DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2020.3(34).32-42

Вплив діаметра електродних порошкових дротів на механічні характеристики електродугових покриттів

М.М. Студент, М.Я. Головчук, Г.В. Чумало, В.М. Гвоздецький,С.І. Маркович, Г.В.Похмурська

Об авторах

М.М. Студент, професор, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна

М.Я. Головчук, аспірант, молодший науковий співробітник, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна

Г.В. Чумало, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна

В.М. Гвоздецький, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна

С.І. Маркович, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

Г.В.Похмурська, професор, доктор технічних наук, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна

Анотація

В роботі проведено впливу діаметра електродних порошкових дротів на механічні характеристики електродугових покриттів. Покриття отримували на оригінальному обладнанні, застосовуючи для напилювання модельні порошкові дроти базових систем легування Fe–Cr–C та Fe–Cr–B діаметром 1,6 та 2,4 мм. Досліджено вплив діаметра порошкових дротів на структуру, електродугових покриттів різного діаметра. Встановлено залежність поруватості, мікротвердості, адгезії до сталевої основи, абразивної зносостійкості електродугових покриттів, напилених з порошкових дротів з різною кількістю шихти, від товщини ламелей у структурі покриттів. Визначено вплив товщини ламелей у структурі покриттів, напилених з порошкових дротів з різною кількістю шихти (залежно від їх діаметра 1,6 та 2,4 мм), на їх абразивну зносостійкість. Встановлено, що товщина ламелей у покриттях усіх проаналізованих систем легування зростала зі збільшенням об'єму розплавленого металу. Показано, що кількість оксидної фази у структурі покриттів зростає вдвічі зі збільшенням дистанції розпилювання порошкових дротів від 80 до 120 мм. Більше оксидної фази (на 40…100%) виявили у покриттях, сформованих із ПД діаметром 2,4 мм з вищим коефіцієнтом заповнення його оболонки шихтою порівняно із покриттями, сформованими із порошкових дротів діаметром 1,6 мм з нижчим заповненням. Встановлено, що поруватість, та мікротвердість покриттів із розроблених порошкових дротів зростає із збільшенням товщини ламелей в їх структурі та, відповідно, діаметру. Встановлено, шо із збільшенням товщини ламелей у структурі покриттів з порошкових дротів 250Х21ВФГС та порошкових дротів 50ХН2Р5ГС їх адгезія до сталевої основи дещо зменшилася, що зумовлено виникненням в покриттях напружень розтягу, які спричиняють появу мікротріщин або мережі тріщин у їх структурі. Водночас адгезія покриттів із порошкових дротів 50Х6МГ2С до сталі зросла, що зв’язали з більшим вмістом вуглецю у крупних ламелях та сприятливими умовами для формування в них високовуглецевого мартенситу, який має найменший коефіцієнт термічного розширення та спричиняє найменші залишкові напруження розтягу у покриттях. Встановлено, що абразивна та газоабразивна зносостійкість покриттів із ПД 250Х21ВФГС знизилася, а із ПД50ХН2Р5ГС підвищилася внаслідок збільшення товщини ламелей у їх структурі за використання порошкових дротів більшого діаметра.

Ключові слова

покриття, порошкові дроти, мікротвердість, абразивна зносостійкість, поруватість, напруження

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Student, M.M., Pokhmurs’ka, H.V., Hvozdets’kyi, V.V., Holovchuk, M. Ya. & Romaniv, M.S. (2009). Effect of high-temperature corrosion on the gas-abrasive resistance of electric-arc coatings. Materials Science. Vol.44, 4, 481-489 [in English].

2. Pokhmurs’ka, H.V., Holovchuk, M.Ya., Dz’oba, Yu. V., Hvozdets’kyi, V.М. & Dzyubyk L.V. (2018). Influence of the composition of charge of powder wires on the structure and properties of electric-arc coatings. Materials Science, Vol.53, 6, 868-874 [in English].

3. Student, M.M., Holovchuk, M.Ya. & Hvozdets'kyj, V.M. (2017). Vplyv khimichnoho skladu poroshkovykh drotiv na strukturu ta znosostijkist' pokryttiv riznoho khimichnoho skladu [Influence of chemical composition of flux-cored wires on the structure and wear resistance of coatings of different chemical composition]. Problemy trybolohii – Problems of tribology, 3, 56-61 [in Ukrainian].

4. Korobov Yury (2018). Arc-Sprayed Fe-Based Coatings from Cored Wires for Wear and Corrosion Protection in Power Engineering Coatings, 8(2), 71 [in English].

5. Borisova, A.L. et al. (1991). Struktura i svojstva jelektrodugovyh pokrytij na osnove ferobora, poluchennyh iz poroshkovyh provolok [Structure and properties of ferroboron-based electric arc coatings obtained from flux-cored wires]. Avtomaticheskaja svarka – Automatic welding, 9, 66 – 68 [in Russian].

6. Dallaire, S. & Levert, H. (1992). Synthesis and deposition of TiB2 containing materials by arc spraying. Surface and Coatings Technology, 50, 2, 241 – 248 [in English].

7. Student, M.M., Pokhmurs'ka, H.V., Hvozdets'kyj, V.M., Stupnyts'kyj, T.R., Posuvajlo, V.M. & Markovych, S.I. (2018). Bahatofunktsional'ni elektroduhovi pokryttia [Multifunctional electric arc coatings]. Vydavnytstvo “Prostir-M” [in Ukrainian].

8. Ana Arizmendi-Morquecho, Araceli Campa-Castilla, C. Leyva-Porras, Josué Almicar Aguilar Martinez, Gregorio Vargas Gutiérrez, Karla Judith Moreno Bello, L. López López (2014). Microstructural Characterization and Wear Properties of Fe-Based Amorphous-Crystalline Coating Deposited by Twin Wire Arc Spraying. Advances in Materials Science and Engineering, Vol. 2014. |Article ID 836739 https://doi.org/10.1155/2014/836739 [in English].

9. Chernovol, M.I., Mazhejka, O.J., Markovych, S.I. & Student, M.M. (2006). Trybolohichni kharakterystyky kompozytsijnykh pokryttiv, otrymanykh elektroduhovym napylenniam poroshkovoho ta sutsil'notiahnutoho drotu [Tribological characteristics of composite coatings obtained by electric arc sputtering of flux-cored and solid wire]. Problemy trybolohii – Problems of tribology, 4, 88-96 [in Ukrainian].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Effect of high-temperature corrosion on the gas-abrasive resistance of electric-arc coatings / M. M. Student, H. V. Pokhmurs’ka, V. V. Hvozdets’kyi, M. Ya. Holovchuk, M. S. Romaniv. Materials Science. 2009. Vol.44, №4. Р. 481-489.
  2. Influence of the composition of charge of powder wires on the structure and properties of electric-arc coatings / H. V. Pokhmurs’ka, M. Ya. Holovchuk, Yu. V. Dz’oba, V. М. Hvozdets’kyi, L. V. Dzyubyk. Materials Science. 2018. Vol.53, №6. Р. 868-874.
  3. М. М. Студент, М. Я. Головчук, В. М. Гвоздецький. Вплив хімічного складу порошкових дротів на структуру та зносостійкість покриттів різного хімічного складу . Проблеми трибології. 2017. №3. С. 56-61.
  4. Korobov Yury. Arc-Sprayed Fe-Based Coatings from Cored Wires for Wear and Corrosion Protection in Power Engineering Coatings. 2018. Vol. 8(2). P.71.
  5. Структура и свойства электродуговых покрытий на основе феробора, полученных из порошковых проволок / А. Л. Борисова, И. В. Миц, Т. В. Кайда [и др.]. Автоматическая сварка. 1991. 9. С. 66 – 68.
  6. Dallaire S., Levert H. Synthesis and deposition of TiB2 containing materials by arc spraying. Surface and Coatings Technology. 1992. 50, 2, P. 241 – 248.
  7. Багатофункціональні електродугові покриття / М.М. Студент та ін.; Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАНУ, Видавництво “Простір-М”, 350. С. 2018.
  8. Microstructural Characterization and Wear Properties of Fe-Based Amorphous-Crystalline Coating Deposited by Twin Wire Arc Spraying / Ana Arizmendi-Morquecho, Araceli Campa-Castilla, C. Leyva-Porras, Josué Almicar Aguilar Martinez, Gregorio Vargas Gutiérrez, Karla Judith Moreno Bello, L. López López. Advances in Materials Science and Engineering. 2014, Vol. 2014. |Article ID 836739 https://doi.org/10.1155/2014/836739
  9. Черновол М.І., Мажейка О.Й., Маркович С.І., Студент М.М. Трибологічні характеристики композиційних покриттів, отриманих електродуговим напиленням порошкового та суцільнотягнутого дроту. Проблеми трибології. 2006. № 4. С. 88-96.

Copyright (c) 2020 М.М. Студент, М.Я. Головчук, Г.В. Чумало, В.М. Гвоздецький,С.І. Маркович, Г.В.Похмурська