RU2682941C1 - Flux cored wire - Google Patents
Flux cored wire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682941C1 RU2682941C1 RU2018121009A RU2018121009A RU2682941C1 RU 2682941 C1 RU2682941 C1 RU 2682941C1 RU 2018121009 A RU2018121009 A RU 2018121009A RU 2018121009 A RU2018121009 A RU 2018121009A RU 2682941 C1 RU2682941 C1 RU 2682941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- cored wire
- flux
- diboride
- boron nitride
- Prior art date
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электродуговой наплавки порошковой проволокой деталей, работающих в условиях трения металла о металл в контакте с коррозионной средой, и может быть использовано в энергетической, химической, нефтяной отраслях промышленности, например, для восстановления и упрочнения уплотнительных поверхностей запорной и дросселирующей аппаратуры, торцевых уплотнителей контактных пар различных насосов.The invention relates to the field of flux-cored wire surfacing of parts operating under friction of metal on metal in contact with a corrosive medium, and can be used in the energy, chemical, oil industries, for example, to restore and harden sealing surfaces of shut-off and throttling equipment, end contact pair seals for various pumps.
Известна шихта порошковой проволоки для сварки и наплавки коррозионностойких сталей (авторское свидетельство СССР №632525, B23k 35/36, опубл. 15.11 1978, Бюл. №42), содержащая компоненты в следующем соотношении, вес %:Known mixture of flux-cored wire for welding and surfacing of corrosion-resistant steels (USSR author's certificate No. 632525, B23k 35/36, publ. 15.11 1978, Bull. No. 42), containing components in the following ratio, weight%:
Металл, полученный после наплавки порошковой проволокой с шихтой предложенного состава, имеет аустенитно-ферритную структуру и обеспечивает высокую коррозионную стойкость в различных средах. Однако твердость такого металла низка, что не обеспечивает износостойкости наплавленных деталей оборудования работающего в условиях истирания.The metal obtained after surfacing with flux-cored wire with a mixture of the proposed composition has an austenitic-ferritic structure and provides high corrosion resistance in various environments. However, the hardness of such a metal is low, which does not provide wear resistance of the deposited parts of equipment operating in the conditions of abrasion.
Известна порошковая проволока (патент РФ №2429957, B23k 35/36, опубл. 27.09.2011, Бюл. №27) предназначенная для наплавки инструмента горячего деформирования, состоящая из низкоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты в следующих соотношениях, мас. %:Known flux-cored wire (RF patent No. 2429957, B23k 35/36, publ. 09/27/2011, Bull. No. 27) designed for surfacing a hot deformation tool, consisting of a low-carbon steel shell and a powder mixture containing components in the following ratios, wt. %:
Износостойкость металла, наплавленного такой порошковой проволокой, обеспечивается наличием мартенситной структуры упрочненной большей частью карбидными включениями. Для обеспечения существенного количества таких включений в наплавленном металле значительно увеличена концентрация карбида бора в шихте порошковой проволоки. Однако при наплавке такой порошковой проволокой деталей из сталей, содержащей 0,3-0,5% углерода происходит переход углерода из основного металла в сварочную ванну, что приводит к образованию трещин в наплавленном слое и не позволяет существенно повысить износостойкость таких деталей. Для предупреждения их образования требуется нанесение промежуточного слоя и последующая его механическая обработка. При наплавке массивных деталей со скоростью 30-40 м/час требуется предварительный и сопутствующий подогрев, в противном случае, на поверхности наплавленного металла также часто возникают трещины.The wear resistance of the metal deposited with such a flux-cored wire is ensured by the presence of a martensitic structure hardened mainly by carbide inclusions. To ensure a significant amount of such inclusions in the deposited metal, the concentration of boron carbide in the charge of flux-cored wire is significantly increased. However, when such parts of steel containing 0.3-0.5% carbon are deposited with such flux-cored wire, carbon is transferred from the base metal to the weld pool, which leads to the formation of cracks in the deposited layer and does not significantly increase the wear resistance of such parts. To prevent their formation, the application of an intermediate layer and its subsequent mechanical treatment is required. When surfacing massive parts with a speed of 30-40 m / h, preliminary and concurrent heating is required, otherwise, cracks also often occur on the surface of the deposited metal.
Наиболее близким по технической сущности и химическому составу является порошковая проволока (авторское свидетельство СССР №407692, B23k 35/36, опубл. 10.11.1973, Бюл. №47), предназначенная для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного износа при нормальных температурах, состав шихты которой взят в следующих соотношениях, %:The closest in technical essence and chemical composition is flux-cored wire (USSR author's certificate No. 407692, B23k 35/36, publ. 10.11.1973, Bull. No. 47), designed for surfacing parts operating under abrasive wear at normal temperatures, composition charge which is taken in the following ratios,%:
Такая порошковая проволока обеспечивает получение коррозионностойкого наплавленного металла с достаточно высокой твердостью до 51-56 HRC, но низкой стойкостью против задирания в условиях трения металла о металл. Кроме того, из-за значительного количества нитрида бора она имеет низкие сварочные технологические характеристики вследствие образования пор и плохого формирования валиков, что не обеспечивает высокую износостойкость деталей, работающих в условиях трения.Such a flux-cored wire provides a corrosion-resistant deposited metal with a sufficiently high hardness of up to 51-56 HRC, but low resistance to scuffing under friction of metal against metal. In addition, due to the significant amount of boron nitride, it has low welding technological characteristics due to the formation of pores and poor formation of rollers, which does not provide high wear resistance of parts operating in friction conditions.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение износостойкости наплавленных покрытий, работающих в условиях трения металла о металл в контакте с коррозионной средой.The technical task of the invention is to increase the wear resistance of deposited coatings operating in the conditions of friction of metal on metal in contact with a corrosive medium.
Технический результат достигается за счет того, что в порошковой проволоке для наплавки деталей, состоящей из стальной оболочки и шихты, включающей нитрид бора и феррохром, согласно заявляемому техническому решению шихта дополнительно содержит диборид титана, диборид циркония, кремнефтористый натрий и железный порошок при следующем процентном соотношении компонентов, масс. %:The technical result is achieved due to the fact that in a flux-cored wire for surfacing parts consisting of a steel sheath and a mixture comprising boron nitride and ferrochrome, according to the claimed technical solution, the mixture additionally contains titanium diboride, zirconium diboride, sodium silicofluoride and iron powder in the following percentage ratio components, mass. %:
Наличие в шихте феррохрома в количестве 20,0-26,0%, соответствует содержанию 14-18% хрома в наплавленном металле, обеспечивающее получение структуры, обладающей достаточно высокой коррозионной стойкостью. Создавая в наплавленном металле комплексные соединения, увеличивающие степень его упрочнения хром также повышает и износостойкость. Кроме того, он способствует образованию на поверхности наплавленного металла прочной пленки окислов, препятствующей процессу схватывания контактирующих поверхностей.The presence in the mixture of ferrochrome in an amount of 20.0-26.0%, corresponds to the content of 14-18% of chromium in the weld metal, providing a structure with a sufficiently high corrosion resistance. By creating complex compounds in the deposited metal that increase the degree of its hardening, chrome also increases wear resistance. In addition, it contributes to the formation of a strong oxide film on the surface of the deposited metal, which impedes the setting process of the contacting surfaces.
Наличие в составе шихты порошковой проволоки нитрида бора увеличивает твердость наплавленного металла, обеспечивая получение его мелкозернистой структуры с увеличенным количеством неметаллической фазы за счет насыщения сварочной ванны частицами нитридов, температура плавления которых выше температуры плавления сплава, а твердость - выше твердости металлической основы наплавленного слоя. Вследствие значительного уменьшения количества нитрида бора в шихте новой проволоки снижается хрупкость и пористость наплавленного металла. Низкая склонность полученной структуры к трещинообразованию, позволяет использовать такой металл для наплавки на стали с повышенным содержанием углерода. Содержание нитрида бора в шихте менее 1,0% не обеспечивает нужного уровня износостойкости, а при повышении свыше 2,0% возрастает концентрация азота в наплавленном металле, что приводит к появлению пор и падению его износостойкости.The presence of boron nitride in the flux-cored wire mixture increases the hardness of the deposited metal, ensuring its fine-grained structure with an increased amount of non-metallic phase due to saturation of the weld pool with nitride particles, the melting temperature of which is higher than the melting temperature of the alloy, and the hardness is higher than the hardness of the metal base of the deposited layer. Due to a significant decrease in the amount of boron nitride in the charge of a new wire, the fragility and porosity of the deposited metal is reduced. The low tendency of the resulting structure to crack formation allows the use of such a metal for surfacing on steel with a high carbon content. The content of boron nitride in the charge of less than 1.0% does not provide the desired level of wear resistance, and with an increase of more than 2.0%, the concentration of nitrogen in the deposited metal increases, which leads to the appearance of pores and a decrease in its wear resistance.
Введение в состав шихты диборидов титана и циркония в количестве 1,0-2,0% ведет к выделению в структуре наплавленного металла значительного количества боридной эвтектики, которая, располагаясь в матрице в виде каркаса, воспринимает часть энергии контактной нагрузки и рассредоточивает ее на большую площадь поверхности, что увеличивает стойкость наплавленного металла работающего в условиях трения металла о металл. Кроме того, боридная эвтектика препятствует «зернограничной ползучести», повышает его стойкость против задирания и образования трещин. Титан и цирконий также являются хорошими модификаторами, позволяющими значительно измельчить зерно, предупреждают рост крупных столбчатых кристаллов, в результате чего устраняется возможность образования «горячих» трещин и улучшаются физико-механические свойства наплавленного металла. Содержание диборидов титана и циркония в составе шихты порошковой проволоки за пределами указанного количества не оказывает значительного влияния на эксплуатационные и технологические свойства наплавленного металла.The introduction of titanium and zirconium diborides into the mixture in an amount of 1.0-2.0% leads to the release of a significant amount of boride eutectic in the deposited metal structure, which, being located in the matrix in the form of a skeleton, takes up part of the contact load energy and disperses it over a large area surface, which increases the resistance of the weld metal working in conditions of friction of metal on metal. In addition, boride eutectic prevents “grain-boundary creep”, increases its resistance to bulging and cracking. Titanium and zirconium are also good modifiers that allow you to significantly grind grain, prevent the growth of large columnar crystals, which eliminates the possibility of the formation of "hot" cracks and improves the physical and mechanical properties of the deposited metal. The content of titanium and zirconium diborides in the composition of the flux-cored wire charge beyond the specified amount does not significantly affect the operational and technological properties of the deposited metal.
Введение кремнефтористого натрия в количестве 0,5-1,0% в состав порошковой проволоки позволяет уменьшить опасность образования пор в наплавленном металле.The introduction of sodium silicofluoride in an amount of 0.5-1.0% in the composition of the cored wire can reduce the risk of pore formation in the weld metal.
Введение железного порошка способствует равномерности плавления шихты и оболочки, что улучшает сварочно-технологические свойства порошковой проволоки. Кроме того, железный порошок необходим для получения расчетного коэффициента заполнения порошковой проволоки, что обеспечивает требуемый химический состав наплавленного металла.The introduction of iron powder contributes to the uniformity of melting of the charge and shell, which improves the welding and technological properties of the flux-cored wire. In addition, iron powder is necessary to obtain the estimated fill factor of the cored wire, which provides the required chemical composition of the weld metal.
Предложенная безуглеродистая порошковая проволока обеспечивает комплексное упрочнение наплавленного металла за счет образования в матрице нитридных, боридных, нитридно-биридных и интерметаллидных фаз.The proposed carbon-free flux-cored wire provides complex hardening of the deposited metal due to the formation of nitride, boride, nitride-biride and intermetallic phases in the matrix.
Для количественной оценки воздействия легирующих элементов на свойства наплавленного металла по известной технологии были изготовлены 6 составов порошковой проволоки: 2, 3 и 4 - составы предлагаемой проволоки; 1 и 5 - составы с содержанием компонентов, выходящими за пределы; 6 - состав прототипа, приведенные табл. 1.To quantify the effect of alloying elements on the properties of the weld metal according to known technology, 6 flux-cored wire compositions were made: 2, 3, and 4 — compositions of the proposed wire; 1 and 5 - compositions with the content of components that go beyond; 6 - the composition of the prototype, table. one.
В качестве оболочки использовали стальную ленту марки 08 кп размером 15×0,5 мм по ГОСТ 503-81. Коэффициент заполнения такой порошковой проволоки в среднем составлял 42%. Состав порошковой проволоки-прототипа приведен с учетом процентного состава элементов в шихте и коэффициента заполнения равного 41,1%. В качестве шихты использовали смесь порошков феррохрома марки ФХ001А по ГОСТу 4757-91 (ИСО 5448-81), феррованадия марки ФВд50У0,3 по ГОСТу 27130-94, ферросилиция марки ФС75 по ГОСТу 1415-93, ферротитана марки ФТи70С1 по ГОСТу 4761-91, алюминия марки ПА-4 по ГОСТу 5494-95, нитрида бора ТУ 26.8-0022 226-007-2003, диборида титана по ТУ 113-07-11.004-89, диборида циркония по ТУ 6-09-03-46-75, кремнефтористого натрия по ТУ 113-08-587-86 и железа марки ПЖР2 по ГОСТу 9849-86.A steel tape of 08 kp brand size 15 × 0.5 mm in accordance with GOST 503-81 was used as a shell. The fill factor of such a flux-cored wire averaged 42%. The composition of the cored wire of the prototype is given taking into account the percentage composition of the elements in the charge and the fill factor equal to 41.1%. A mixture of powders of ferrochrome grade ФХ001А according to GOST 4757-91 (ISO 5448-81), ferrovanadium grade ФВд50У0,3 in accordance with GOST 27130-94, ferrosilicon grade ФС75 in accordance with GOST 1415-93, ferrotitanium grade ФТи70С1 in accordance with GOST 4761-91, aluminum grade PA-4 according to GOST 5494-95, boron nitride TU 26.8-0022 226-007-2003, titanium diboride according to TU 113-07-11.004-89, zirconium diboride according to TU 6-09-03-46-75, silicofluoride sodium according to TU 113-08-587-86 and iron ПЖР2 brand according to GOST 9849-86.
Состав шихты варьируется в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл.The composition of the charge varies depending on the method of surfacing, taking into account the conversion factors of alloying elements in the weld metal.
Наплавка предложенной проволокой может производиться как под флюсом, так и в среде защитных газов.Surfacing with the proposed wire can be carried out both under flux and in the environment of shielding gases.
Новая порошковая проволока всех изготовленных вариантов прошла сварочно-технологические испытания при наплавке в аргоне темплетов из стали 45 размером 20×60×250 мм. При наплавке образцов использовали сварочный полуавтомат ПДГО-510. Порошковая проволока обеспечивает хорошие сварочно-технологические свойства при наплавке на постоянном токе обратной полярности.The new flux-cored wire of all the manufactured variants passed welding and technological tests during surfacing in argon of steel templates of steel 45 with a size of 20 × 60 × 250 mm. When surfacing the samples used automatic welding machine PDGO-510. Flux cored wire provides good welding and technological properties when surfacing with direct current of reverse polarity.
Дюрометрические исследования проводили с использованием твердомера ТК-2 по методу Роквелла на образцах из металла после наплавки и термической обработки (за величину твердости бралось среднее значение твердости - 3 замеров).Durometric studies were carried out using a TK-2 hardness gage according to the Rockwell method on metal samples after surfacing and heat treatment (the average hardness was taken as the average hardness value - 3 measurements).
Испытания на износостойкость проводились на машине трения ИИ 5018 при сухом трении по схеме «диск - колодка» (материал диска - сталь У7, твердость 63 HRC; нагрузка на образец 1000 Н, скорость вращения диска 0,28 м/с). Весовой износ образцов регистрировался после каждых 6 мин. испытаний при общем пути трения 400 м. Измерение величины износа образцов осуществлялось весовым методом с использованием аналитических весов OHAUS АХ224. Полученные результаты выражались в виде коэффициента относительной износостойкости ε, численно равного отношению весовых потерь эталона (сталь 30X13) и испытуемого металла за одинаковое время.Tests for wear resistance were carried out on an AI 5018 friction machine with dry friction according to the "disk - block" scheme (disk material - U7 steel, hardness 63 HRC; load on the sample 1000 N, disk rotation speed 0.28 m / s). Weighted wear of the samples was recorded after every 6 min. tests with a total friction path of 400 m. Measurement of the wear of the samples was carried out by the gravimetric method using an OHAUS AX224 analytical balance. The results were expressed as the coefficient of relative wear resistance ε, numerically equal to the ratio of the weight loss of the standard (steel 30X13) and the test metal for the same time.
Результаты испытаний приведены в таблице №2.The test results are shown in table No. 2.
Приведенные в таблице 2 результаты испытаний показывают, что составы порошковой проволоки NN 2-4 являются оптимальными и обеспечивают получение наплавленного металла с достаточно высокой твердостью и износостойкостью, не склонного к пористости и трещинообразованию.The test results shown in table 2 show that the composition of the flux-cored wire NN 2-4 are optimal and provide a weld metal with a sufficiently high hardness and wear resistance, not prone to porosity and cracking.
Анализ результатов испытаний показал, что, по сравнению с использованием порошковой проволоки - прототипа, применение предлагаемой новой порошковой проволоки позволит увеличить коэффициент относительной износостойкости наплавленного металла ε с 2,6 до 3,8-4,5.Analysis of the test results showed that, in comparison with the use of flux-cored wire of the prototype, the use of the proposed new flux-cored wire will increase the coefficient of relative wear resistance of the deposited metal ε from 2.6 to 3.8-4.5.
Наплавленный металл, полученный новой порошковой проволокой после наплавки, имеет твердость 51÷55 HRC. Для осуществления механической обработки такого металла проводится отпуск при температуре 800°С - 2 часа, при этом твердость снижается до 30-34 HRC. После механической обработки проводится закалка с температуры 1020°С, при этом твердость возрастает до 54-58 HRC.The deposited metal obtained by the new cored wire after surfacing has a hardness of 51 ÷ 55 HRC. To carry out the mechanical processing of such a metal, tempering is carried out at a temperature of 800 ° C for 2 hours, while the hardness decreases to 30-34 HRC. After machining, hardening is carried out at a temperature of 1020 ° C, while the hardness increases to 54-58 HRC.
Благодаря тому, что в шихту проволоки дополнительно вводится диборид титана и диборид циркония удается получить новый безуглеродистый наплавленный металла композиционного типа, который приобретает повышенную износостойкость. Такие свойства наплавленного металла полученного порошковой проволокой заявленного состава можно объяснить тем, что он представляет собой структуру, состоящую из многокомпонентных боридных фаз на основе железа и хрома, расположенных в виде каркаса в безуглеродистой матрице твердого раствора, упрочненного нитридными фазами Zr2N, TiN и CrN обладающих высокой микротвердостью.Due to the fact that titanium diboride and zirconium diboride are additionally introduced into the charge of the wire, it is possible to obtain a new carbon-free deposited composite metal that acquires increased wear resistance. Such properties of the deposited metal obtained by a flux-cored wire of the claimed composition can be explained by the fact that it is a structure consisting of multicomponent boride phases based on iron and chromium, arranged in the form of a frame in a carbon-free matrix of a solid solution strengthened with nitride phases Zr 2 N, TiN and CrN having high microhardness.
Технологические испытания новой порошковой проволоки показали, что в процессе наплавки обеспечивается устойчивое горение дуги, хорошее формирование валика наплавного металла и отсутствие трещин.Technological tests of the new flux-cored wire have shown that during the surfacing process, stable arc burning, good formation of the weld metal roller and the absence of cracks are ensured.
Использование предложенной порошковой проволоки для наплавки уплотнительных поверхностей деталей запорной арматуры трубопроводного транспорта позволяет повысить их износостойкость, срок службы и снизить затраты на их изготовление и ремонт.The use of the proposed flux-cored wire for surfacing the sealing surfaces of the parts of the stop valves of the pipeline transport allows to increase their wear resistance, service life and reduce the cost of their manufacture and repair.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121009A RU2682941C1 (en) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Flux cored wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121009A RU2682941C1 (en) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Flux cored wire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682941C1 true RU2682941C1 (en) | 2019-03-25 |
Family
ID=65858800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018121009A RU2682941C1 (en) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Flux cored wire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682941C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU407692A1 (en) * | 1972-10-11 | 1973-12-10 | POWDER WIRE FOR SURFACING | |
| US6124569A (en) * | 1997-06-09 | 2000-09-26 | La Soudure Autogene Francaise | Flux-cored welding wire with a low nitrogen content |
| UA81996C2 (en) * | 2006-06-02 | 2008-02-25 | Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины | Flux cored wire for surfacing |
| RU2446930C1 (en) * | 2010-12-15 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Flux-cored wire |
| RU2514754C2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Powder wire |
-
2018
- 2018-06-06 RU RU2018121009A patent/RU2682941C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU407692A1 (en) * | 1972-10-11 | 1973-12-10 | POWDER WIRE FOR SURFACING | |
| US6124569A (en) * | 1997-06-09 | 2000-09-26 | La Soudure Autogene Francaise | Flux-cored welding wire with a low nitrogen content |
| UA81996C2 (en) * | 2006-06-02 | 2008-02-25 | Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины | Flux cored wire for surfacing |
| RU2446930C1 (en) * | 2010-12-15 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Flux-cored wire |
| RU2514754C2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Powder wire |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI726875B (en) | New powder composition and use thereof | |
| Azimi et al. | Effects of silicon content on the microstructure and corrosion behavior of Fe–Cr–C hardfacing alloys | |
| Piasecki et al. | Wear behavior of self-lubricating boride layers produced on Inconel 600-alloy by laser alloying | |
| Kumar et al. | Evaluation of mechanical properties of TiB2-TiO2 ceramic composite coating on AISI 1020 mild steel by TIG cladding | |
| RU2682941C1 (en) | Flux cored wire | |
| Döleker et al. | High-temperature corrosion and oxidation properties of borided CoCrFeNiAl0. 5Nb0. 5 HEA | |
| RU2356715C2 (en) | Flux cored electrode | |
| Rokanopoulou et al. | Titanium carbide/duplex stainless steel (DSS) metal matrix composite coatings prepared by the plasma transferred arc (PTA) technique: microstructure and wear properties | |
| RU2679373C1 (en) | Flux cored wire | |
| Tian et al. | Research on the effect of IN718 transition layer on the performance of laser cladding Co06 coating on RuT450 | |
| RU2679374C1 (en) | Flux cored wire | |
| Gucwa et al. | The properties of high chromium hardfacings made with using pulsed arc | |
| RU2704338C1 (en) | Flux cored wire | |
| RU2467854C1 (en) | Powder wire | |
| RU2641590C2 (en) | Powder wire | |
| RU2661159C1 (en) | Flux cored wire | |
| Saha et al. | Influence of Heat input on Corrosion Resistance of Duplex Stainless Steel Cladding Using Flux Cored Arc Welding on Low Alloy Steel Flats. | |
| Kumar et al. | Characterization of surface properties of TiC ceramic coating developed on AISI 1020 steel | |
| RU2679372C1 (en) | Flux cored wire | |
| RU2467855C1 (en) | Powder wire | |
| Veselovsky et al. | Predicting the thickness of the hardening coating during diffusion metallization of cast iron | |
| RU2682940C1 (en) | Flux cored wire | |
| RU2632311C1 (en) | Powder wire | |
| RU2801387C1 (en) | Cored wire | |
| RU2582402C1 (en) | Flux cored wire |