СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРНЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАПЛАВЛЕННОГО СЛОЯ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ

Обложка

Цитировать

Аннотация

Представлены исследования микроструктуры и механических характеристик наплавленных покрытий, полученных с использованием порошковых проволок, содержащих различные легирующие элементы. Особое внимание уделено двум типам порошковых проволок: EnDOtec DO*15, которая состоит из железа, хрома, молибдена и вольфрама, и более сложной системе Fe ‒ Si ‒ W ‒ Mn ‒ Cr ‒ C ‒ V, разработанной в Сибирском государственном индустриальном университете. Получена оптимальная структура образцов, которая позволила минимизировать присутствие неметаллических включений (силикатов и оксидов), способных негативно влиять на механических характеристиках материалов. Для оценки механических свойств образцов проводили измерения нанотвердости и модуля упругости с применением нанотвердомера НаноСкан-4D. Структура проволоки EnDOtec DO*15 обеспечивает более равномерное распределение легирующих элементов, что в свою очередь способствует повышению прочности материала. В системе Fe ‒ Si ‒ W ‒ Mn ‒ Cr ‒ C ‒ V наблюдается повышенное количество неметаллических включений, что отрицательно влияет на ее механические свойства. Наилучшие показатели нанотвердости зафиксированы для проволоки EnDOtec, однако для системы Fe ‒ Si ‒ W ‒ Mn ‒ Cr ‒ C ‒ V модуль упругости равнен 125,84 ГПа, что указывает на ее высокую эффективность при серьезных механических загрузках. Полученные результаты подтверждают важность выбора порошковой проволоки в зависимости от конкретных требований к долговечности и механическим свойствам наплавленных покрытий.

Об авторах

Алексей Романович Михно

Сибирский государственный индустриальный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mihno_ar@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7305-6692
SPIN-код: 5553-1164
Россия

Галина Игоревна Черепанова

Сибирский государственный индустриальный университет

Email: glcherepanova25@mail.com
ORCID iD: 0009-0003-2592-6539
SPIN-код: 3610-9340

Николай Павлович Ломиворотов

Сибирский государственный индустриальный университет

Email: lomivorotov_np@sibsiu.ru
ORCID iD: 0009-0000-7953-2920

Екатерина Михайловна Запольская

Сибирский государственный индустриальный университет

Email: beloglazova-ekat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8098-5895
SPIN-код: 7302-2751

Ирина Алексеевна Панченко

Сибирский государственный индустриальный университет

Email: i.r.i.ss@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1631-9644
SPIN-код: 4253-6679

Сергей Валерьевич Коновалов

Сибирский государственный индустриальный университет

Email: konovalov@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4809-8660
SPIN-код: 4391-7210

Список литературы

  1. Filippov M.A., Shumyakov V.I., Balin S.A., Zhilin A.S., Lehchilo V.V., Rimer G.A. Structure and wear resistance of deposited alloys based on metastable chromium-carbon austenite. Welding International. 2015;29(10):819–822.
  2. https://doi.org/10.1080/09507116.2014.986891
  3. Metlitskii V.A. Flux-cored wires for arc welding and surfacing of cast iron. Welding International. 2008;22(11):796–800.
  4. https://doi.org/10.1080/09507110802593646
  5. Liu D.S., Liu R.P., Wei Y.H. Influence of tungsten on microstructure and wear resistance of iron base hardfacing alloy. Materials Science and Technology. 2014;30(3):316–322.
  6. https://doi.org/10.1179/1743284713Y.0000000359
  7. Бородихин С.А., Еремин Е.Н., Лосев А.С. Порошковая проволока с карбидом бора для восстановительной наплавки прокатных валков. Россия молодая: передовые технологии – в промышленность. 2015;(1):11–14.
  8. Li R., He D.Y., Zhou Z., Wang Z.J., Song X.Y. Wear and high temperature oxidation behavior of wire arc sprayed iron based coatings. Surface Engineering. 2014;30(11):784–790.
  9. https://doi.org/10.1179/1743294414Y.0000000331
  10. Макиенко В.М., Соколов П.В., Перваков Д.Г. Восстановление деталей и узлов подвижного состава методом электродуговой наплавки. Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. 2016;1(6):6–11.
  11. Ma H.R., Chen X.Y., Li J.W., Chang C.T., Wang G., Li H., Wang X.M., Li R.W. Fe-based amorphous coating with high corrosion and wear resistance. Surface Engineering. 2017;33(1):56–62. https://doi.org/10.1080/02670844.2016.1176718
  12. Kapralov E.V., Budovskikh E.A., Gromov V.E. Formation of nanostructure-phase conditions and properties of wear-resistant cladding on steel. Nanoinzheneriya. 2015;4(46):14–23.
  13. Babinets A.A., Ryabtsev I.A., Panfilov A.I., Zhdanov V.A., Ryabtsev I.I. Influence of methods of arc surfacing with flux-cored wire on penetration of base metal and formation of deposited metal. The Paton Welding Journal. 2016;(11):17–22. https://doi.org/10.15407/tpwj2016.11.03A.A
  14. Deng X.T., Fu T.L., Wang Z.D., Misra R.D.K., Wang G.D. Epsilon carbide precipitation and wear behaviour of low alloy wear resistant steels. Materials Science and Technology. 2016;32(4):320–327. https://doi.org/10.1080/02670836.2015.1137410
  15. Ryabtsev I.O., Babinets A.A., Lentugov I.P., Zhdanov V.O., Ryabtsev I.I., Osin V.V. Methods of Investigation of the Deposited Metal Properties and Their Application for the Development of Flux Cored Wires. Materials Science. 2024;59(4):467–473.
  16. Усольцев А.А., Козырев Н.А., Бащенко Л.П., Крюков Р.Е., Жуков А.В. Разработка порошковой проволоки системы Fe – C – Si – Mn – Cr – W – V с присадками углеродфторсодержащего материала и титана. Известия вузов. Черная металлургия. 2023;66(4):403–409. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2023-4-403-409
  17. Козырев Н.А., Рудаков С.Г., Крюков Р.Е. Расчет параметров режима и размеров шва при дуговой сварке. Новокузнецк: ИЦ СибГИУ. 2014:27.
  18. Кибко Н.В., Усольцев А.А., Михно А.Р., Сычев А.А. Исследование структуры и свойств титана наплавленного порошкового металла проволоками систем Fe – C – Si – Mn – Cr – W – V и Fe – C – Si – Mn – Cr – Mo – Ni. Ме-талловедение и термическая обработка металлов. 2022;5(803):43–45.
  19. Яковлев Д.С. Анализ технологических особенностей сварки порошковой проволокой. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2014;14(2):92–95.
  20. Райков С.В., Коновалов С.В., Капралов Е.В. и др. Формирование износостойких поверхностных слоев наплавкой. Известия вузов. Черная металлургия. 2015;58(10):769–774. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-10-769-774
  21. Коновалов С.В., Панченко И.А., Гостевская А.Н. Влияние химического состава напла-вочного материала на его структуру и свойства. В кн.: Металлургия: технологии, инновации, качество: Труды XXIV Международной научно-практической конференции. Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ. 2024:195‒197.
  22. Еремин Е.Н., Лосев А.С., Бородихин С.А. и др. Порошковая проволока для наплавки коррозионно-стойкой и износостойкой стали. Вестник машиностроения. 2018;(7):66‒68.
  23. Громов В.Е., Юрьев А.Б., Иванов Ю.Ф. и др. Электронно-микроскопическое исследование зоны контакта наплавка (быстрорежущая сталь Р2М9) ‒ подложка (сталь 30ХГСА). Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2025;2(52):9‒16. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2025-2(52)-9-16
  24. Deng X.T., Fu T.L., Wang Z.D., Misra R.D.K., Wang G.D. Epsilon carbide precipitation and wear behaviour of low alloy wear resistant steels. Materials Science and Technology. 2016;32(4):320–327. https://doi.org/10.1080/02670836.2015.1137410

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета»

Свидетельство о регистрации: ПИ № ФС77-77872 от 03.03.2020 г.

Журнал имеет международный стандартный номер сериального издания ISSN 2304-4497 (Print) и подписной индекс в каталоге «Урал-Пресс» – 41270

Учредитель:

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Адрес редакции:

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, Центральный район, ул. Кирова, зд. 42, Сибирский государственный индустриальный университет, каб. 483гт, тел. 8-950-270-44-88

Ответственный за выпуски: Запольская Е.М. 

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, Россия

Исключительные авторские права на статьи принадлежат авторам ©

Обработка персональных данных

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).