наплавочные материалы этого типа были созданы под руководством М.И. Разикова (электроды УПИ 30Х10Г10 и порошковая проволока ПП-30Х11Г12Т). Их широкому применению препятствует трудная обрабатываемость резанием наплавленного металла. В связи с этим совместно с ООО «ТМ ВЕЛТЕК» разработана порошковая проволока, обеспечивающая получение низкоуглеродистого наплавленного металла на Fe-Cr-Mn-C основе, имеющего структуру метастабильного аустенита, обладающего улучшенной обрабатываемостью резанием и высокой износостойкостью. Наплавка новой порошковой проволокой может осуществляться без подогрева. Она выпускается в промышленных масштабах. Ее применение эффективно для наплавки крановых колес, буферных слоев перед упрочняющей наплавкой и др.      Высокий отпуск при 600оС, проводимый для уменьшения напряжений и разупрочнения ЗТВ, дестабилизирует аустенит по отношению к ДДМП. При этом износостойкость наплавленного металла в 4…5 раз превышает достигаемую наплавкой ПП-Нп 18Х1Г1М.      Обработка способом поверхностной пластической деформации (ППД) аустенитного наплавленного металла позволяет повысить сопротивление смятию и износостойкость в условиях сухого трения в 1,5 раза. Наиболее высокая износостойкость достигается после ППД при получении в структуре наряду с метастабильным аустенитом 30…35 % мартенсита. При этом твердость возрастает от 220…280 НВ до 350…400 НВ. Повышение твердости до максимально уровня (~500 НВ) происходит в процессе эксплуатации за счет дополнительного образования в структуре мартенсита деформации.