автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Формирование композиционной структуры наплавленного металла для работы в условиях термосилового воздействия и разработка технологии ЭШН прессовых штампов и инструмента

На правах рукописи

Соколов Геннадий Николаевич

ФОРМИРОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ ТЕРМОСИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭШН ПРЕССОВЫХ ШТАМПОВ И ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.03.06 - Технологии и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Волгоград-2007

2 О СЕН 2007

003065939

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского государственного технического университета.

Научный консультант заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор, ЛЫСАК Владимир Ильич

Официальные оппоненты заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор, РАДЧЕНКО Василий Григорьевич

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор, ОРЕШКИН Владимир Дмитриевич

доктор технических наук, профессор, ВАРУХА Евгений Николаевич

Ведущая организация ФГУП Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей», г Санкт-Петербург

Защита состоится 15 ноября 2007 г в 10® на заседании диссертационного совета Д 212 28 02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу 400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд 209

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «10» сентября 2007 г

Ученый секретарь /

Диссертационного совета Кузьмин С.В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Создание технически совершенного, экономичного и качественного штампового инструмента для деформирования горячего металла является важной научно-технической проблемой, актуальность которой непосредственно связана с задачами, решаемыми с помощью сварочных процессов

Большие резервы в повышении ресурса прессовых штампов заложены в технологических возможностях наплавки их рабочих поверхностей термо- и износостойкими сплавами

Крупный вклад в разработку научных и технологических основ наплавки штампов и металлургического инструмента внесли российские и зарубежные ученые И И Фрумин, И. К Походня, М И Разиков, JI Н Бармин, В П. Демянцевич, Ф Д Кащенко, В Н Кальянов, J1 К Лещинский, В Г Радченко, В Д Орешкин, Г В Ксендзык, И А Рябцев, И А. Кондратьев В А Быстров, Е Н Сафонов, Ю М Кусков, В А Коротков, Pease Е, Murray Р, Andrews D, Bransah К, Crook Р , Dilawary А , Friedman L , Hickl А , Evans С , Johnson P и многие другие

Вместе с тем относительно небольшой объем научных данных в области теории и практики наплавки рассматриваемых объектов, обрабатывающих нагретый до 700 1100 °С металл, свидетельствует о недостаточной изученности сложного влияния циклического термосилового воздействия (ЦТСВ) на свойства наплавленного металла, что в условиях длительного контакта инструмента с горячими заготовками (выдавливание, прессование, калибровка, прошивка, экструзия) не позволяет существенно повысить его ресурс даже с применением дорогостоящих типов наплавленного металла, содержащих большое количество дорогостоящих вольфрама и кобальта

Остаются недостаточно изученными металлургические и сварочно-технологические проблемы формирования более стойкой в условиях ЦТСВ композиционной структуры термо- и износостойких сплавов Это обусловливает актуальность формулирования научно-обоснованного подхода к разработке технологических процессов наплавки и наплавочных материалов, заключающегося в решении триединой задачи, направленной на изучение физико-химических закономерностей изнашивания наплавленного металла и составление на основе полученных результатов научно обоснованных сварочно-технологических требований к нему, а также к способам наплавки Такой подход определяет строгую, соответствующую определенным термосиловыми параметрам нагружения изделий и характеру их взаимодействия со средой, регламентацию свойств и более узкое технологическое назначение вновь разрабатываемых материалов Актуальность выбранной темы диссертационного исследования, определяемая потребностью промышленности в новых термостойких материалах и процессах их наплавки, подтверждена выполнением его части в рамках Сводного плана по сварочной науке и технике Научного и Координационного советов по сварке, проблема 0 72 01 в период

с 1981 по 1991 годы, тем VIH-51, VIII-148, VIII-183 и др , а также по направлениям "Развитие научного потенциала высшей школы", "Научные исследования высшей школы по приоршетным направлениям науки и техники", грант А04-3 17-544, 2004 г

Цель и задачи работы. Разработка и внедрение в промышленность новых материалов и технологий, обеспечивающих повышение эффективности прессовых штампов и металлургического инструмента для горячего деформирования стали, на основе исследований физико-химических процессов износа и легирования наплавленного металла, а также теплофизических процессов электрошлаковой наплавки

Исходя из цели работы были решены следующие научно-технические задачи

1 Исследованы температурно-силовые условия работы и кинетика износа наплавленных деталей штампов Выявлены причины, характер изменения структуры и свойств тонких приконтактных слоев наплавленного инструмента, подверженною термосиловому воздействию, а также обобщенны и развиты представления о физико-химических процессах их изнашивания Сформулированы требования к наплавленному металлу и обоснованы системы его легирования, эффективные в диапазонах температур, °С 650 700, 750 900 и 950 1100

1 Научно обоснован подход к формированию термически стойкой в условиях ЦТСВ композиционной структуры наплавленного металла

3 Разработаны составы двух порошковых и двух композиционных проволок для дуговой и электрошлаковой наплавки сплавов на основе железа с температурой эксплуатации до 700 °С и - на основе никеля, стойкого до 900 °С, а также сплавов с матрицами на основе никеля и алюминида никеля y'-Ni^Al, стойких, до 1100 °С

4 Создан метод склерометрического высокотемпературного испытания наплавленного металла на износостойкость, позволяющий количественно характеризовать износостойкость сплавов в температурно-силовых условиях деформирования их поверхности алмазным индентором в инертной среде

5 Выявлена на базе установленных закономерностей формирования структурно-фазового состава наплавленного металла взаимосвязь между количественным соотношением легирующих элементов в высокоуглеродистых хромомолиб-деновых наплавочных сплавах на железной, а также на никелевой основе и сва-рочно-технологическими свойствами наплавленного металла

6 На основе исследования электро- и теплофизических закономерностей ЭШН в секционном кристаллизаторе с полым электродом и использованием двухкон-турной схемы питания шлаковой ванны постоянным током разработаны новые способы наплавки, обеспечивающие формирование перегретой свыше 3000 °С области в шлаке

7 Разработана термокинетическая модель расплавления в шлаке композиционной проволоки с двухслойной Ni-Al оболочкой и тугоплавким наполнителем, а также методика расчета ее состава

8 Реализованы в промышленности научно обоснованные технологические процессы электрошлаковой и дуговой наплавки колеблющимся электродом, а

также установлены функциональные взаимосвязи между их электрическими и технологическими параметрами

Научная новизна полученных результатов Новым научным положением работы, основанном на раскрытии взаимосвязей между теплофизическими и сва-рочно-технологическими параметрами процессов ЭШН порошковыми и композиционными проволоками и направленным на установление их совокупного влияния на структуру и свойства термо- и износостойких сплавов с матрицами на основе железа, никеля и алюминида никеля Ы13А1, является создание научно обоснованных подходов к формированию композиционной структуры наплавленного металла для работы в условиях ЦТСВ при рабочих температурах до 1100 °С

1 Обобщены и развиты существующие представления о тепловом износе наплавленного металла при температурах свыше 700 °С и напряжениях до 1000 МПа Установлено, что при ЦТСВ в тонком приконтактном слое наплавленного металла аномально, на несколько порядков, ускоряется диффузия легирующих элементов, что приводит к его гомогенизации и снижению износостойкости, оценивать время гомогенизации предложено в зависимости от структурного и диффузионного факторов

2 Разработана новая методика высокотемпературного склерометрического испытания сплавов, заключающаяся в деформировании их полированной поверхности алмазным индентором в инертной среде при постоянном значении температуры, скорости деформации и давления в зоне контакта индентора с металлом На ее основе установлен коррелирующий с горячей твердостью показатель износостойкости, характеризующийся относительным объемом деформированного наплавленного металла и обеспечивающий более высокую достоверность экспериментальных результатов

3 Теоретически обоснована и практически подтверждена эффективность формирования на поверхности инструмента, подверженного ЦТСВ при температурах свыше 700 °С двухслойного наплавленного металла с композиционной структурой Предложено более тонкий поверхностный слой такой композиции формировать из сплава с жаропрочной матрицей, диффузия легирующих элементов в которой в диапазоне рабочих температур замедлена, а нижележащий слой выполнять из термостойкого металла с гетерогенной структурой, содержащей упрочняющие фазы в матрице и по границам зерен Соотношение высот слоев в композите следует определять, исходя из топологии теплового поля в инструменте

4 Установлено, что композиционная структура и повышенные эксплуатационные свойства наплавленного металла, подвергающегося ЦТСВ с максимальными рабочими температурами до 700 °С, реализуются в высокохромистых сплавах системы легирования Ре-Сг-Мо-С при соотношении атомных содержаний в них хрома и молибдена к углероду 2,5 3,0 и 0,3 0,5 соответственно, а при рабочих температурах до 900 °С - в высокохромисгых сплавах системы №-Сг-Мо-С при соотношении атомных содержаний в них хрома и молибдена к углероду 2,2 2,6 и 0,18 0,25 соответственно

5 Выявлен механизм формирования под действием термодеформационного цикла электрошлаковой наплавки термически стабильной в условиях ЦТСВ при температурах до 1100 °С, гетерофазной, композиционной структуры наплавленно-

го металла с матрицей на основе y'-Ni3A1, заключающийся в перераспределении легирующих элементов в объемах дендритов y'-Ni^AI и в междендритных пространствах, а также в образовании областей концентрационной химической микронеоднородности, характеризующихся выделениями интерметаллидов у'вт и к-фаз, а также монокарбидов тугоплавких металлов, имеющих стабильный размер, морфологию и распределение

6 На основе результатов математического моделирования процесса ЭШН выявлен механизм и оценен эффект от суммарного воздействия циркуляций в шлаковой ванне, вызванных перепадом температур и электромагнитным полем, заключающийся в создании "гидравлического подпора" который, способствуя замедлению потока шлака, увеличивает время пребывания металлических капель в нем, что улучшает качество их металлургической обработки, а также за счет формирования плоской поверхности межфазной границы шлак-металл создает условия для построения направленно кристаллизованной композиционной структуры наплавленного металла

7 Установлено, что совокупность величин соотношений токов с секции кристаллизатора и с полого электрода в пределах 0,8 1,2, а также объемной плотности тока (до 550 650 А/мм3) в шлаке, находящимся в сферической полости электрода, обусловливают качественно новый способ получения перегретой свыше 3000 °С области в шлаке, а также создают в нем термические условия для равномерного расплавления содержащей туго- и легкоплавкие компоненты композиционной проволоки и формирования однородных по химическому составу металлических капель

Практическая значимость работы. Полученные в работе результаты послужили научной основой для создания новых эффективных составов, конструкций и способов изготовления порошковых и композиционных проволок и электродов, а таюке явились теоретической базой для разработки технологий дуговой и электрошлаковой наплавки деталей прессовых штампов, оправок, кулачков, экспандеров. валков трубопрокатного оборудования, ножей для резки горячего стального проката и другого металлургического инструмента, обеспечивающих увеличение их стойкости в среднем в 1,5 2,5 раза Экономический эффект от внедрения новых технологических процессов наплавки и опытно-промышленных партий наплавочных материалов в производство на ОАО «Волжский подшипниковый завод», ОАО «Волжский трубный завод», а также промышленной апробации на ОАО ВМЗ «Красный Октябрь» и ряде предприятий составил в сопоставимых ценах 2006 i ода 11 млн рублей (доля автора 50 %)

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 5 всесоюзных и межреспубликанских научно-технических семинарах "Теоретические и технологические основы наплавки" (Киев, ИЭС им Е О Патона HAH Украины 1982, 1983, 1988, 1990, 1992 годы) и на 7 международных и всероссийских научно-технических конференциях "Разработка, производство и применение инструментальных материалов" (Киев, ИПМ им И Н Францевича HAH Украины 1990), "Прогрессивные методы получения и обработки конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин" (Волгоград, 1996), "Современные материалы и технологии-2002" (Пенза, 2002), "Сварка на рубеже веков" (Москва, 2003), "МАТИ - Сварка XXI века" (Мо-

сква, 2003), "Сварка и контроль - 2004" (Пермь, 2004), "Новые и перспективные материалы и технологии" (Волгоград 2004), а также на 25 региональных научно-практических конференциях и научных семинарах в ВолгГТУ (1979-2007), в ДГТУ (Ростов-на-Дону, 2007) и в ФГУГТ ЦНИИ КМ "Прометей" (Санкт-Петербург, 2007)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 73 опубликованных печатных работах, в том числе в монографии, в 41 научно-технических статьях (в их числе 19 - в рекомендованных ВАК РФ центральных рецензируемых научно-технических журналах), 12 патентах и авторских свидетельствах на изобретения

Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы Основное содержание диссертации изложено на 291 страницах текста, иллюстрированного 175 рисунками и 31 таблицей Приложение к диссертации содержит копии актов испытаний наплавленных изделий и внедрения результатов работы в производство, а также технические условия на изготовление разработанных наплавочных материалов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы изучаемые проблемы, цель и задачи исследований, изложены научная новизна и практическое значение полученных результатов и их реализация с указанием личного вклада автора

В первой главе представлен критический анализ способов упрочнения быстроизнашивающегося штампового инструмента для деформирования нагретых свыше 700 °С сталей, показана эффективность применения с этой целью способов наплавки и дана их классификация На основе анализа и обобщения установленных И. И Фруминым, М И Разиковым, Н В. Королевым, Д А Дудко, И К По-ходней, Д М Кушнеревым, Т Г Кравцовым, Г В Ксендзыком, Ю М Кусковым, В А Быстровым и другими исследователями тепло- и электрофизических особенностей процессов дуговой и электрошлаковой наплавки показано преимущественное влияние формы фронта кристаллизации и термических условий наплавки на характер построения упорядоченной структуры металла с направленным расположением кристаллитов в ней, что обусловливает формирование композиционной структуры сплава Выявлена актуальность научных исследований, служащих теоретической основой для разработки новых технических решений, позволяющих влиять на энергетическую эффективность процессов электрошлаковой наплавки

На базе современных научных представлений (Л С Лившиц, Н А Гринберг, В Д Орешкин, В С Попов, И А Рябцев, Б. В Данильченко и другие) о процессах формирования структурно-фазового состава износостойких сплавов показано, что в композиционной структуре подвергающегося ЦТСВ наплавленного металла должно быть обеспечено рациональное соотношение содержаний карбидной эвтектики и матричного металла, упрочненного труднорастворимыми при рабочих температурах фазами

Рассмотрены химический состав, структура, свойства и назначение наплавочных сплавов, применяемых для упрочнения инструмента, деформирующего горя-

чий металл, и произведена их классификация по типам, структуре и температурному интервалу эксплуатации наплавляемых изделий.

Выполнен также анализ современных материалов, используемых для наплавки штампов Показана превалирующая роль порошковых проволок и покрытых электродов в общем объеме материалов, выпускаемых ведущими сварочными фирмами По сравнению с зарубежными странами, где номенклатура рассматриваемой продукции довольно обширна, в Российской Федерации производится всего 5 марок покрытых электродов, а также по 3 марки проволок сплошного сечения и порошковых, обеспечивающих в составе наплавленного металла преимущественно инструментальные стали с высоким (9 12 масс %) содержанием дефицитного вольфрама Это обстоятельство обусловливает актуальность научных исследований с целью разработки не содержащих вольфрам порошковых проволок для дуговой и электрошлаковой наплавки

Приведены использованные в работе методы теоретических и экспериментальных исследований Теоретические исследования основаны на физическом и математическом моделировании электрошлаковьтх, электромагнитных и тепловых процессов, протекающих в шлаковой ванне в ходе ЭШН с использованием двух-контурной схемы питания током секции кристаллизатора и полого неплавящегося электрода

Для экспериментальных исследований свойств наплавленного металла и технологических свойств порошковых проволок разработаны оригинальные методики высокотемпературных склерометрических испытаний, а также компьютеризированного контроля параметров режима и процессов, протекающих в реакционной зоне наплавки с применением лазерно-лучевого зондирования дуги и скоростной видеозаписи

Склерометрирование полированных образцов осуществляли со скоростью 5 мм'с при нагреве их проходящим током в инертной среде и нагрузкой 0,6 Н на алмазный конусный индентор. имеющий угол при вершине 120° и радиус закругления 200 мкм Критерием оценки сопротивления металла пластической деформации служило отношение I = 1 где Кд- объем деформированного при постоянной

температуре металла на отрезке оставшегося от перемещения индентора трека длиной 10 мм

Металлографические исследования наплавленного металла проводили с использованием известных методов дюрометрии, химического, макро- и микрорент-генослектрального анализов, а также методами оптической и электронной микроскопии

Во второй главе рассмотрены физико-химические особенности высокотемпературного износа прессовых штампов, сформулированы требования к наплавленному металлу и обоснованы системы его легирования

Расчетной оценкой напряженного состояния компаудного штампа определены усилия (900 1500 МПа), действующие в процессе прессования, максимальное значение которых нередко превышает предел текучести инструментальной стали 40Х2В5ФМ при рабочих температурах, что, вызывая пластическую деформацию участков гравюры штампов, обусловливает их разрушение

Экспериментально установлено, что температура приконтактного поверхностного слоя инструмента в момент прессования составляет 740 780 °С, а время

контакта с нагретой до 700 °С заготовкой достигает 0,8. .1,2 с Некоторое повышение температуры на поверхности инструмента в сравнении с температурой деформируемого металла объясняется дополнительным выделением тепла при пластической деформации, трении и ускорении в этих условиях физико-химических процессов, проходящих на границе штамп-заготовка Перепад температур при термоциклировании максимален в начальном периоде работы штампов - 400 .450 °С, затем он по в виду прогрева инструмента уменьшается и в установившемся режиме прессования составляет не более 200 250 °С Согласно определенной косвенным методом по изменению твердости металла топологии теплового поля в объеме инструмента температура в нем не превышает 600 .650 °С. Характерная для исследованного типа штампов максимальная температура не является предельной Существует много типов прессового инструмента, деформирующего стальные поковки с различной начальной температурой (до 1200 °С) Это ножи обжимных, сортовых и заготовительных станов, режущие кромки которых нагреваются до 850 .900 °С , матрицы для горячего прессования труб из высокопрочных сталей и сплавов, прошивные пуансоны, экспандеры, а также оправки трубопрокатных агрегатов, где максимальные температуры достигают 1000. 1100 °С и выше В перечисленных процессах наряду с резкими теплосменами, предельным значением температуры в контакте инструмент - заготовка существенно, в сравнении со штампами, увеличено и время контакта (до 5 15 с) инструмента с обрабатываемым металлом Перечисленные особенности требуют дифференцированного подхода к выбору типов износостойких сплавов для наплавки на различные объекты

Металлографическими исследованиями изношенного штатного, а также наплавленного на штампы металла установлено, что в его поверхностном микрослое образуется диффузионная зона, в которой происходит гомогенизация металла и значительно снижается содержание легирующих элементов, сопровождающееся их перераспределением, растворением и коагуляцией упрочняющих фаз Выявлено, что этот процесс развивается по объему кристаллитов неравномерно и характеризуется появлением зерен с различным уровнем механических свойств В таком состоянии наплавленные поверхности теряют необходимое сопротивление деформации, стойкость к абразивному и окислительному износу С использованием экспериментальных данных и известного (П Д. Шьюмон) решения уравнения второго закона Фика нами произведена оценка влияния импульсного нагрева и деформации на разупрочнение наплавленного металла, обусловленное процессами диффузии

С допущением, что коэффициент диффузии D не зависит от концентрации легирующих элементов, и она изменяется в одном направлении, по формуле

/2In(C-Q)

Dx-1гЪ> (1)

п t

где / - расстояние между упрочняющими фазами, t - суммарное время контакта (время гомогенизации сплава), С - С0~ градиент концентрации легирующих элементов, рассчитаны коэффициенты диффузии хрома и молибдена в наплавленном металле 200Х28М7Н2

Установлено, что ЦТСВ приводит к значительному увеличению скорости диффузии в приконтактном слое наплавленного металла, вызывая его гомогениза-

цию и обусловливая снижение износостойкости К примеру, показано, что скорость диффузии Сг и Mo наиболее высока в начальном периоде работы, когда напряжения имеют максимальную величину (рис !) и составляет примерно 10"4 см2/ с, что на несколько порядков выше, чем для нормальных условий, а в потом она уменьшается в связи с развитием процесса гомогенизации Отсюда следует, что для увеличения ресурса инструмента, деформирующего горячий металл, необходимо применять наплавочные стойкие к гомогенизации сплавы Из формулы 1 следует, что увеличить время гомогенизации металла можно двумя способами Один из них заключается в обеспечении определенной степени структурной и химической неоднородности, поскольку имеется квадратичная зависимость расстояния между пиками концентраций легирующих элементов в металле, которую можно обозначить коэффициентом пс

п=121п

С-С(1

л

(2)

D,^ xiO'

а второй - сводится к уменьшению диффузионной подвижности атомов в матрице сплава и в упрочняющих фазах

Таким образом, разработку эффективных, рационально легированных наплавочных сплавов для различных условий термосилового нагружения следует осуществлять с учетом структурного, диффузионного и технологического факторов, обусловливающих формирование композиционной структуры металла с гетерогенным распределением термодинамически стойких упрочняющих фаз в его матрице и междендритных пространствах

С учетом известных данных и результатов собственных исследований показано, что реализовать композиционную структуру наплавленного металла можно на основе следующих принципов

- в наплавленном металле необходимо выявить оптимальное соотношение атомных содержаний карбидообразующих элементов и углерода, обусловливающих формирование прочного каркаса карбидной эвтектики и стойких к растворению при высоких температурах моно- и сложных карбидов,

- в диапазоне рабочих температур в матрице наплавленного металла должна быть понижена диффузионная подвижность атомов основного и легирующих элементов, зависящая от типа ее кристаллической решетки, а также от количества, морфологии, распределения и типа мелкодисперсных упрочняющих фаз,

- для обеспечения стойкости наплавленного металла к образованию горячих трещин и трещин термической усталости в нем должно быть установлено оптимальное соотношение содержаний раздробленной и не образующей замкнутых цепочек вокруг первичных дендритов карбидной эвтектики и матричного сплава,

7 х ,сх1(Г

Рис 1 Влияние времени контакта t наплавленного сплавом 200Х28М7Н2 пуансона с надетыми до 700°С поковками на скорость диффузии 2) хрома и молибдена в приконтактном слое металла

- технологический процесс наплавки должен обеспечивать минимальный прогиб межфазной поверхности шлак (газ) - металл для формирования плоского фронта кристаллизации в сварочной ванне и получения направленного расположения первичных дендриггов

С рассмотренных позиций в диапазоне максимальных температур 650. 700 °С в качестве наплавочных перспективны относительно недорогие углеродистые хромомолибденовые типы сплавов системы Ре-Сг-Мо-С, а при рабочих температурах до 750 950 °С в условиях ЦТСВ эффективен наплавленный металл на основе никеля системы №-Сг-Мо-С. Для наплавки объектов, работающих при температурах 950 1100 °С, эффективны жаропрочные сплавы с матрицей на основе алюминида никеля №3А1, которые применяются в авиакосмической промышленности как конструкционный материал для изготовления лопаток газотурбинных двигателей С целью реализации сплавов подобного типа в наплавленном металле разработана композиционная проволока, состоящая из двухслойной оболочки и наполнителя, содержащего проволочные компоненты из тугоплавких вольфрама, молибдена и нихрома и порошки никеля, алюминия, тантала, циркония, бо-рида молибдена и графита

В третьей главе изложены результаты разработки и исследования свойств новых наплавочных материалов Исследованиями свойств наплавленного металла системы Ре-Сг-Мо-С проводили на экспериментальных образцах, полученных ЭШН порошковой проволокой с оболочкой из стальной ленты марки Св-08кп, качестве наполнителя которой использовали металлические порошки хрома, молибдена, никеля, а также графит Установлено, что при обеспечении в рассматриваемой системе соотношений атомного содержания элементов Мо/С и Сг/С в пределах 0,3 .0,5 и 2,5 . 3,0, соответственно, достигается уровень свойств (рис 2), достаточный для эксплуатации наплавленных прессовых штампов горячего деформирования

НВ ОхЮ2 N таг

а б

Рис. 2. Зависимость свойств наплавленного металла от соотношения молибдена и углерода (а) и хрома н углерода (б) I - скорость окисления, 2 - склонность к трещинообра-зованию, 3 - высокотемпературная твердость

Содержание молибдена в наплавленном металле с оптимальными свойствами составляет 6 8%, углерода - 1,8.. 2,3 % и хрома - 23 28 % В этом случае структура наплавленного металла состоит из легированного молибденом а-твердого раствора с микротвердостью 3800 3900 МПа, содержащего субдисперс-

ные выделения х-фазы, которая но кинетике образования сходна с с-фазой и имеет состав Ре^СгзбМою, карбидов (Мо.Сг.РеЬС] с микрствсрдостыо 8000... 10000 МПа и 20. '0 обьемн. % карбидной эвтектики, равномерно распределенной по границам кристаллитов, состоящих из карбидов (Мо,Сг.РеЬ:!С(, и Ге^Мо^С с м икр о твердостью 7300. .,7500 МПа (рис. 3). При этом отмечена сравнительно невысокая растворимость молибдена в карбидах Ме7Сз и Ме?дС,,. При варьировании соотношением легирующих элементов изменяется и структурно-фазовое состояние наплавленного металла, что сопровождается увеличением количества (до 80 объемн. %) твердого раствора или его уменьшением до 30 объемн. % с одновременным увеличением количества эвтектических карбидов, в которых повышается растворимость молибдена. В первом случае значительно снижается высокотемпературная твердость, а во втором - увеличивается склонность к образованию горячих трещин при наплавке и уменьшается жаростойкость из-за образования на поверхности наплавленного металла слоя термодинамически нестойких оксидов молибдена.

твердения достаточно высоки. Старение происходит за счет снижения растворимости молибдена в твердом растворе а-Гс И образования НОВЫХ карбидов. С увеличением в структуре количества эвтектической фазы эффект старения не наблюдается ПО причине уменьшения содержания молибдена в матрице сплава.

Поскольку твердение начинается при 700 :'С. было исследовано влияние выдержки при этой температуре на горячую твердость наплавленного металла, что позволяет косвенно характеризовать его теплостойкость.

Установлено (рис. 4, а), что твердость наплавленного металла после 5...6 ч испытаний снижается незначительно, а хромовольфрамовые теплостойкие инструментальные стали, применяющиеся в качестве базовых для изготовления штампов горячего деформирования, теряют ее уже после 1,5. ..2 ч нагрева. Исследованиями горячей твердости в широком диапазоне изменения температуры (рис. 4, б) показано, что экспериментальный сплав системы (-'е-Сг-Мо-С также существенно превосходит свойства известных инструментальных сталей.

Испытания экспериментальных сплавов на трешинбустойчивость показали, что при оптимальной соотношении легирующих элементов в системе Ре-Сг-Мо-С наплавленный металл характеризуется удовлетворительной, но, гем не менее, недостаточной стойкостью к горячим трещинам при дуговой и электрошлаковой на-

влияния режима термической обработки на твердость наплавленного металла установлено, что при оптимальном или близком к нему соотношении легирующих компонентов наблюдается эффект дисперсионного твердения металла, причем температуры

Исследованием

а

б

Ркс. 3. Структура наплавленного металла при оптимальном соотношении Cr/C и Мо/С: а - общий вид структуры (*4С10); о -тверды» раствор с карондоч (Mo, Сг, Fe^Cj (х4500); в - твердый раствор с к-фашй (х20000).

плавке порошковой проволокой Причина образования трещин — большое содержание карбидной эвтектики, располагающейся по границам кристаллитов Повысить стойкость наплавленного металла к трещинам в этом случае можно введением в него никеля, который способствует термодинамической активности углерода Показано, что при содержании никеля в металле в диапазоне 1,5 1,8 масс % увеличивается количество твердого раствора в структуре, изменяются форма и характер распределения упрочняющих фаз, которые не образуют замкнутого контура вокруг кристаллитов. Устойчивость наплавленного металла в этом случае против образования горячих трещин улучшается, появляется возможность трех- и четы-рехслойной наплавки Для стабилизации твердого раствора и измельчения карбидной эвтектики наплавленный металл рассматриваемого типа модифицировали феррониобием ФН-1 Структура модифицированного наплавленного металла, отличается мелким зерном и раздробленной эвтектикой

Рис 4. Зависимость горячей твердости НВ наплавленного металла 200Х28М7Н2 от времени выдержки при температуре 700 °С (а) и от температуры испытаний (б): 1 -

наплавленный металл, 2 - сталь 30Х2В8ФС, 3 - сталь 40Х2В5ФМ

В результате исследований сварочно-технологических свойств экспериментальных порошковых проволок установлено оптимальное содержание минеральной составляющей в шихте (масс доли %. перовскит 2, флюорит 1,5, кремнефто-ристый натрий 1,5), обеспечивающее стабильный дуговой и электрошлаковый процессы, а также заданный химический состав, бездефектное и высококачественное формирование наплавленного металла

Анализ топологии тепловых полей шлаковой ванны, характерных для ЭШН электродными проволоками, показывает, что посредством введения в состав шихты порошковой проволоки минерального компонента, обладающего повышенной температурой плавления (перовскита), наблюдается эффект снижения температурного градиента в приэлекгродной области шлаковой ванны, что обусловливает стабилизацию электрошлакового процесса

Исследованиями влияния соотношения легирующих элементов в системе N1-Сг-Мо-С на сварочно-технологические свойства наплавленного металла установлено, что стойкость его к образованию горячих трещин даже в случае соотношения молибдена и углерода, близкого к стехиометрическому, недостаточна Одна из причин образования горячих трещин обусловлена большим содержанием выделяющихся по границам зерен эвтектических карбидов МегзС6, Мо2С, а также выделением крупных карбидов Ме7С3 Вторая - сводится к образованию в пригра-

ничных участках зерен легкоплавких силицидов никеля, сернистых эвтектик N1-N1382 и эвтектик никеля с его закисью ЬЬ-ЫЮ

Известно, что на распределение серы и кремния в углеродистом наплавленном металле на основе никеля сильно влияет ниобий Диапазон легирования экспериментальных сплавов в системе ЫьСг-Мо-ЫЬ-С составлял, масс доля % 1,58 2,84 С, 19,6 24,5 Сг, 2,85 9,5 Мо, 0,65 2,86 №>, а содержание других элементов в них находилось в пределах 0,6 0,85 Б1; 3 5 Ие, 0,4 0,6 Мп, 0,012 0,015 8,0,004 0,005 Р

В качестве шихтовых материалов для изготовления экспериментальных порошковых проволок с оболочкой из никелевой ленты использовали металлические порошки никеля, молибдена, хрома, графита и феррониобия ФН-1, содержащего примеси титана, алюминия и тантала, которые являю 1ся активными раскислите-лями и подавляют образование закиси никеля

Выбранный диапазон легирования наплавленного металла обусловлен эксплуатационными и технологическими требованиями к нему Количество упгерода определено, исходя из возможности обеспечения атомного соотношения карбидо-образующих элементов и углерода не менее критического, при котором образуются специальные карбиды МоС и ЫЬС Пределы легирования по хрому установлены из расчета получения максимальной жаростойкости металла Верхние пределы легирования экспериментальных сплавов системы №-Сг-Мо-С обусловлены наличием в металле большого объемного содержания (до 60 %) упрочняющих фаз, что

существенно влияет на его пластичность и стойкость к трещино-образованию при наплавке В случае уменьшения содержания молибдена и ниобия до нижнего предела резко снижается высокотемпературная твердость сплавов

Исследованиями установлено (рис 5), что высокий уровень свойств наплавленного металла достигается при соотношении в нем молибдена и углерода в (ат %) в диапазоне 0,18 0,25 Структура такого сплава характеризуется равномерным распределением в твердом растворе на основе никеля двух видов карбидной эвтектики и карбидов ЫЬС, МоС Показано, что при содержании ниобия 1,8 2,5 масс доли % обеспечиваются хорошая стойкость наплавленного металла к образованию горячих трещин и максимальная высокотемпературная твердость время гомогенизации

Такое влияние ниобия связанное с его сильной ликвацией, вызванной карби-дообразованием (рис 6), приводит к дроблению карбидной эвтектики, измельчению зерен и обусловливает относительно равномерное распределение кремния в

ОД 0,2 0,3 0,4 0,5 Мо, ат %/С, ат %

Рис 5 Влияние соотношения атомного содержания молибдена и углерода на свойства наплавленного металла при содержании в нем (масс доля %) хрома и ниобия 22.. 24 и 1,4 1,8, соответственно / склонность к образованию шрячих трещин, 2 - высокотемпературная твердость, 3 - скорость окисления

[

металле. Молибден в нем также равномерно распределен, что подтверждает его сильную химическую связь с никелем и является одной из причин повышенной жаропрочности никелевых сплавов, содержашил молибден, в сравнении со сплавами, легированными вольфрамом. Превышение стех и о метр и чес ко го соотношения атомов молибдена и углерода свыше 0,25 приводит к образованию в металле карбидов МогС термодинамически менее устойчивых, чем МоС.

Высокотемпературная твердость и жаростойкость наплавленного металла в этом случае уменьшаются, а склонность к образованию горячих трещин растет. Уменьшение жаростойкости можно объяснить образованием на поверхности металла легко воз гоня ем ого оксида молибдена. Трещинообразованне увеличивается по причине роста объемною содержания эвтектических карбидов.

В модельных условиях ЦТСВ испытывали образцы металла, содержащего, масс, доли %: 2,55 С; 4,5 Мо; 22,5 Сг; 2,1 N6. После испытаний заметного изменения структуры и свойств наплавленного металла не обнаружено, лишь незначительно на 50...60 МПа против исходной НУ = 4000...4200 МП а увеличилась твердость в приконтактной зоне за счет распада у-твердого раствора и образования вторичных карбидов. Сравнительные данные по высокотемпературной твердости разработанного наплавочного сплава (рис. 7) косвенно свидетельствуют о его достаточно высоком сопротивлении материала термосиловому воздействию в диапазоне температур до 900 "С.

Повысить энергию акгивации диффузии примесных атомов в жаропрочном наплавленном металле и снизить скорость его разупрочнения можно с помошью предельного легирования никелевой матрицы ограниченно растворимыми в ней элементами: молибденом, вольфрамом, танталом, цирконием, углеродом. Композиционная структура сплавов такого типа, в том числе и обеспечиваемого

Рнс. 6. Микроструктура наплавленною металла (*600) с содержанием ниобии 1,8 масс, доли %.

3000

:ооо

I ООО

800 400 Т,°С

Рис. 7, Влияние iемпературы Г испытаний на твердосм. ИВ наплавленного металла:

1 ~ Хасгеллой-С:

2 - 250Х22П66М4Б2:

3 - 30Х2В8ФС'.

разработанной нами проволокой ПП-Нв-300 (200Х20Н58В4М5В2Ц2ТЮ), состоит из большого количества (до 40 объеме. %) моно- и сложных карбидов, иптерме-таллидов с характерной направленностью кристаллитов и гетерогенным распределением фаз, что обеспечивает им хорошее сопротивление высокотемпературной пластической деформации и достаточную сопротивляемость к разупрочнению в условиях темлературно-силового воздействия. Однако из-за высокой стоимости эти материалы широкого промышленного применения не получили. Более экономичными для наплавки на штампы и металлургический инструмент, испытывающие ЦТСВ при температурах 950... 1100 "С, могут быть жаропрочные литейные сплавы с матрицей на основе алюминида никеля.

Рис, 8. Обший характер микроструктуры наплавлен поп> металла с матрицей на основе

У-ТЧЬА! (х100).

Исследовали структуру и свойства наплавленного металла с матрицей на основе N1 з] на образцах, полученных ЭШН в секционном кристаллизаторе с полым электродом с использованием присадочных стержней, изготовленных из композиционной проволоки диаметром 5 мм. Выявлено, что направленно кристаллизованный в результате электрошлаковой наплавки металл имеет сложное гетерофазное

строение (рис. 8), Его структура состоит преимущественно из относительно крупных (линейный размер 10. ..40 мкм, а объемное содержание 65...70 %) первичных дендритов легированного алюмини-да у^иА!, в которых содержатся: легированный хромом, вольфрамом, молибденом, танталом, титаном и железом у-твердый раствор на основе никеля; дисперсные (0.2,-.0,5 мкм) вторичные у'^-фазы: интерметаллиды СгТ\:]Мо~П7г (к-фаза); тугоплавкие карбиды Та2С, WC, Мо2С и небольшое количество неравновесных включений Р-№А1-фазы, непрореагировавшей в результате перитектической реакции В междендритных

пространствах расположены имеющие неправильную форму алюминиды у'-,л Эвтектического происхождения, в которых есть выделения к-фазы (область 7 па рис. 8). Состоящая из карбидов Сг?С; и Мо7С карбидная эвтектика и у'йт-фаза (область 6 на рисунке 9) равномерно распределены между первичными кристаллитами у'.

эвтектикау'+у, карбиды з ,С, СЛ-<Ьаэа. /..-фаза

пс I! л риг I,

у'я-фаза м карбиды Сг,С„ Мо,С

—-у|-----'

эвтектика

| г; .=.4 5 и. № м .нялюрв а"ю1",ни и х-фаза Рис. 9. Распределение фаз в структуре наплавленного металла (а); схема структуры н места анализа химического состава металла в локальных микрообъема*, обозначенные гонками (б).

Суммарное содержание фаз у'-Ы1,А! различною происхождения в наплавленном металле составляет 85,..90 об. %, Несмотря на дендритное строение, гетерогенный наплавленный металл стоек к образованию трещин термической усталости, что обусловлено равномерным распределением по его объему вязкого у-твердогр раствора алюминия в никеле, в котором происходит релаксация термических напряжений.

Локальным электронным зондированием поверхности сплавов экспериментальных образцов (3 мкм. рис. 8 и 9) участков сечений дендритов показано, чго их состав характеризуется относительно большой химической микронеощ юродро-сть ю, влияющей на соотношение содержания никеля и алюминия, обусловливающее образование алюминида у'.

5 6 № хим анализа

Щат %) / А1(ат %)

Области соотношений, близких к стехиометрическому (I) к-'частичного образования (2)у'-"ЫьА1

4 5 №хим анализа

Эта величина наиболее близка к стехио-метрическому соотношению (рис 10, б) в областях первичных кристаллитов, близко расположенных к пересыщенным никелем осевым объемам, а также в пространствах между ними, где сосредоточены выделения у'ет- фазы Установлено, что особенно активно в сплаве ликвируют никель, хром и углерод. Это свидетельствует о преимущественном выделении прослоек у- твердого раствора в осевых объемах дендритов и о более активном карбидообразовании в удаленных от них областях структуры наплавленного металла Имеющие размер от 4 до 8 мкм, труднорастворимые при высоких температурах ингерметаллические соединения к-фазы, содержание которых в сплаве составляет до 15 18 об %, равномерно и с высокой плотностью (расстояние между частицами 10 15 мкм) распределены как в первичных кристаллитах, так и в у'-фазе эвтектического типа

Очевидно, что обеспечение повышенных высокотемпературных свойств исследованного наплавленного металла может быть объяснено совокупным действием двух типов структурного упрочнения, что обусловливает образование так называемого "естественного композита"

Первый тип упрочнения определяется наличием длительно сохраняемой и стабильной композиционной структуры, состоящей из прочного каркаса у'ет- фазы и карбидной эвтектики в сочетании с пластичной матрицей в виде легированного тугоплавкими элементами дендритообразного твердого раствора, представляющего собой эвтектику на основе у'+у Второй - характеризуется наличием в сплаве достаточно большой объемной доли термодинамически устойчивых микрочастиц к-фазы, имеющих стабильный размер, морфологию и распределение

Оценка высокотемпературной твердости наплавленного металла различных структурных классов (рис 11) показала, что полученный ЭШН сплав на основе у'-№3А1 обладает повышенным сопротивлением пластической деформации в диапазоне температур 950 1100 °С

Склерометрическими испытаниями наплавленного металла установлено, что с ростом температуры испытаний показатель износостойкости уменьшается, причем для исследованных сплавов интенсивность его снижения разная, что обусловлено особенностями структуры и свойств, влияющими на способность металла сопротивляться высокотемпературной деформации (рис 12)

Рис. 10. Изменение содержания элементов (а) и изменение соотношения содержаний (ат.%) никеля и алюминий по сечению дендрита у'-Р^А! (б)

НВ МПа

3000

1

20001

1000 4

850 900

950 1000 1050 1,°С

Т,°С

Рис 11. Изменение твердости НВ наплав ленного металла при высоких температурах

Т "С 1 - Стеллит 160Х28К60В8Н, 2 - Хастел-лой-С, 3 - 250Х22Н66М4Б2, 4 - наплавленный металл с матрицей на основе у'-№зА1

Рис. 12 Зависимость показателя износостойкости / при склерометрических иены 1аииих металла от температуры Т испытаний 1 - ЗОХЗВ9СФ, 2 -260Х28М6Н2Ь, 3 - 240Х251165М4Б2, 4 -наплавленный металл с матрицей на основе у'-Ьл3А1

Выявленные на основе комплексных экспериментальных исследований наплавочных материалов научные и практические результаты послужили базой для создания серии порошковых и композиционных проволок (табл 1)

Таблица

Свойства металла, наплавленного разработанными материалами

№п п Условное обозначение, номер патента или А С тип наплавленного металла а„ а,, МПа Ь,% ИВ, МПа Твердость (НВ) при температуре, "С

г/Ач при 25 °С 600 700 800 900 1000 1100

1 ПП-НВ-360, А С № 1120580, 280Х25М7Н2Ф 13 600 1,5 3700 2800 2400 1400 800 - -

2 ПП-НВ-700 АС № 1123217, 250Х22Н66М4Б2 14,5 800 2,3 3800 3400 3200 2300 1700 - -

3 ПП-НВ-300, АС № 1389147, 200Х20Н58В4М5В2Ц2ТЮ 15,7 930 1 8 3500 - 3300 2500 2000 1500 1300

4 ПП-НВ-400, Патенты № 2254219, 2274536, 50Х20Н65ВЗМЗЮ6Ц 155 870 8,5 3200 - 2800 2300 1800 1400 1200

5 Композиционный электрод КЭ-С, Патент № 2152860, 08ГС 20 475 12 2600 - - - - - -

В четвертой главе представлен комплекс исследований процесса ЭШН в секционном кристаллизаторе с использованием двухконтурной схемы питания шлаковой ванны током

Опытные наплавки в секционном кристаллизаторе с использованием различных схем подвода тока к шлаку и с включением присадочного материала в сварочную цепь показали, что совместить в рамках какой-либо из традиционных схем ЭШН требования, предъявляемые к процессу расплавления в шлаке проволоки с наполнителем из разнородных по температуре плавления и свойствам материалов невозможно, так как скорость плавления проволочных компонентов из тугоплав-

них металлов, в этих случаях значительно отстает от скорости расплавления легкоплавких составляющих наполнителя.

Для качественного расплав-

I Г. '1 >Ч - ^

ления электронеитральной композиционной проволоки, содержащей большое количество тугоплавких компонентов, необходимо сосредоточить в области погружения присадочного материала в шлаф-'мощный тепловой источник в вице дополнительного неплавя-щегося электрода. Новая- схема ЭШН (рис, 13) с подобным эффектом реализуется при подключении секционного тока сю вводящего кристаллизатора и полого иепла-вящегося электрода по двух контурной схеме питания шлаковой ванны постоянным током.

С применением рассматриваемой схемы ЭШН высокотемпературная (выше 3000 *С) область может быть получена, если уменьшить площадь контакта полого неплавжцегося электрода со шлаком. Это достигается за счет образования на торце электрода сферической полости, на глубину которой и следует погружать электрод в шлак. При такой форме торца электрода уменьшается площадь его активной поверхности, что позволяет получить повышенную плотность тока.

Моделированием полей тока и напряжения в шлаковой ванне и экспериментальными исследованиями реального процесса установлено; что использование при ЭШН полого пепла вящего с я электрода совместно с токоведущей секцией кристаллизатора существенно изменяет энергетическую обстановку в шлаковой ванне. Области в шлаковой ванне с наибольшими потенциалами расположёны вблизи полого электрода и в нижней части токоведущей секции (рис. 14, а). Электрическое поле токо подводя щей секции кристаллизатора вытесняет линии тока с пе плавящего с я электрода в приэлектродную область, что приводит к высокой концентрации линий тока в пей и обуславливает здейь наибольшую температуру шлака.

Большая плотность линий тока в средней части стенки токоведущей секции и у поверхности электрода позволяет также достичь максимального значения объемной электромагнитной силы, которая (рис. 14, б), вызывая движение электролита к сварочной ванне, должна бы обусловливать формирование характерного кратера в центре ее поверхности. Но в данном случае он не образуется.

1'нс. 13. Схема эксперимента но нее. пиона ниш гермичеекях условий МИН в СК: / - полый графитовый электрод; 2 - токоведущая секция: 3 -изолятор в технологическом разъеме; 4 - шлаковая панна: 3 - изолятор; 6 - формирующая секция; 7 -металлическая ванна; 8 - изделие. 9. 12 - термопары; 10 ~ графитовая вставка; 11 - защитный керамически]! колпачок.

Рис. 14. Расоределе-шк колей потенциала (а) и тока (6) при двух контурной схеме питании шликовой ванны постоянным т оком: 1 - полый электрод; 2 - токоведушдя секция; 3 изолятор; 4 — формирующая секция; 5 - изделие; ---э кви нот« н шальные линии напряжения: ---линии тока.

Объяснить подобный эффект можно на основе математической модели процесса ЭШН, в которой рассматривается гравитационное течение шлака, вызванное большим (до 1500 °С) перепадом температур между при электродной перегретой областью шлаковой ванны и объемом ишака, прилегающим к межфазной границе шлак-металл. Влиянием тепловой конвекции, возникающей от перепада температур на гидродинамические процессы н шлаковой ванне, ранее пренебрегали, но-скольку он при обычных процессах ЭШН не превышает 300.. .400 °С.

Для определения скорости вызванного тепловой конвекцией циркуляционного течения эмульсии, дисперсионной фазой которой является шлак, а дисперсной фазой - капли расплавленного металла, рассмотрим следующую задачу. Пусть по оси цилиндрического сосуда диаметром D. заполненного эмульсией, расположен цилиндрический стержень диаметром d, причем d намного меньше D, а температура поверхности стержня (,.„ = const больше температуры стенки цилиндра (рис. 15), 11 ¡лак вдали от цилиндрического стержня неподвижен (гравитационное течение отсутствует), температура шлака вдали от цилиндрического стержня постоянна и равна to. По условию задачи tcm больше 10. Объем жидкого шлака настолько велик, что свободное гравитационное течение, возникающее у других тел, расположенных в этом объеме, не сказывается на течении вблизи цилиндрического стержня. Шлак под действием электромагнитных сил вращается с угловой скоростью оз.

Для упрощения решения задачи примем следующие допущения:

силы инерции пренебрежимо малы по сравнению с силой тяжести и силой вязкостного трения;

- градиент давления равен нулю;

- теплофизические параметры жидкости (за исключением плотности) постоянны, плотность является линейной функцией температуры.

Физическую сущность наиболее интенсивного грави таи ионного течения

d

контур гравитационного течения

PhCj 15, Гхема к определению скорости »ечеиии эмульсин е цилиндрической системе координат (обозначения в тексте).

шлака вблизи цилиндрического стержня будем рассматривать в цилиндрической системе координат с учетом эффекта "разжижения" шлака, реологическое состояние которого описывается "степенным" законом Оствальда-де Виля

С учетом принятых допущений уравнение гравитационного течения в проекции на ось 2 принимает вид

д

дК

дг

дУЛ2

дг )

+

дЛ

дг

= -г{Ро~р)у

(3)

где g- ускорение силы тяжести, м/с , р0 - плотность шлака вдали от цилиндрического сгержня, кг/м3, р - переменная плотность шлака в области гравитационного течения, кг/м\ У2, - вертикальная и тангенциальная компонента скорости соответственно, м/с

С учетом изменения температуры в движущемся слое эмульсии и линейной зависимости ее плотности от температуры получим уравнение гравитационного течения в виде

дг

дУЛ'

дг)

1 +

дг

К)

дг)

^-РъШРкЛ 1

(4)

Решение этого уравнения при граничных условиях

а V -П Я П

г ~ —, У, = 0, г- 5, —- = 0 2 дг

(5)

позволяет получить уравнение скорости гравитационного течения в виде

1

2к + 3

3 к'

\ Z пН б~" ,

(6)

где к - приведенная характеристика консистенции

В зависимости (6) остается неизвестной величина 5 - толщина потока эмульсии Ее можно определить из решения уравнений неразрывности потока и теплового баланса

сЮ=с1{Р(у/), (7)

шое сечение 5х 1

(8)

где <Ю - элементарный расход жидкости через поперечное сечение 5х 1

Л?=—А 8с „

Из уравнений (7) и (8) следует

2и + 1 2?? + 3

РоКёС)" 3 к'

- 6Я

8 " ¿¿8 = —<1г

(9)

Интегрируя выражение (20) с граничными условиями при г = 0,6 = 0, найдем

П

д =

(2я + 3)(Зп + 1) в 3: п{2п + \)

срР "

(10)

С использованием полученных зависимостей выполнен расчет скорости циркуляционного течения эмульсии шлака и капель металла, вызванного тепловой конвекцией Исходными данными для расчета служили теплофизические константы и показатели для шлака АНФ-6 и металлического расплава алюминида никеля №зА1 при температурах, характерных для рассматриваемого процесса ЭШН

Расчетное значение скорости составляет 0,042 м/с, а в нашем случае скорость циркуляции шлака под действием электромагнитных сил составляет в среднем 0,046 м/с Поскольку эти потоки направлены встречно, то результирующая скорость на порядок меньше

Таким образом, во вращающихся вокруг оси электрода двух торообразных потоках шлака формируется небольшая по величине результирующая сила, которая, влияя на движение эмульсии, позволяет увеличить время существования металлических капель, что повышает эффективность их металлургической обработки С учетом квадратичной зависимости от скорости течения жидкости давление, оказываемое потоком эмульсии на поверхность сварочной ванны, становится почти на два порядка меньше, что приводит к формированию плоской межфазной поверхности на границе шлак-металл без образования на ней характерного для традиционных процессов ЭШС и ЭШН кратера, обусловливающего ухудшение свойств наплавленного металла

Подводя итог выполненным с помощью математического моделирования исследованиям, можно констатировать, что на основе полученных результатов выявлен механизм и оценен эффект от суммарного воздействия естественной циркуляции, вызванной перепадом температур и принудительной — возникающей под действием электромагнитного поля, заключающийся в создании «гидравлического подпора», который, замедляя содержащий металлические капли поток шлака, способствует улучшению металлургической обработки расплава, а также за счет формирования плоской межфазной границы шлак-металл создает условия для построения направленно кристаллизованной композиционной структуры наплавленного металла

Анализ рассчитанного теплового баланса показывает, что при новой схеме ЭШН расход тепла на нагрев и плавление основного металла почти такой же, как и при традиционной схеме процесса, но практически в 2 раза больше тепловой мощности шлаковой ванны генерируется и используется для расплавления присадочного материала Это связано с высоким температурным градиентом в шлаке в зоне погружения электрода, что усиливает приход тепла в наплавочный материал и позволяет более эффективно расходовать теплоту шлаковой ванны

Экспериментально установлено, что тепловую ситуацию в шлаковой ванне определяет величина соотношения к = 4Д, обусловливающая изменение температуры в ее объеме от действия двух источников теплоты, один из которых шлак в полусферической полости рабочего торца электрода, а другой - шлак, прилегающий к стенке токоведущей секции

Результаты исследований влияния соотношения токов на тепловое поле в шлаковой ванне показывают, чго при ¿равном 1,0 тепловой режим работы кристаллизатора позволяет увеличить перепад температур в подздектродной области (рис, 16). Такое распределение температуры способствует увеличению времени взаимодействия плавящейся композиционной проволоки с перегретым шлаком.

Для качественного протекания процесса электрошлаковой наплавки требуется равенство (с учетом потерь) тепловых мощностей: передаваемой шлаковой ванной элементарному обьему плавящейся композиционной проволоки - <2„. которая рассчитывается исходя из известных температуры шлака и электрического режима наплавки, и необходимой для расплавления этого объема проволоки £>„, При использовании ком-нози:шоиного наплавочного материала, содержащего различные металлические компоненты (проволоки, порошки. слои оболочки), тепловоспринимающая способность контактирующей со шлаком плавящейся композиционной проволоки определяется совокупностью их теплофизических свойств. Это усложняет расчет О». Если имеющую гетерогенный состав проволоку, с учетом ее известного термического сопротивления, рассматривать как монолитный материал, процесс нафева которого описывается уравнениями для однофазной среды, то условные показатели теплофизических свойств композиционной проволоки можно найти из выражения:

= /юо (11)

где у, - условные показатели: Т„, - температура плавления композиционной проволоки, °С; - скрытая теплота плавления, Дж/кг; сср удельная теплоемкость, Дж/кг-°С: г, численные значения условных показателей для каждого компонента композиционной проволоки; Л/). п - содержание компонента (масс, доля) и их количество в проволоке, соответственно.

)]ри решении задачи теплопроводности полагая, что прогрев композиционной проволоки в шлаке по ее радиусу равномерен, градиент температур задавали в виде соотношения разностей температур шлака и проволоки в высокотемпературной области шлаковой ванны к диаметру проволоки. Таким образом, необходимую для расплавления композиционной проволоки тепловую мощность (с учетом потерь тепла), можно рассчитать по формулам

- (12)

с3)

а распределение температуры по длине, находящегося в шлаке торца проволоки, -по формуле:

Рис. 16. Топология теплового поли в шлаковой ваиие при (&"„ - 2(( И. ft*® 150 A) U„ UCK. Д, !ск - напряжения на шлаке, токи с полого электрода и с кристаллизатора. соответственно.

Ä)' <14> В ф. 12,13 и 14 ctcp - усредненный коэффициент теплопередачи, Вт/м2 °С, F -"мгновенная" площадь погруженной в шлак поверхности композиционной проволоки, м2, Fs - суммарная поверхность шлаковой ванны, по которой тепло передается теплопроводностью, м2, V„- скорость погружения проволоки в шлак, м/с, Т„, Тп,„ Ти, - температуры, °С - начальная, плавления композиционной проволоки и шлака в высокотемпературной области, соответственно, hc - глубина погружения проволоки в шлак, м, D - диаметр проволоки, м, 1ср - усредненная теплопроводность проволоки, Вт/м °С, р - плотность элементарного объема композиционной проволоки, кг/м3.

Считали, что формирование высокотемпературной области в шлаковой ванне, в которой шлак нагрет свыше 3000 °С, зависит от объемной плотности тока в шлаке (/«,) [А/см3], являющейся отношением величины тока с электрода к объему шлака, находящемуся в полости рабочей части электрода, образованной полусферой

Установлено, что при достижении к = 1,0 и j„, = 550 650 А/см3 (для рассмотренных габаритов полого электрода) наблюдается относительно равномерное расплавление проволочных компонентов, при этом небольшая разница в скоростях их расплавления и плавления композиционной проволоки, отражает процесс уменьшения ее тепловоспринимающей способности при повышении удельной плотности тока в шлаке за счет аккумуляции тепла наполнителем (рисунок 17, а) Равные скорости расплавления композиционной проволоки и ее тугоплавких проволочных компонентов возможны только при повышенной (более 750 А/см3) величине jm при которой процесс ЭШН неустойчив Из анализа теплового баланса на границе шлака и композиционной проволоки рассчитанного по (ф 13, 14), следует, что на расплавление проволоки оказывают влияние как скорость ее погружения

Рис. 17. Влияние объемной плотности тока в шлаке }ш, на скорость расплавления У„ проволочных компонентов наполнителя и композиционной проволоки (а) и тепловой баланс процесса расплавления композиционной проволоки (б).

Показано (рис 17, б), что при скорости погружения композиционной проволоки в шлак 0,4 см/с, величина <2„ становится равной мощности, передаваемой

проволоке перегретым шлаком (Q,J Таким обратом, условие равенства скоростей погружения и плавления композиционной проволоки в шлаке выполняется, что хорошо согласуется с экспериментальными данными (рис. 17. а). При этом экспериментальная проверку функциональной взаимосвязи тепловой мощности передаваемой проволоке диаметром 3 и 5 мм и скорости ее погружения в перегретый шлак но к aia.ua. что качественное расплавление проволоки наблюдается при нахождении соотношения QJV„ в пределах 5.3.. .8,0 кВт-с/см.

Экспериментально установлено, что при небольших скоростях подачи композиционной проволоки (до 0,5 см/с) шлак под действием капиллярного эффекта поднимается в зазор между электродом и проволокой и, перегреваясь проходящим током до температуры кипения 3500 °С, обеспечивает плавление никеля и алюминия оболочки (рис. 18). Высокая активность никеля в многокомпонентной системе позволяет ему более энергично взаимодействовать с алюминием, чем с другими элементами. Движущая сила этого взаимодействия обеспечивается разносп>ю химических потенциалов компонентов в термодинамически неравновесных системах NijAI-AI, NiAl-Al при 1400...1600 =С. Следует полагать, что при 3200...3500 °С скорость химического взаимодействия элементов в указанных системах будет в несколько раз выше. 1 [о с учетом стехиометрического соотношения между содержаниями никеля и алюминия образование алюминида никеля V-NijA! в рассматриваемых условиях ЭШН термодинамически более вероятно. in ИМ" Нн-уото Процесс взаимодействия между никелем и

ал ю мин ней в перегретом шлаке может проходить в четыре этапа: формирование контакта, адсорбция никеля в жидкий алюминий, инициирование реакции образования интерметаллического соединения Ni,AI и образование расплава y'-NiiAI. При нагреве композиционной проволоки алюминиевый ее слой плавится быстрее, что приводит к развитию процессов адсорбции никеля в жидкий алюминий, обусловленных меньшей величиной энерг ии активации диффузии атомов твердого металла в жидкий, чем жидкого в твердый. Кратковременность этого процесса и ограниченная концентрация жидкого алюминия лимитируют процессы взаимодиффузии в системе Ni-AI.

Кинетика дальнейшего взаимодействия никеля и алюминия зависит от соотношения энергий активации химической реакции образования NhAI И - хемосорбции, которое определяет способ формирования расплава алюминида: диффузионный - или химический. Вместе с тем в высокотемпературной области шлаковой ванны при малом (до 0,1 с) времени нахождения в ней контактирующих фаз маловероятен диффузионный характер образования интерметаллического соединения y'-NijAl.

Расчеты показывают, что с повышением температуры поверхностное натяжение в системе Ni-Al уменьшается и при содержании алюминия в ней, характерном

1*ис. 18. Модель расплавления ТОриЛ КОМПОЗИЦИОННОЙ 1фпвп-локн: I - Kan;iH расплава наполнителя Проволоки, ¡покрытая алюмннкдом никеля; 2 - расплав Y'-N'i;AI; i - полый электрод.

для фазы №зА1, интенсивность этого снижения в диапазоне 750. ..2400 °С составляет около 36 мН/м на каждые 100 °С. Откуда следует, что в высокотемпературной области шлаковой ванны сгу составит примерно 1200 мН/м, а значение ^-существенно выше по причине развития процессов адсорбции на границах раздела размещенных в расплаве наполнителя тугоплавких компонентов. При этом поверхностное натяжение шлака (аш) АНФ-6 в диапазоне 3000,. .3200 "С составляет не более 200 мН/м, а межфазное натяжение аш.у вследствие склонности алюминия образовывать с кислородом сложные комплексы алюминиевых ионов (типа А ЮР, АЮ^г2'), не превышает су. В этих условиях расплавленный алюминия никеля в виде непрерывного тонкого слоя обволакивает и хорошо смачивает расплав наполнителя композиционной проволоки (рис. 18 и 19, а).

Рне. 19. Вил оплявлевного горца хонпознцнонной проволока - (я) и структур* (*109) его сечений на различных стадия* плавлении проволоки: б - образование контакта проволоки Х201180 с расплавом наполнителя содержащим у'-Х^Л! (</); в - взаимодействие проволоки (3) с расплавом (О с образованием тиффузноиион юны (2); г — растворение проволоки (.?) в расплаве {/); д - дифракпограмма металла капли, образовавшейся на торне проволоки.

После создания между этими расплавами физического контакта их совместное движение относительно друг друга продолжается до момента расплавлений наиболее тугоплавкого проволочного компонента в расплаве наполнителя, (рис. 6) после чего более "тяжелый" расплав наполнителя 1, покрытый слоем алюмннида 2, образует каплю и отделяется от торца проволоки.

Исследованиями сечений оплавленных торцов ком позиционной проволоки (рис. 19 - б, в, г) установлено, что на стадии ее расплавления идет взаимодействие между проволочными компонентами наполнителя (в данном случае проволокой Х20Н801 и содержащим у'-№3А1 расплавом его порошковой шихты. Причем, рядом с межфазной границей образуется и растет диффузионная зона, в которой изменяется химический состав и микротвердость металла, а затем проволочный компонент растворяется в расплаве наполнителя. Как следует из результатов эксперимента. уже на стадии расплавления композиционной проволоки металл со-

держит матричную фазу у'-№3А1 интерметаллиды Сг№Мо2г - к-фазу и карбиды Мо2С, Та2С, Сг23С6 (рис 19, д) Образование фаз, фиксирующихся в твердом растворе у'-№А13, обусловлено высокой скоростью охлаждения и кристаллизации металла капли при изъятии проволоки из шлака Усреднение химического состава капель легированного алюминида никеля завершается в сварочной ванне, в результате перемешивания которой выравнивается температура в различных ее зонах и предотвращается избирательная кристаллизация металла

В пятой главе представлены новые технические решения в области дуговой и электрошлаковой наплавки штампов, ножей для резки горячего металла, а также различного трубопрокатного инструмента Изложены вопросы разработки приоритетных способов наплавки с установлением функциональной взаимосвязи между электрическими и технологическими составляющими режима наплавки, позволяющей в широком диапазоне изменения исходных параметров процесса управлять качеством наплавленного металла Приведены данные натурных испытаний и показан объем внедрения результатов диссертационной работы в промышленность Наиболее сложной с точки зрения практической реализации представляется технология наплавки длинных (500 1000 мм) участков направляющих, формирующих или режущих кромок штампов и ножей для резки горячего металла Это объясняется высоким уровнем растягивающих напряжений в наплавленном металле тонкой кромки, что обуславливает его повышенную склонность к зарождению и раскрытию трещин как в процессе наплавки, так и при эксплуатации изделия в условиях ЦТСВ С учетом экспериментально выявленного характера распределения температуры по сечению режущей кромки ножа разработана технология наплавки, предусматривающая формирование композиционной структуры наплавленного металла

При использовании в качестве поверхностною слоя сплава 250Х22Н66М4Б2, наплавленного порошковой проволокой под флюсом на предварительно нанесенный также с использованием порошковой проволоки металл типа 30Х4В2М2ФС, в формируемой композиционной структуре получены лучшие показатели по термической выносливости и высокотемпературной твердости - 1500 МПа при 900 °С Испытания наплавленных ножей показали, что композитная структура наплавленного металла на участках металлургического инструмента, в которых имеется существенный перепад рабочих температур, позволяет в 1,4 1,6 раза увеличить его износостойкость по сравнению с наплавкой хром-вольфрам-молибденовыми теплостойкими сплавами, а также дает возможность уменьшить себестоимость и повысить качество продукции

Для наплавки малогабаритных матриц, пуансонов, выталкивателей и других цилиндрических деталей штампов разработана технология дуговой наплавки колеблющимся электродом, позволяющая получить качественный наплавленный металл по периметру изделия

Параметры наплавки можно определить исходя из полученных экспериментальных функциональных зависимостей, а также на основе разработанной критериальной оценки процессов наплавки по формуле

к' ВТ { К' ' (26)

с у

где Кг - безразмерный критерий технологического подобия процессов дуговой наплавки колеблющимся электродом, Тт - температура плавления основного металла, °С, В - ширина слоя наплавленного металла, мм, К - радиус изделия, мм, п - количество оборотов цилиндра, 1/с, У„„ - скорость поперечного перемещения электрода, мм/с, К„ - скорость наплавки, мм/с, су - объемная теплоемкость металла изделия, Дж/мм3 °С, д - эффективная тепловая мощность дуги, Дж/с

Критерий технологического подобия КТ связывает теплофизические и технологические параметры режима наплавки колеблющимся электродом и по физическому смыслу представляет величину, пропорциональную отношению введенной в цилиндрическое изделие теплоты за время наплавки к теплосодержанию при температуре плавления металлического цилиндра высотой, равной размаху колебаний электрода, и соотношению скорости поперечных перемещений электрода и скорости наплавки Условием теплового подобия процессов наплавки, выполненных на различных режимах, служит постоянство значения критерия Кт

Цикл новых технических решений в области ЭШН заключается в создании ряда технологических процессов, с помощью которых осуществлена качественная наплавка торцевых поверхностей цилиндрических деталей штампов и металлургического инструмента Это способы формирования композиционного наплавленного металла, содержащего тугоплавкие высокопрочные волокна, ЭШН двумя электродными проволоками, ЭШН в секционном токоподводящем кристаллизаторе с полым электродом Исследованиями последнего, наиболее эффективного способа, показано, что для качественного формирования наплавленного металла параметры ЭШН должны соответствовать соотношению

(15)

где Ц„, ¿4 - средний диаметр шлаковой ванны и диаметр полого электрода, соответственно, мм; Ада - глубина погружения в шлак полого электрода, мм, Н~ номинальное значение уровня шлаковой ванны, мм

Величину Я можно также рассчитать по формуле Н = ЪВ,,1- И где Ц, - диаметр изделия, мм, Ь - коэффициент пропорциональности, равный 0,17, А - необходимая высота шлаковой ванны для минимального диаметра изделия, равная 25 мм

Так как вся подводимая через токоведущую секцию и полый электрод мощность выделяется в шлаковой ванне в виде тепла, то очевидно, что соотношение затрачиваемой на процесс мощности к объему шлака - д3 можно рассматривать как удельную характеристику элекгрошлакового процесса, физический смысл которой заключается в степени эффективности использования реализуемой тепловой мощности в единице объема шлака Экспериментально установлено, что при увеличении диаметра изделия в 3 раза удельной мощности шлаковой ванны требуется в 5 раз меньше Такой эффект позволяет снизить удельные энергозатраты при наплавке за счет уменьшения подводимой на шлаковую ванну мощности через сварочный контур "токоподводящая секция - изделие"

Изучены особенности формирования структурной и химической микронеоднородности в переходных зонах наплавленных объектов в процессе упрочнения их новыми термически стойкими инструментальными сплавами на основе железа, никеля и алюминида никеля Ы)3А1

Металлографическим и исследованиями экспериментальных образцов показано, что в процессе дуговой и электрошлаковой наплавки е использованием разработанных технологических процессов обеспечиваются теплофизические условия для формирования качественной и не широкой (40...80 мкм) переходной зоны между основным и наплавленным металлом. В результате лабораторных испытаний на стандартных образцах, а также и натурными испытаниями наплавленных штампов выявлено, что разрушений металла но переходной зоне не происходит.

Разработанные на основе научных и технических результатов диссертационной работы технологические процессы наплавки и материалы внедрены на ряде промышленных предприятий. Для ОАО "Волжский подшипниковый завод" создан наплавочный технологический комплекс по восстановлению изношенного и изготовлению новою штампового инструмента. В нем задействованы разработанные устройства для ЭШН и дуговой наплавки колеблющимся электродом, а также другое вспомогательное оборудование для механической, термической обработки и контроля г отовой продукции, что позволило осуществить полный цикл реновации инструмента.

биметаллические пуансоны и выталкиватели для промышленных испытаний изготавливали путем наплавки износостойких сплавов на заготовки, изготовленные из стали 40Х взамен инструментальной стали (40Х2В5ФМ). Электрошлаковую наплавку (рис. 20) производили проволокой ПП-Нв-360 с флюсом АНФ-6, а затем, после термической обработки, на поверхность полученного ЭШН рабочею участка пуансона колеблющимся электродом проволокой ПП-Пв-700 в аргоне наплавляли слой жаропрочного металла. Матрицы наплавляли проволокой ПП-Нв-360 поз флюсом АН-20СМ. Для получения сравнительных данных также испытывали инструмент, наплавленный стандартными материалами П1 [-3ÎX.3В9ФС и ПП-АП132. В результате испытаний, выполненных в потоке автоматических линий на кривошипных прессах, установлено, что износостойкость штампового инструмента, наплавленного разработанными материалами, в t,S...2 раза превышает стойкость объектов, наплавленных промышленной проволокой Ш 1-Нп-35ХЗИ9ФС (рис. 21).

пуансоны

ГШ - стойкость штампов hî етани 40Х2В5ФМ КЗ - стойкечть наплавленных штампов

Pue. 20. Наплавленные и шли- Рис. 21. Диаграмма стойкости штатных и наплав-фо в энный пуансоны. ленных деталей штампов.

Промышленное внедрение разработанных материалов и технологических процессов наплавки производили и на базе трубопрокатного производства ОАО "Волжский трубный завод" (ВТЗ), прессовый и металлургический инструмент которого работает в сложных условиях ЦТСВ.

Как известно, износостойкость штампов для горячего прессования поковок колец подшипников зависит от качества внутренней поверхности горячекатаных стальных труб, из которых изготавливают заготовки. Качество труб в свою очередь в значительной мере определяется стойкостью носка прошивных оправок, формирующих полость в трубной заготовке. Очевидная взаимосвязь этих двух производств определила актуальность создания технологического наплавочного комплекса, включающего процессы дуговой наплавки трубопрокатных валков различного типа, а также ЭШН, обеспечивающую упрочнение рабочих торцов прошивного инструмента для ОАО "ВТЗ". С применением разработанных устройств, кристаллизаторов, а также порошковых и композиционных проволок новых составов, выполнена наплавка промышленных партий оправок различного диаметра, прошизных, раскатных и профильных валков непрерывного трубопрокатного стана. Наплавку производили с формированием в наиболее нагруженных рабочих поверхностях инструмента наплавленного металла с композиционной структурой.

В процессе натурных испытаний наплавленных по разработанной технологии порошковыми проволоками ПП-Нв-360 и ПП-Нв-700 оправок (рис. 22) показано соответственно 3...4 и 4...5-кратное увеличение их ресурса, в сравнении со штатным инструментом. Оправки, носок которых наплавляли сплавом на основе адю-минида никеля 1ПП-Нв-400), показали стойкость в 1,3... 1.5 раза выше, чем оправки, наплавленные жаропрочным сплавом «Хастеллой-С».

Поверхностный слой металла на пояс "пережима" раскатных валков, в пределах которого действуют максимальные температуры и импульсная нагрузка, наплавляли аргоноду-говым способом порошковой проволокой ПП-Нв-700, что обеспечивало формирование на этом участке металла с композиционной структурой.

Стойкость валков в этом случае увеличилась в 1,5...1,8 раза в сравнении со стойкостью валков, наплавленных по штатной технологии проволокой ПП-Нп-35ХЗВ9ФС.

Использование в производстве ОАО "ВТЗ" в период с 1981 по 2007 годы созданных технологических решений позволило сократить затраты на изготовление, реновацию прошивного инструмента, повысить ритмичность работы трубопрокатного и друг ого оборудования, улучшить качество изготавливаемых труб различного назначения.

Результаты диссертационной работы в качестве новых технологических процессов и материалов для наплавки специального инструмента глубокой вытяжки, прошивных опразок, ножей, направляющих роликов и других изделий были также реализованы в прессовом и прокатном производствах металлургического завода

1'ис. 22. Вид оправок до к нсп ы ганнй.

"Красный Октябрь» Перечисленные объекты, в рабочих объемах которых формировали композиционный наплавленный металл, имели при промышленных испытаниях ресурс в 1,5 2,5 раза выше, чем аналогичный инструмент, наплавленный проволокой ПП-Нп 35ХЗВ9СФ

Разработаны технические условия на производство новых наплавочных порошковых и композиционных проволок (ТУ ВолгГТУ № 177 - 06, 178 - 06, 179 -06, 180-06)

Суммарный экономический эффект от внедрения выполненных научно-технических и технологических разработок составил более 11 млн руб в ценах 2006 г

Общие выводы

1 Сформулированы научно обоснованные подходы к формированию композиционной структуры наплавленного металла для работы в условиях ЦТСВ, заключающиеся в установлении совокупного влияния на сварочно-технологические свойства наплавленного металла структурного, диффузионного и технологического факторов Разработанный принцип формирования двухслойного композиционного наплавленного металла заключается в том, что первый слой металла в композите, нагревающийся не выше 700 °С, предпочтительно выполнять из сплава на основе железа, соотношение и распределение в котором как пограничных выделений эвтектических карбидов, создающих прочный каркас сплава, так и вторичных дисперсных фаз, упрочняющих твердый раствор, должно создавать определенную степень гетерогенности структуры Металл поверхностного слоя, нагревающегося выше 750 800 °С, необходимо выполнять из сплава, диффузионный массообмен в котором замедлен

2 Выявлено, что в результате ЦТСВ в приконтактном слое наплавленного на штамповый инструмент металла образуется диффузионная зона, в которой аномально (на несколько порядков в сравнении с обычными условиями высокотемпературного нагрева) увеличивается скорость диффузии атомов легирующих элементов Такое ускорение массообмена обусловливает перераспределение легирующих элементов в металле между твердым раствором и упрочняющими фазами, что приводит к гомогенизации и снижению износостойкости наплавленного металла Предложено время гомогенизации оценивать в зависимости от структурного и диффузионного факторов

3 Установлено, что в наплавленном металле системы Fe-Cr-Mo-C при соотношениях атомных содержаний Мо/С и Сг/С в диапазонах соответственно 0,3 0,5 и 2,5 3,0 , а также предельном (масс %) содержании углерода до 2,8, хрома до 30, молибдена до 7 и никеля до 2 реализуются повышенные, в сравнении с промышленными инструментальными материалами, сопротивление пластической деформации и износостойкость при температурах до 700 °'С за счет формирования композиционной структуры, характеризующейся равномерным распределением карбидной эвтектики [Т^МогС +(Mo,Cr,Fe)23 С,б] в матрице на основе a-fe, упрочненной интерметаллической х-фазой, имеющей состав Fei2Cr36Moia

4 Выявлено, что в системе Ni-Cr-Mo-C-Nb, характеризующаяся гетерогенным распределением фаз композиционная структура формируется при соотношениях атомных содержаний Мо/С и Nb/C в диапазонах соответственно 0,18 0,25 и

0,08 .0,09, а также предельном (масс. %) содержании углерода до 2,5, хрома до 25, молибдена до 4,5 и ниобия до 2, что обеспечивает высокое объемное наполнение диффузионно-стабильной хромоникелевой матрицы моно- и сложными карбидами ниобия и молибдена и обусловливает повышенные сварочно-технологические и эксплуатационные свойства наплавленного металла в условиях ЦТСВ с максимальными рабочими температурами до 900 °С

5 Выявлено, что высокая стабильность композиционной структуры и свойств наплавленного ЭШН металла с матрицей на основе y'-Ni3Al в условиях термосилового воздействия при максимальных температурах до 1100 °С обеспечивается за счет образования в нем устойчивых к растворению при высоких температурах ин-терметаллидов у' различного происхождения, а также построения гетерофазной структуры, обусловленной перераспределением легирующих элементов в объемах дендритов алюминида никеля с формированием в них областей концентрационной микронеоднородности при выделении интерметаллидов к-фаз и монокарбидов тугоплавких металлов, имеющих стабильный размер, морфологию и распределение

6. Установлено, что в процессе ЭШН в секционном токоподводящем кристаллизаторе с использованием двухконтурной схемы питания шлаковой ванны постоянным током введение в нее полого неплавящегося электрода со сферической полостью на торце создает в объеме шлака две эквипотенциальные высокотемпературные области, взаимодействие электромагнитных полей в которых обеспечивает повышенное, в сравнении с известными процессами ЭШН и ЭШС энергетическое состояние шлаковой ванны

7 На основе результатов математического моделирования процесса ЭШН выявлен механизм и оценен эффект от суммарного воздействия естественной циркуляции, вызванной перепадом температур и принудительной - возникающей под действием электромагнитного поля, заключающийся в создании гидравлического подпора, который замедляя содержащий металлические капли потока шлака, способствует улучшению металлургической обработки расплава, а также за счет формирования плоской поверхности межфазной границы шлак-металл создает условия для построения направленно кристаллизованной композиционной структуры наплавленного металла

8 При электрошлаковой наплавке совокупность величин соотношения токов с секции кристаллизатора и с полого электрода в пределах 0,8-1,2, а также объемной плотности тока (до 500-550 А/мм3) в шлаке, находящимся в сферической полости электрода, обусловливает качественно новый способ получения перегретой области в шлаковой ванне с температурой свыше 3000 °С, что создает в ней термические условия для образования однородных по химическому составу металлических капель при расплавлении композиционной проволоки, содержащей туго- и легкоплавкие компоненты

9 Установлены функциональные взаимосвязи между электрическими и технологическими параметрами дуговой наплавки колеблющимся электродом, а также электрошлаковой наплавки в секционном кристаллизаторе, позволяющие при заданных параметрах изделия и известных диаметрах порошковой и композиционной проволок в широких пределах управлять производительностью процессов,

энергозатратами и качеством наплавленного на цилиндрические детали штампов и металлургический инструмент металла

10 Промышленное освоение разработанных материалов и технологических процессов наплавки показало, что полученные в диссертационной работе результаты обладают практической полезностью и позволяют повысить эффективность наплавленных прессовых штампов и инструмента для деформирования горячего (700 1100 °С) металла за счет увеличения износостойкости объектов наплавки и повышения качества продукции при сокращении расхода энергоресурсов и штам-повых материалов, содержащих дорогостоящий и дефицитный вольфрам Суммарный экономический эффект от разработок, внедренных в промышленность на ОАО «Волжский подшипниковый завод» и ОАО «Волжский трубный завод», составляет около 11 млн рублей в ценах 2006 года

Наиболее значимые публикации по теме диссертации

1 Соколов, Г Н Наплавка износостойких сплавов на прессовые штампы и инструмент для горячего деформирования статей научная монография / Г Н Соколов, В И Лысак, Волгоград / ВолгГТУ - 2005 - 284 с

2 Соколов, Г II Влияние структуры и типа наплавленного металла на износостойкость кулачков трубообточных станков / Г Н Соколов, А А Филюшин // Автоматическая сварка - 1988 -№ 8 - С 47-49

3 Характер разупрочнения наплавленного металла при импульсном термосиловом воздействии /I Н Гордань, Г Н Соколов, Ф Д Кащенко // Автоматическая сварка - 1988 - № 10 - С 59-62

4 Соколов, ГН Свойства наплавленного метала системы Fe-Cr-Mo-C для наплавки инструментов для деформирования сталей / Г Н Соколов // Автомагическая сварка - 1996 -С 53-54

5 Соколов, Г Н Влияние cooi ношения хрома, молибдена и углерода на структуру и свойства наплавленного металла системы Fe-Cr-Mo-C / Г Н Соколов // Сварочное производство -2000 -№11 -С 3-5

6 Элекгрошлаковая наплавка в секционном кристаллизаторе оправок труболро-шивного стана / Г Н Соколов, А Н Михеев, А А Павлов // Сварочное производство -2002 -№6-С 31-34

7 Соколов, Г Н Оперативный контроль технологических свойств сварочных проволок / Г Н Соколов // Сварочное производство - 2002 - № 11 - С 45-49

8 Ремонтная наплавка малогабаритных торцов деталей сборочной и сварочной оснастки / Г Н Соколов, В И Лысак И В Зорин, С Н Цурихин // Сборка в машиностроении, приборостроении -2003 - № 7 - С 30-32

9 Особенности процесса ЭШН композиционным стержнем в малогабаритном секционном кристаллизаторе / Г II Соколов, И В Зорин, С Н Цурихин, В И Лысак //Автоматическаясварка -2004 -Ks 10-С 26-30

10 Электрошлаковая направка термостойкого сплава на основе Ni3Al на сталь с целью упрочнения инструмента для горячего деформирования сталей /Г Н Соколов, И В Зорин, С Н Цурихин и др // Вопросы материаловедения - 2004 - № 2 - С 87 -89

11 Соколов, Г Н Новые термостойкие композиционные материалы для наплавки на прессовый инструмент / Г Н Соколов // Вопросы материаловедения - 2004 -№ 4 - С 51-59

12 Соколов Г Н. Свойства наплавленного металла, используемого для упрочнения металлургического инструмента /Г Н Соколов // Автоматическая сварка. - 2004 -№ Ю-С 62 - 64.

13 Теплофизические особенности ЭШН жаропрочного сплава на основе Ni3Al / И В Зорин, Г Н Соколов, В И. Лысак // Физика и химия обработки материалов -2004 — №4 -С 79-84.

14 Соколов, Г Н Структура и свойства переходной зоны между наплавленным инструментальным металлом и конструкционной сталью / Г Н Соколов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2005 -№ 12 - С 20-24

15 Восстановление рабочих поверхностей деталей и инструмента сборочно -сварочной оснастки электрошлаковым способом композиционными жаропрочными материалами / И. В. Зорин, Г Н Соколов, С Н. Цурихин и др // Сборка в машиностроении, приборостроении -2005.-№ 5 -С 17-19

16 Исследование высокотемпературных свойств наплавленного металла методом склерометрии / Е. И Лебедев, Г Н Соколов, И В Зорин и др // Упрочняющие технологии и покрытия - 2006 - № 1 - С 40-44

17 Структура и износостойкость наплавленного металла на основе алюминида никеля y'-Ni5A!, обработанного лазерным излучением / Г Н Соколов, С Н Цурихин, В И Лысак, Е И Тескер // Упрочняющие технологии и покрытия - 2006 - №6 - С 24-27

18 Порошковая проволока для наплавки сплава на основе алюминида никеля / С Н Цурихин, Г Н Соколов, В И Лысак и др. // Сварочное производство. - 2006 - № 1-С. 17-22

19 Влияние режима электрошлаковой наплавки на термокинетические процессы получения легированного сплава на основе алюминида y'-Ni3Al / Г Н Соколов, И В Зорин, В И. Лысак, В Н Арисова//Вопросы материаловедения.-2006-№ 3 -С 41 -52

20 Кинетика процесса электрошлаковой наплавки и структура наплавленного металла на основе алюминида никеля / Г Н Соколов, И В Зорин, С Н Цурихин, В И Лысак//Сварочное производство -2007 -№7-С 3-8.

21 А с 843374, МКИЗ В23К 9/04 Способ дуговой наплавки / Г Н Соколов, В С Седых, А А Филюшин (СССР) - №2882156 / 28 - 27, заявл. 14 02 80, опубл 25 12 02, Бюл №24 - 11с

22 А с.1123217, МКИЗ В23К 35/368 Состав порошковой проволоки для наплавки/Г Н. Соколов, И И Фрумин, А А Филюшин, В А Наполов (СССР) -№3642425, заявл 08.07 83, опубл 25 12 02, Бюл № 24 - 4с

23 А с 1120580, МКИЗ В23К 35/368. Состав порошковой проволоки для износостойкой наплавки / Г Н Соколов, И И Фрумин, А А Филюшин (СССР) -№3621531, заявл 15 07 83, опубл 25 12 02, Бюл № 24 - 4с

24. А с 1389147, МКИЗ В 23 К 35/368 Порошковая проволока для наплавки / Г Н. Соколов, С. В Товкес (СССР) - № 3971084 / 31 - 27; заявл 29 10 85; опубл 20.12 02, Бюл №24-4 с

25. А с 1487259, МКИ 3 В 21 В 25/00 Способ изготовления оправок / Г Н Соколов, С В Товкес, А П Чучвага (СССР) - № 4357302 / 31 - 27, заявл 25 11 87, опубл 20 12 02, Бюл № 24 -4 с

26 А с 1722756, МКИ 3 В 23 К 35/40. Способ изготовления порошковой проволоки для сварки и наплавки / Г Н Соколов, Б В. Маркин, Н Ю Тарасова (СССР) -№ 4784748/27, заявл 23 01 90, опубл 30.03 92, Бюл № 12.- 4 с

27 Пат. 2152860 Российская Федерация, МПК 7 В 23 К 35/08 Композиционный порошковый электрод / Соколов Г. Н„ Вариводский А. Ю.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн ун-т - заявл 12.05 1999 - опубл 20.07 2000, Бюл № 20 -4с.

28 Пат 2232669 Российская Федерация, МПК 7 В 23 К 25/00, С 22 В 9/18. Способ электрошлаковой наплавки малогабаритных торцов / Соколов Г H, Зорин И В , Лы-сак В. И, Цурихин С H ; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос техн. унт - заявл 11 11 02. - опубл. 20 07 04, Бюл. №20 - 7 с.

29 Пат. 2254219 Российская Федерация, МПК 7В 23 К 35/368 Порошковая проволока для наплавки / Соколов Г H , Цурихин С H, Лысак В. И, Зорин И В , заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн ун-т - заявл. 29 12.03.- опубл 20.06 05, Бюл № 17.-7с

30. Паг. 2271267 Российская Федерация, МПК7 В23К 25/00, В23Р 6/00 Способ электрошлаковой наплавки крупногабаритных торцов / Зорин И. В, Соколов Г. H, Лысак В И, Цурихин С. Н., заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн ун-т.- заявл 28.06 2004 - опубл. 10 03 2006, Бюл № 7 - 12 с

31 Пат 2274536 Российская Федерация, МПК7 В23К 35/40 Способ изготовления композиционной порошковой проволоки для наплавки сплава на основе алюминида никеля Ni3Al / Цурихин С. H, Соколов Г Н., Лысак В. И , Зорин И. В , заявитель и патентообладатель Волгоградский гос техн. ун-т - заявл 28 06 2004. - опубл. 20 04 2006,Бюл № 11 -9с

32 Пат 2281475 Российская Федерация, МПК 7 G01N 3/56 Способ определения износостойкости покрытия / Лебедев Е И., Зорин И. В , Соколов Г Н., Лысак В. И ; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос техн. ун-т - заявл 11 01.2005. -опубл 10 08.2006, Бюл № 22 - 9 с.

Личный вклад автора Основные результаты диссертационной работы единолично изложены автором в 6 опубликованных статьях в рецензируемых научно-технических журналах [4, 5, 7, 11, 12, 14], в которых он обобщил, развил и уточнил научные и практические основы получения стойкого в условиях термосилового воздействия при температурах до 1100 °С композиционного наплавленного металла на прессовых штампах и металлургическом инструменте В монографии [1] - с долей участия 95 % им проанализированы, обобщены и систематизированы результаты собственных исследований, а также других ученых и специалистов в области наплавки износостойких сплавов В работах, выполненных в соавторстве с другими исследователями, автор определил методологию, обосновал и сформулировал основные идеи, а также направление проводимых исследований [2,3,6,8-10, 16, 19, 20], разработал новые технические решения в области процессов наплавки и наплавочных материалов [21-32], установил взаимосвязь между режимом наплавки, структурой и сварочно-технологическими свойствами наплавленного металла [13,15, 17,18]

Подписано в печать 03.08.07 г. Заказ № 734. Тираж 100 экз. Усл. печ л. 2,1. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400131, г Волгоград, ул. Советская, 35

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ

НАПЛАВКИ ШТАМПОВ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ИНСТРУМЕНТА.

1.1 Способы упрочнения штампов и инструмента для горячего деформирования металлов.

1.2 Классификация способов наплавки штампов для деформирования горячего металла.

1.3 Особенности структуры и фазового состава износостойкого наплавленного металла.

1.3.1 Общая характеристика упрочняющих фаз в износостойких сплавах.

1.3.2 Структурное состояние основы наплавленного металла.

1.3.3 Влияние легирующих элементов на структуру и сварочно-технологические свойства наплавленного металла.

1.3.4 Прогнозирование структурно-фазового состава наплавленного металла.

1.4 Классификация наплавочных сплавов, применяемых в инструментах для горячего деформирования металлов.

1.4.1 Теплостойкие и жаропрочные наплавочные сплавы на основе железа.

1.4.2 Жаропрочные наплавочные сплавы на основе никеля.

1.4.3 Наплавочные сплавы на основе кобальта.

1.5 Современные материалы для наплавки штампового и металлургического инструмента.

1.6 Методы экспериментальных исследований, оборудование и материалы.

1.6.1 Метод исследования сварочно-технологических свойств наплавочных проволок.

1.6.2 Методы и оборудование для металлографических исследований наплавленного металла.

1.6.3 Методы оценки износостойкости наплавленного металла, предназначенного для работы в условиях высокотемпературного нагружения.

1.6.4 Методики моделирования и исследования процесса ЭШН в секционном кристаллизаторе.

1.7 Методика расчета теплового баланса шлаковой ванны и исследования температуры шлака.

1.8 Материалы для изготовления порошковых проволок.

Выводы к главе 1.

2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ИЗНОСА И ТРЕБОВАНИЯ К МЕТАЛЛУ, НАПЛАВЛЕННОМУ НА ПРЕССОВЫЕ ШТАМПЫ.

2.1 Условия работы и физико-химические особенности износа штампов.

2.2 Расчетная оценка действующих напряжений и температур в процессе прессования горячего металла.

2.3 Структурно-фазовые превращения в металле инструментов при циклическом температурно-силовом воздействии.

2.4 Формулирование требований к свойствам термостойких сплавов и выбор систем их легирования.

2.4.1 Требования к металлу, наплавленному на прессовый инструмент.

2.4.2 Выбор систем легирования наплавленного металла.

Выводы к главе 2.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ НАПЛАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1 Исследование сварочно-технологических свойств наплавленного металла системы Fe-Cr-Mo-C.

3.2 Исследование сварочно-технологических свойств наплавленного металла системы Ni-Cr-Mo-C.

3.3 Исследование структуры и высокотемпературных свойств наплавленного металла с матрицей на основе алюминида никеля y'-Ni3Al.

3.4 Исследование структуры и износостойкости наплавленного металла на основе алюминида никеля у'-№3А1, оплавленного лазерным излучением.

3.5 Разработка порошковой проволоки для дуговой и электрошлаковой наплавки сплава системы Fe-Cr-Mo-C.

3.6 Разработка новых композиционных наплавочных материалов.

3.6.1 Конструкция и технологические особенности процесса изготовления композиционных проволок и электродов.

3.6.2 Особенности расчета состава композиционной проволоки для наплавки сплава на основе алюминида никеля Ni3Al.

Выводы к главе 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭШН В СЕКЦИОННОМ КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ С ПОЛЫМ ЭЛЕКТРОДОМ.

4.1 Исследование теплофизических условий ЭШН композиционной проволокой в секционном кристаллизаторе с полым электродом.

4.1.1 Разработка способа формирования высокотемпературной области в шлаковой ванне секционного кристаллизатора.

4.1.2 Определение основных гидродинамических параметров циркуляционного течения эмульсии в кристаллизаторе в процессе ЭШН.

4.1.3 Тепловой баланс электрошлаковой наплавки в СК с полым электродом.

4.2 Влияние режимов электрошлаковой наплавки на термокинетические процессы получения легированного сплава на основе алюминида никеля.

4.2.1 Исследование влияния теплового поля шлаковой ванны на удельные характеристики процесса.

4.2.2 Исследование термокинетических процессов плавления композиционной проволоки в высокотемпературной области шлаковой ванны.

Выводы к главе 3.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ КОМПОЗИЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА.

5.1 Формирование композиционной структуры наплавленного металла при дуговой наплавке.

5.1.1 Технологические особенности дуговой наплавки плоских поверхностей штампов.

5.1.2 Технологические особенности наплавки под флюсом цилиндрических деталей штампов колеблющимся электродом.

5.2 Формирование композиционной структуры наплавленного металла при электрошлаковой наплавке.

5.3 Разработка технологии электрошлаковой наплавки в секционном кристаллизаторе.

5.3.1 ЭШН оправок трубопрокатного агрегата в секционном кристаллизаторе.

5.3.2 Разработка технологии ЭШН торцевых поверхностей цилиндрических изделий с использованием двухконтурной схемы питания шлаковой ванны.

5.4 Структура и свойства переходной зоны между наплавленным инструментальным металлом и конструкционной сталью.

5.5 Реализация результатов работы в промышленности.

5.5.1 Внедрение технологических процессов наплавки и новых наплавочных материалов в производство ОАО "ВПЗ-15".

5.5.2 Внедрение разработанных материалов и технологических процессов дуговой и электрошлаковой наплавки в трубопрокатное производство ОАО «Волжский трубный завод».

5.5.3 Промышленное освоение разработанных материалов и технологических процессов наплавки в металлургическом производстве ОАО ВМЗ "Красный октябрь".

Выводы к главе 5.

Значительные резервы в повышении ресурса инструмента для горячего деформирования металлов заложены в технологических возможностях процессов наплавки их рабочих поверхностей износостойкими сплавами. Еще в начале прошлого столетия было установлено, что литые штампы с ориентированной структурой металла обладают повышенной износостойкостью в сравнении с инструментом, изготовленным из кованого проката. Уже первый опыт ремонта изношенных штампов наплавкой покрытыми электродами подтвердил способность литого металла к более длительной службе в условиях термомеханического нагружения.

К середине 60-х годов XX века известными учеными в области металур-гии сварки и наплавки специальных сталей и сплавов Б. Е. Патоном, Б. И. Медоваром, И. И. Фруминым, А. А. Ерохиным, Г. Л. Петровым, Д. А. Дудко, В. П., Демянцевичем, Ф. Ф. Бенуа были созданы научные основы теории и технологии наплавки, которые способствовали ее интенсивному развитию.

В последние десятилетия под руководством И. К. Походни и В. В. Под-гаецкого (ИЭС им. Е. О. Патона), Н. Н. Потапова (ЦНИИТМАШ), Л. П. Мойсова (НИИмонтаж), 3. А. Сидлина (МОСЗ) и других ученых создано новое поколение высокоэффективных наплавочных покрытых электродов (Л. Б. Лужанский, И. Р. Явдощин, Марченко А. Е. и др.), самозащитных порошковых проволок и лент (В. Н. Шлепаков, О. С. Каковкин, Д. Н. Баранов, Л. К. Лещинский, С. В. Гулаков и др.), гранулированных металлических порошков (Г. В. Гладкий, Н. В. Рогов, А. И. Сом и др.). Эти материалы, превосходя по комплексу свойств зарубежные, позволили поднять на более высокий уровень качество наплавленного металла и производительность его нанесения на детали различного назначения.

Современные методы наплавки, основы которых были разработаны еще в СССР, стали предметом лицензионных продаж в зарубежные страны. Новые исследования в области электрошлаковой наплавки (Д. А. Дудко, Г. В. Ксендзык, В. Г. Радченко, В. Д. Орешкин, В. А. Быстров, В. Н. Верев-кин, Ю. М. Кусков, А. Я. Шварцер и др.) поставили ее в ряд технологических процессов, конкурирующих как по производительности, так и по качеству наплавленного металла с дуговой наплавкой. Плазменная наплавка (А. Е. Вайнерман, П. В. Гладкий, Е. Ф. Переплетчиков и др.), обеспечивающая минимальное проплавление металла изделия и превосходное качество наплавленного слоя, широко применяется в судостроении, металлургии и машиностроении. Выполненные В. А. Деевым и Т. Г. Кравцовым глубокие исследования процессов дуговой наплавки валов оборудования и судов позволили повысить надежность их работы. Массовое применение в горнорудной и горнодобывающей промышленности, при производстве дорожных и строительных машин, подверженных абразивному и гидроабразивному износу нашли новые материалы и технологии, созданные Л. С. Лившицем, Н. А. Гринберг, О. И. Стекловым, Е. И. Лейначуком, Ю. А. Юзвенко, В. С. Поповым и мн. др. Однако наиболее эффективной наплавка оказалась в металлургии, где усилиями И. И. Фрумина, Л. К. Лещинского, Ф. Д. Кащенко, И. А. Рябцева, В. А. Короткова, М. И. Разикова, Л. Н. Бармина, Н. В. Королева, И. А. Кондратьева, В. В. Ветра и других ученых на основе цикла фундаментальных исследований созданы и внедрены на многих предприятиях новые эффективные технологические процессы восстановления и упрочнения наплавкой различных деталей металлургического оборудования, прокатных валков, штампов и другого инструмента для деформирования горячего металла.

Введение

Крупный вклад в наплавку штампов и металлургического инструмента внесен и зарубежными исследователями: Pease Е., Murray P., Andrews D., Bransali К., Crook Р. и Dilawary А. (Англия), Friedman L., Hickl A., Evans C., Johnson P. (США), Knotek О. (Германия), Druetta M. (Франция), Мадей К. (Польша) и многими другими.

Вместе с тем, несмотря на актуальность применения наплавки в кузнеч-но-штамповом производстве, количество публикаций как отечественных, так и зарубежных авторов в области разработки теоретических и технологических основ наплавки прессовых штампов и инструмента, деформирующих нагретый свыше 700 . 750 °С металл, недостаточно. Относительно небольшой объем научных данных в этой области свидетельствует о сложности исследований физико-химических процессов, протекающих в сплавах при циклическом термосиловом воздействии (ЦТСВ) с нагревом выше температур, обусловливающих повышенную скорость их износа. Наплавка прессового инструмента проблематична еще и потому, что время контакта его рабочих поверхностей с горячим деформируемым металлом (выдавливание, прессование, калибровка, прошивка, экструзия) повышено, в сравнении с ковочными и молотовыми штампами, и износ при этом интенсифицируется. Прессование не сопровождается ударами, что исключает опасность хрупкого разрушения и позволяет применять для наплавки штампов различные промышленные хромовольфрамовые типы инструментальных наплавочных сплавов. Но при интенсивном ЦТСВ и пиковых максимальных температурах до 1100 °С и более даже лучшие жаропрочные материалы на основе никеля и кобальта недостаточно эффективны.

Сложность совместного влияния на стойкость штампов термодинамических параметров процесса горячей штамповки, отсутствие необходимого количества достоверных экспериментальных данных по условиям работы и кинетике износа инструмента затрудняют оценку физико-химических процессов разупрочнения, протекающих в штамповой стали и наплавленном металле при ЦТСВ. В свою очередь это не позволяет прогнозировать износостойкость штампов и ограничивает возможность существенного увеличения их ресурса с помощью наплавки.

В настоящее время уже накоплен большой объем знаний и научно-технический потенциал, позволяющий с новых позиций осмыслить методологию как разработки эффективных наплавочных материалов, так и технологических процессов их нанесения на различные объекты наплавки. Вместе с тем, остаются недостаточно изученными научные проблемы высокотемпературного изнашивания сплавов, металлургические и сварочно-технологические особенности формирования структуры термически стойких композиционных наплавочных материалов, а также способов их наплавки. Это обусловливает особую актуальность разработки научно-обоснованного подхода к проектированию технологий получения термо- и износостойких покрытий, заключающегося в решении триединой задачи, посвященной изучению физико-химических закономерностей изнашивания изделий, формулированию на основе полученных результатов сварочно-технологических требований к наплавленному металлу, а также к материалам и процессам наплавки. Такой подход определяет строгую, относительно условий работы, регламентацию свойств наплавленного металла, обеспечиваемых различными методами наплавки, что требует более узкой специализации вновь разрабатываемых наплавочных сплавов, проволок и электродов по их назначению и свойствам наплавленного металла, которые должны точно соответствовать определенным термодинамическим параметрам нагружения изделий и характеру их взаимодействия со средой.

Такой же актуальной является задача повышения эффективности дуговых и электрошлаковых процессов наплавки, как наиболее востребованных в рассматриваемой области, которые должны способствовать получению высококачественного наплавленного металла с композиционной структурой, более стойкой в условиях ЦТСВ.

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтверждается выполнением его части в рамках Сводного плана по сварочной науке и технике Научного и Координационного советов по сварке, проблема 0.72.01 в период с 1981 по 1991годы, темы УШ-51; УШ-148; УШ-183 и др., а также по направлениям "Развитие научного потенциала высшей школы", "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", грант А04-3.17-544, 2004 г.

Цель диссертационной работы.

Разработка и внедрение в промышленность новых материалов и технологий, повышающих эффективность прессовых штампов и металлургического инструмента для горячего деформирования стали, на основе исследований физико-химических процессов износа и легирования наплавленного металла, а также теплофизических процессов электрошлаковой наплавки.

Для достижения цели в диссертационной работе поставлены следующие научно-технические задачи, решение которых выносится на защиту:

1. Температурно-силовые условия работы и кинетика износа наплавленных деталей штампов. Выявленные причины, характер изменения структуры и свойств тонких приконтактных слоев наплавленного инструмента, подверженного термосиловому воздействию, а также обобщенные и развитые представления о физико-химических процессах их изнашивания. Сформулированные требования к наплавленному металлу и обоснование систем его легирования, эффективные в диапазонах температур, °С: 650.700; 750.900и 950.1100.

2. Научно обоснованный подход к формированию термически стойкой в условиях ЦТСВ композиционной структуры наплавленного металла.

3. Составы двух порошковых и двух композиционных проволок для дуговой и электрошлаковой наплавки сплавов на основе железа с температурой эксплуатации до 750 °С и - на основе никеля, стойкого до 900 °С, а также сплавов с матрицами на основе никеля и алюминида никеля у'-№3А1, стойких, до 1100 °С.

4. Метод склерометрического высокотемпературного испытания наплавленного металла на износостойкость, позволяющий количественно характеризовать износостойкость сплавов в температурно-силовых условиях деформирования их поверхности алмазным индентором в инертной среде.

5. Выявленная на базе установленных закономерностей формирования структурно-фазового состава наплавленного металла взаимосвязь между количественным соотношением легирующих элементов в высокоуглеродистых хромомолибденовых наплавочных сплавах на железной, а также с никелевой матрицами и сварочно-технологическими свойствами наплавленного металла.

6. Разработанные на основе исследования электро- и тепло физических закономерностей ЭШН в секционном кристаллизаторе с полым электродом новые способы наплавки по двухконтурной схеме питания шлаковой ванны постоянным током с формированием перегретой свыше 3000 °С области в шлаке.

7. Термокинетическая модель расплавления в перегретом шлаке композиционной проволоки с двухслойной №-А1 оболочкой и тугоплавким наполнителем, а также методика расчета ее состава.

Введение

8. Реализованные в промышленности научно обоснованные технологические процессы электрошлаковой и дуговой наплавки колеблющимся электродом, а также установленные функциональные взаимосвязи между их электрическими и технологическими параметрами.

Объект исследования.

Процессы, протекающие при электрошлаковой и дуговой наплавке порошковыми и композиционными проволоками, а также закономерности формирования композиционной структуры термостойкого наплавленного металла, влияющие на качество наплавленных изделий.

Научная новизна полученных результатов.

Новым научным положением работы, основанном на раскрытии взаимосвязей между теплофизическими и сварочно-технологическими параметрами процессов ЭШН порошковыми и композиционными проволоками и направленным на установление их совокупного влияния на формирование структуры термо- и износостойких сплавов с матрицами на основе железа, никеля и алюминида никеля №3А1, является создание научно обоснованных подходов к формированию композиционной структуры наплавленного металла для работы в условиях ЦТСВ при рабочих температурах до 1100 °С.

1. Обобщены и развиты существующие представления о тепловом износе наплавленного металла при температурах свыше 700 °С и напряжениях до 1000 МПа. Установлено, что при ЦТСВ в тонком приконтактном слое наплавленного металла аномально, на несколько порядков, ускоряется диффузия легирующих элементов, что приводит к его гомогенизации и снижению износостойкости; оценивать время гомогенизации предложено в зависимости от структурного и диффузионного факторов.

2. Разработана новая методика высокотемпературных склерометрических испытаний, заключающаяся в деформировании полированной поверхности износостойкого сплава алмазным индентором в инертной среде при

Докторская диссертация Соколов Г.Н. постоянных значениях температуры испытаний, скорости деформации и давления в зоне контакта. На ее основе установлен коррелирующий с горячей твердостью показатель износостойкости, характеризующийся относительным объемом деформированного наплавленного металла и обеспечивающий более высокую достоверность экспериментальных результатов.

3. Теоретически обоснована и практически подтверждена эффективность формирования на поверхности инструмента, подверженного ЦТСВ при температурах свыше 700 °С двухслойного наплавленного металла с композиционной структурой. Предложено более тонкий поверхностный слой такой композиции формировать из сплава с жаропрочной матрицей, диффузия легирующих элементов в которой в диапазоне рабочих температур замедлена, а нижележащий слой выполнять из термостойкого металла с гетерогенной структурой, содержащей упрочняющие фазы в матрице и по границам зерен. Соотношение высот слоев в композите следует определять исходя из топологии теплового поля в инструменте.

4. Установлено, что композиционная структура и повышенные эксплуатационные свойства наплавленного металла, подвергающегося ЦТСВ с максимальными рабочими температурами до 700 °С, реализуются в высокохромистых сплавах системы легирования Бе-Сг-Мо-С при соотношении атомных содержаний в них хрома и молибдена к углероду 2,5.3,0 и 0,3.0,5, соответственно, а при рабочих температурах до 900 °С - в высокохромистых сплавах системы М-Сг-Мо-С при соотношении атомных содержаний в них хрома и молибдена к углероду 2,2.2,6 и 0,18.0,25, соответственно.

5. Выявлен механизм формирования под действием термодеформационного цикла электрошлаковой наплавки термически стабильной в условиях ЦТСВ при температурах до 1100 °С, гетерофазной, композиционной структуры наплавленного металла с матрицей на основе у'-№3А1, заключающийся в перераспределении легирующих элементов в объемах дендритов у'-№3А1 и в междендритных пространствах, а также в образовании областей концентрационной химической микронеоднородности, характеризующихся выделениями интерметаллидов у'вт и к-фаз, а также монокарбидов тугоплавких металлов, имеющих стабильный размер, морфологию и распределение.

6. На основе результатов математического моделирования процесса ЭШН выявлен механизм и оценен эффект от суммарного воздействия цирку-ляций, вызванных перепадом температур и электромагнитным полем, который заключается в создании «гидравлического подпора», способствуя замедлению потока шлака, увеличивает время пребывания металлических капель в нем, что улучшает качество их металлургической обработки, а также за счет формирования плоской поверхности межфазной границы шлак-металл создает условия для построения направленно кристаллизованной композиционной структуры наплавленного металла.

7. Установлено, что совокупность величин соотношений токов с секции кристаллизатора и с полого электрода в пределах 0,8. 1,2, а также объемной плотности плотности тока (до 550.650 А/мм) в шлаке, находящимся в сферической полости электрода, обусловливают качественно новый способ получения перегретой свыше 3000 °С области в шлаке, а также создают в нем термические условия для равномерного расплавления содержащей туго- и легкоплавкие компоненты композиционной проволоки и формирования однородных по химическому составу металлических капель.

Практическая значимость работы.

Полученные в работе результаты послужили научной основой для создания новых эффективных составов, конструкций и способов изготовления порошковых и композиционных проволок и электродов, а также явились теоретической базой для разработки приоритетных технологий дуговой и электрошлаковой наплавки деталей прессовых штампов, оправок, кулачков,

Докторская диссертация Соколов Г.Н. экспандеров, валков трубопрокатного оборудования, ножей для резки горячего стального проката и другого металлургического инструмента. Экономический эффект от внедрения новых технологических процессов наплавки и опытно - промышленных партий наплавочных материалов в производство на ОАО «Волжский подшипниковый завод», ОАО «Волжский трубный завод», а также промышленной апробации на ОАО ВМЗ «Красный Октябрь» и ряде других предприятий составил в сопоставимых ценах 2006 года 11 млн. рублей (доля автора 50 %).

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 5 всесоюзных и межреспубликанских научно-технических семинарах "Теоретические и технологические основы наплавки" (Киев, ИЭС им. Е. О. Патона HAH Украины: 1982, 1983, 1988, 1990, 1992 годы) и на 7 международных и всероссийских научно-технических конференциях: "Разработка, производство и применение инструментальных материалов" (Киев, ИПМ им. И. Н. Францевича HAH Украины 1990), "Прогрессивные методы получения и обработки конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин" (Волгоград, 1996), "Современные материалы и технологии-2002" (Пенза, 2002), "Сварка на рубеже веков" (Москва 2003), "МАТИ - Сварка XXI века" (Москва, 2003), "Сварка и контроль -2004" (Пермь, 2004), "Новые и перспективные материалы и технологии" (Волгоград, 2004), а также на 25 региональных научно-практических конференциях и научных семинарах в ВолгГТУ (1979 - 2007), ДГТУ (Ростов-на-Дону, 2007), ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей" (Санкт-Петербург, 2007).

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы отражено в 73 опубликованных печатных работах, в том числе в монографии, 19 научно-технических статьях в рекомендованных ВАК РФ периодических рецензируемых научно-технических журналах, 12 патентах и авторских свидетельствах на изобретения, 22 статьях в прочих научно-технических изданиях.

Наиболее значимые публикации по теме диссертации.

1. Соколов, Г. Н. Наплавка износостойких сплавов на прессовые штампы и инструмент для горячего деформирования сталей: научная монография / Г. Н. Соколов, В. И. Лысак; Волгоград / ВолгГТУ. - 2005. - 284 с.

2. Соколов, Г. Н. Влияние структуры и типа наплавленного металла на износостойкость кулачков трубообточных станков / Г. Н. Соколов, А. А. Фи-люшин // Автоматическая сварка. - 1988. - № 8. - С. 47 - 49.

3. Характер разупрочнения наплавленного металла при импульсном термосиловом воздействии / Г. Н. Гордань, Г. Н. Соколов, Ф. Д. Кащенко // Автоматическая сварка. - 1988. - № 10. - С. 59 - 62.

4. Соколов, Г. Н. Свойства наплавленного метала системы Бе-Сг-Мо-С для наплавки инструментов для деформирования сталей / Г. Н. Соколов // Автоматическая сварка. - 1996 - С. 53 - 54.

5. Соколов, Г. Н. Влияние соотношения хрома, молибдена и углерода на структуру и свойства наплавленного металла системы Ре-Сг-Мо-С / Г. Н. Соколов // Сварочное производство. - 2000. -№11. - С. 3-5.

6. Электрошлаковая наплавка в секционном кристаллизаторе оправок трубопрошивного стана / Г. Н. Соколов, А. Н. Михеев, А. А. Павлов // Сварочное производство. - 2002. - № 6. - С. 31 - 34.

7. Соколов, Г. Н. Оперативный контроль технологических свойств сварочных проволок / Г. Н. Соколов // Сварочное производство. - 2002. - № 11-С. 45 - 49.

8. Ремонтная наплавка малогабаритных торцов деталей сборочной и сварочной оснастки / Г. Н. Соколов, В. И. Лысак, И. В. Зорин, С. Н. Цурихин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - № 7. - С. 30 - 32.

Докторская диссертация Соколов Г.Н.

9. Особенности процесса ЭШН композиционным стержнем в малогабаритном секционном кристаллизаторе / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, С. Н. Цу-рихин, В. И. Лысак // Автоматическая сварка. - 2004. - № 10. - С. 26 - 30.

10. Электрошлаковая направка термостойкого сплава на основе №зА1 на сталь с целью упрочнения инструмента для горячего деформирования сталей / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, С. Н. Цурихин и др. // Вопросы материаловедения. - 2004. - №2. - С. 87 - 89.

11. Соколов, Г. Н. Новые термостойкие композиционные материалы для наплавки на прессовый инструмент / Г. Н. Соколов // Вопросы материаловедения. - 2004. - №4. - С. 51 - 59.

12. Соколов, Г. Н. Свойства наплавленного металла, используемого для упрочнения металлургического инструмента / Г. Н. Соколов // Автоматическая сварка. - 2004. - № 10. - С. 62 - 64.

13. Теплофизические особенности ЭШН жаропрочного сплава на основе N13А1 / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 4. - С. 79 - 84.

14. Соколов, Г.Н. Структура и свойства переходной зоны между наплавленным инструментальным металлом и конструкционной сталью / Г. Н. Соколов // Упрочняющие технологии и покрытия - 2005. - № 12. - С. 20 - 24.

15. Восстановление рабочих поверхностей деталей и инструмента сбо-рочно-сварочной оснастки электрошлаковым способом композиционными жаропрочными материалами / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, С. Н. Цурихин и др. // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2005. - № 5. - С. 17-19.

16. Исследование высокотемпературных свойств наплавленного металла методом склерометрии / Е. И. Лебедев, Г. Н. Соколов, И. В. Зорин и др. // Упрочняющие технологии и покрытия - 2006 - № 1- С. 40 - 44.

Введение

17. Структура и износостойкость наплавленного металла на основе алю-минида никеля у1-№ЗА1, обработанного лазерным излучением / Г. Н. Соколов, С. Н. Цурихин, В. И. Лысак, Е. И. Тескер // Упрочняющие технологии и покрытия. -2006. - № 6. - С. 24 - 27.

18. Порошковая проволока для наплавки сплава на основе алюминида никеля / С. Н Цурихин, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак и др. // Сварочное производство. - 2006,- № 1,-С. 17-22.

19. Влияние режима электрошлаковой наплавки на термокинетические процессы получения легированного сплава на основе алюминида у'-№3А1 / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, В. И. Лысак, В. Н. Арисова // Вопросы материаловедения. - 2006. - № 3. - С. 41 - 52.

20. Кинетика процесса электрошлаковой наплавки и структура наплавленного металла на основе алюминида никеля / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, С. Н. Цурихин, В. И. Лысак // Сварочное производство. - 2007. - № 7- С. 3 - 8.

21. А.с.843374, МКИЗ В23К 9/04. Способ дуговой наплавки / Г. Н. Соколов, В. С. Седых, А. А. Филюшин (СССР). - №2882156 / 28 - 27; заявл. 14.02.80; опубл. 25.12.02; Бюл. № 24. - 11с.

22. А.с.1123217, МКИЗ В23К 35/368. Состав порошковой проволоки для наплавки / Г. Н. Соколов, И. И. Фрумин, А. А. Филюшин, В. А. Наполов (СССР). -№3642425; заявл. 08.07.83; опубл. 25.12.02; Бюл. №24. -4с.

23. А.с.1120580, МКИЗ В23К 35/368. Состав порошковой проволоки для износостойкой наплавки / Г. Н. Соколов, И. И. Фрумин, А. А. Филюшин (СССР). - №3621531; заявл. 15.07.83; опубл. 25.12.02; Бюл. № 24. - 4с.

24. А. с. 1389147, МКИ 3 В 23 К 35/368. Порошковая проволока для наплавки / Г. Н. Соколов, С. В. Товкес (СССР).- № 3971084 / 31-27; заявл. 29.10.85; опубл. 20.12.02; Бюл. № 24. -4 с.

Докторская диссертация Соколов Г.Н.

25. А. с. 1487259, МКИ 3 В 21 В 25/00. Способ изготовления оправок / Г. Н. Соколов, С. В. Товкес, А. П. Чучвага (СССР). - № 4357302 / 31-27; за-явл. 25.11.87; опубл. 20.12.02; Бюл. № 24. - 4 с.

26. А. с. 1722756, МКИ 3 В 23 К 35/40. Способ изготовления порошковой проволоки для сварки и наплавки / Г. Н. Соколов, Б. В. Маркин, Н. Ю. Тарасова (СССР). - № 4784748/27; заявл. 23.01.90; опубл. 30.03.92; Бюл. № 12.-4с.

27. Пат. 2152860 Российская Федерация, МПК7В 23 К 35/08. Композиционный порошковый электрод / Соколов Г. Н., Вариводский А. Ю.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. - заявл. 12.05.1999 -опубл. 20.07.2000, Бюл. № 20. - 4 с.

28. Пат. 2232669 Российская Федерация, МПК7В 23 К 25/00, С 22 В 9/18. Способ электрошлаковой наплавки малогабаритных торцов / Соколов Г. Н., Зорин И. В., Лысак В. И., Цурихин С. Н.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. - заявл. 11.11.02.- опубл. 20.07.04, Бюл. № 20. -7 с.

29. Пат. 2254219 Российская Федерация, МПК7В 23 К 35/368. Порошковая проволока для наплавки / Соколов Г. Н., Цурихин С. Н., Лысак В. И., Зорин И. В.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. -заявл. 29.12.03. - опубл. 20.06.05, Бюл. № 17. - 7 с.

30. Пат. 2271267 Российская Федерация, МПК7В23К 25/00, В23Р 6/00. Способ электрошлаковой наплавки крупногабаритных торцов / Зорин И. В., Соколов Г. Н., Лысак В. И., Цурихин С. Н.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. - заявл. 28.06.2004. - опубл. 10.03.2006, Бюл. № 7. - 12 с.

31. Пат. 2274536 Российская Федерация, МПК7В23К 35/40. Способ изготовления композиционной порошковой проволоки для наплавки сплава на основе алюминида никеля №3А1 / Цурихин С. Н., Соколов Г. Н., Лысак В. И.,

Зорин И.В.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. -заявл. 28.06.2004. - опубл. 20.04 2006, Бюл. № 11. - 9 с.

32. Пат. 2281475 Российская Федерация, МПК7ООШ 3/56. Способ определения износостойкости покрытия / Лебедев Е. И., Зорин И. В., Соколов Г. Н., Лысак В. И.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. - заявл. 11.01.2005. - опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22. - 9 с.

Под руководством автора данного диссертационного исследования защищено две кандидатских диссертации.

Личный вклад автора.

Основные результаты диссертационной работы единолично изложены автором в 6 опубликованных статьях в рецензируемых научно-технических журналах [4, 5,1, 11, 12, 14], в которых он обобщил, развил и уточнил научные и практические основы получения стойкого в условиях термосилового циклирования при температурах до 1100 °С композиционного наплавленного металла на прессовых штампах и металлургическом инструменте. В монографии [1] - с долей участия 95 % им проанализированы, обобщены и систематизированы результаты собственных исследований, а также других ученых и специалистов в области наплавки износостойких сплавов. В работах, выполненных в соавторстве с другими исследователями, автор определил методологию, обосновал и сформулировал основные идеи, а также направление проводимых исследований [2, 3, 6, 8 - 10, 16, 19, 20], разработал новые технические решения в области процессов наплавки и наплавочных материалов [21 - 32], установил взаимосвязь между режимом наплавки, структурой и сварочно-технологическими свойствами наплавленного металла [13, 15, 17, 18].

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы. Основное содержание диссертации изложено на 291 страницах текста, иллюстрированного 175 рисунками и

Общие выводы ные высокотемпературные области, взаимодействие магнитных полей в которых обеспечивает повышенное, в сравнении с известными процессами ЭШН и ЭШС энергетическое состояние шлаковой ванны.

7. На основе результатов математического моделирования процесса ЭШН выявлен механизм и оценен эффект от суммарного воздействия цирку-ляций в шлаковой ванне, вызванных перепадом температур и электромагнитным полем, заключающийся в создании «гидравлического подпора», который, способствуя замедлению потока шлака увеличивает время пребывания металлических капель в нем, что улучшает качество их металлургической обработки, а также за счет формирования плоской поверхности межфазной границы шлак-металл создает условия для построения направленно кристаллизованной композиционной структуры наплавленного металла.

8. При электрошлаковой наплавке совокупность величин соотношения токов с секции кристаллизатора и с полого электрода в пределах 0,8. 1,2, а также объемной плотности тока (550.650 А/мм ), в шлаке, находящемся в сферической полости электрода, обусловливает качественно новый способ получения перегретой области в шлаковой ванне с температурой свыше 3000 °С, что создает в ней термические условия для образования однородных по химическому составу металлических капель при расплавлении композиционной проволоки, содержащей туго- и легкоплавкие компоненты.

9. Установлены функциональные взаимосвязи между электрическими и технологическими параметрами дуговой наплавки колеблющимся электродом, а также электрошлаковой наплавки в секционном кристаллизаторе, позволяющие при заданных параметрах изделия и известных диаметрах порошковой и композиционной проволок в широких пределах управлять производительностью процессов, энергозатратами и качеством наплавленного на цилиндрические детали штампов и металлургический инструмент металла.

291

Докторская диссертацияСоколов Г.Н.

10. Промышленное внедрение результатов исследований показало, что полученные в диссертационной работе результаты обладают практической значимостью и позволяют повысить эффективность наплавленных прессовых штампов и инструмента для деформирования горячего (700. 1100 °С) металла за счет увеличения износостойкости объектов наплавки и повышения качества продукции при сокращении расхода энергоресурсов и штам-повых материалов, содержащих дорогостоящий и дефицитный вольфрам. Суммарный экономический эффект от разработок, внедренных в промышленность на ОАО «Волжский подшипниковый завод» и ОАО «Волжский трубный завод», составляет около 11 млн. рублей в ценах 2006 года.

1. А. с. 1120580, МКИ 3 В 23 К 35/36. Состав порошковой проволоки для износостойкой наплавки / Г. Н. Соколов, И. И. Фрумин, А. А. Филю-шин (СССР). №3621531; заявл. 15.07.83; опубл. 20.12.02; Бюл. № 24. -4 с.

2. А. с. 1123217, МКИ 3 В 23 К № 35/36. Состав порошковой проволоки для наплавки / Г. Н. Соколов, И. И. Фрумин, А. А. Филюшин (СССР). -№ 3642425; заявл. 08.07.83; опубл. 20.12.02.; Бюл. № 24. -4 с.

3. А. с. 1389147, МКИ 3 В 23 К 35/368. Порошковая проволока для наплавки / Г. Н. Соколов, С. В. Товкес (СССР). № 3971084 /31 -27; заявл. 29.10.85; опубл. 20.12.02; Бюл. № 24. - 4 с.

4. А. с. 1487259, МКИ 3 В 21 В 25/00. Способ изготовления оправок / Г. Н. Соколов, С. В. Товкес, А. П. Чучвага (СССР). № 4357302 / 31 - 27; заявл. 25.11.87; опубл. 20.12.02; Бюл. № 24. -4 с.

5. А. с. 1722756, МКИ 3 В 23 К 35/40. Способ изготовления порошковой проволоки для сварки и наплавки / Г. Н. Соколов, Б. В. Маркин, Н. Ю. Тарасова (СССР). № 4784748/27; заявл. 23.01.90; опубл. 30.03.92; Бюл. № 12.-4 с.

6. А. с. 843374, МКИ 3 В 23 К 9/04. Способ дуговой наплавки / Г. Н. Соколов, В. С. Седых, А. А. Филюшин (СССР). № 2882156 / 28 - 27; заявл. 14.02.80; опубл. 20.12.02; Бюл. № 24. - 11 с.

7. Агте, К. Вольфрам и молибден / К. Агте, И. Вацек. М.-Л.: Энергия, 1964.-455 с.

8. Акустическое исследование электро- и теплопроводности жидких металлов / В.В. Текучев, Л.Н. Рыгалов, И.В. Иванова и др. // Расплавы. -2003.-№5. -С. 29-34.

9. Список использованной литературы

10. Багрянский, К. В. Электродуговая сварка и наплавка под керамическими флюсами / К. В. Багрянский. Киев: Техника, 1976. - 184 с.

11. Багрянский, К. В. Сварка никеля и его сплавов / К. В. Багрянский, Г. С. Кузьмин. М.: Машгиз, 1963. - 163 с.

12. Бармин, Л. Н. Разработка износостойких наплавочных материалов и процессов их наплавки / Л. Н. Бармин, В. П. Гусев // Современные способы наплавки и их применение: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Па-тона, 1982.-С. 40-47.

13. Вельский, Е. И. Повышение стойкости штампов при объёмной штамповке / Е. И. Вельский, Р. И. Томилин. Минск.: Гос. издательство БССР, 1962.-200 с.

14. Бенуа, Ф. Ф. Расчет режимов наплавки под флюсом стальных цилиндрических деталей проволокой малого диаметра / Ф. Ф. Бенуа, В. И. Ко-логривов. Л.: ЛДНТП, 1973. - 28 с.

15. Блочно-модульная установка для испытаний наплавленного металла / И. И. Рябцев, Я. П. Черняк, В. В. Осин // Сварщик. 2004. - № 1. С. 18-19.

16. Бокштейн, 3. С. Строение и свойства металлических сплавов / 3. С. Бокштейн. М.: Металлургия, 1971. - 496 с.

17. Быстров, В. А. Исследование свойств композиционных сплавов, наплавленных ЭШН / В. А. Быстров, А. В. Быстров // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавочные материалы: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им Е. О. Патона, 1978. С. 98 - 104.

18. Быстров, В. А. Высокотемпературный износ и упрочнение металлургического оборудования / В. А. Быстров // Изв. вузов. Черная металлургия.-2001.-№ Ю.-С. 31 -38.

19. Вайнерман, А. Е. Плазменная наплавка металлов / А. Е. Вайнерман, М. X. Шоршоров, В. Д. Веселков, В. С. Новосадов. М.: Машиностроение, 1969. - 192 с.

20. Вайнерман, А. Е. О процессах растворения и диффузии на межфазной границе при взаимодействии разнородных металлов / А. Е. Вайнерман // Автоматическая сварка. 1976. - № 12. - С. 15 - 19.

21. Вдовин, Ю. М. Увеличение стойкости молотовых штампов покрытием их твёрдым сплавом / Ю. М. Вдовин, Ш. А. Гульданаев // Вестник машиностроения. 1972. - № 8. - С. 59.

22. Вейник, А. И. Приближённый расчёт процессов теплопроводности / А. И. Вейник. Энергоиздат, 1959. - 184 с.

23. Веревкин, В. И. Движение расплава шлака по свободной поверхности шлаковой ванны при ЭШН неплавящимся электродом / В. И. Веревкин,

24. B. А. Быстрое // Автоматическая сварка. 1993. -№11. - С. 14 - 17.

25. Веревкин, В. И. Анализ тепловых и гидродинамических явлений в шлаковой ванне при ЭШН КС с использованием неплавящегося электрода / В. И. Веревкин, В. А. Быстров // Автоматическая сварка. 1991. -№ 10.-С. 64-68.

26. Верин, А. С. Интерметаллид №3А1 как основа жаропрочного сплава / А. С. Верин // МиТОМ. 1997. - № 5. - С. 26 - 28.

27. Верин, А. С. Некоторые особенности структуры и анизотропии в монокристаллах №3А1 / А. С. Верин // МиТОМ. 1994. - № 2. - С. 25 - 27.

28. Влияние легирования и структуры отливок на жаропрочность интерме-таллида №3А1 при высокой температуре / В .П. Бунтушкин, М. Б. Бронфин, О. А. Базылева, О. Б. Тимофеева // Металлы. 1994. - № 2.1. C. 107-110.

29. Список использованной литературы

30. Влияние некоторых параметров технологии наплавки штампов электродами ОЗИ-З на их стойкость / В. Н. Пановко, Е. Г. Блошкин, В. Е. Дубнов // Сварочное производство. 1963. - № 3. - С. 14-15.

31. Влияние ниобия на стойкость швов против кристаллизационных трещин при сварке / Е. И. Лейначук, В. В. Подгаецкий, Г. И. Парфесса // Автоматическая сварка. 1974. - № 9. - С. 10-14.

32. Влияние распределения легирующих элементов на поведение сплавов при повышенных температурах / Е. И. Дриц, Д. А. Свирская, 3. С. Ка-данер // Исследования по жаропрочным сплавам. Т. 3, АН СССР. Сб. науч. тр., М.: Наука. 1958. - С. 303 - 309.

33. Влияние режима электрошлаковой наплавки на термокинетические процессы получения легированного сплава на основе алюминида -№3А1 / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, В. И. Лысак, В. Н. Арисова // Вопросы материаловедения. 2006. - № 3. - С. 41 - 52.

34. Влияние структуры на механические свойства легированного интерме-таллида №3А1 / В. П. Бунтушкин, О. А. Базылева, К. Б. Поварова и др. // Металлы. 1995. - № 3. - С. 74 - 80.

35. Влияние хрома, молибдена и вольфрама на упрочнение никеля при высоких температурах / И. И. Корнилов, Н. Г. Домотенко // Исследования по жаропрочным сплавам: Сб. науч. тр. Т. 5, АН СССР, М.: Наука, 1959.-С. 3-8.

36. Восстановление рабочих поверхностей деталей и инструмента сбороч-но-сварочной оснастки электрошлаковым способом композиционными

37. Докторская диссертация Соколов Г.Н.жаропрочными материалами / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, С. Н. Цури-хин и др. // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2005. -№ 5.-С. 17- 19.

38. Вязкость и электропроводность флюсов для электрошлакового переплава / С. А. Истомин, Г. В. Овчаренко, С. Н. Алешина, А. А. Мальков // Расплавы. 2004. - № 3. - С. 69 - 73.

39. Ву Дж, Б. С. Износо- и коррозионностойкие сплавы на основе кобальта для наплавки / Б. С. Ву Дж, С. А. Павленко // Автоматическая сварка. -2004.-№ 10.-С. 44-48.

40. Выделение тепла в ванне при электрошлаковой сварке проволочным электродом / В. Н. Герасимов, В. В. Меликов, X. Ч. Чалабаев // Автоматическая сварка. 1976. -№ 1. - С. 15 - 16.

41. Гегузин, Я. В. Диффузионная зона / Я. В. Гегузин. М.: Наука, 1979.-343 с.

42. Геллер, Ю. А. Инструментальные стали / Ю. А. Геллер. М.: Металлургия, 1975.-584 с.

43. Геллер, Ю. А. Повышение качества термической обработки штампов горячего деформирования / Ю. А. Геллер, Е. С. Голубева // Кузнечно-штамповое производство. 1966. -№ 9.-С.9-14.

44. Гладкий, П. В. Наплавочные сплавы на основе никеля и кобальта / П.

45. B. Гладкий // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавленный металл: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О.Патона, 1977.1. C. 119-130.

46. Гладкий, П. В. Плазменная наплавка / П. В. Гладкий, И. И. Фрумин // Автоматическая сварка. 1965. - № 3. - С. 23 - 27.

47. Голиков, И. Н. Ванадий в стали / И. Н. Голиков, М. И. Гольдштейн, И. И. Мурзин. М.: Металлургия. - 1968. - 291 с.

48. Голованенко, С. А. Производство биметаллов / С. А. Голованенко, Л. В. Меандров. М.: Металлургия, 1966. - 304 с.

49. Голованенко, С. А. Сварка прокаткой биметаллов / С. А. Голованенко.- М.: Металлургия, 1977. 158 с.

50. Горпенюк, Н. А. Электроды КПИ ГШ-1 для наплавки штампов горячей штамповки / Н. А. Горпенюк, С. Б. Козлов // Сварочное производство.- 1979.-№ 10.-С. 39-40.

51. Грабин, В. Ф. Металловедение сварки плавлением / В. Ф. Грабин. -Киев: Наук, думка, 1982. 416 с.

52. Гривняк, И. В. Свариваемость сталей; под ред. Э. Л. Макарова / И. В. Гривняк. М.: Машиностроение, 1984. - 216 с.

53. Григорьянц, А. Г. Основы лазерной обработки материалов / А. Г. Гри-горьянц. М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.

54. Гринберг, Б. А. Интерметаллиды Ni3Al и Ni3Ti. Микроструктура, деформационное поведение / Б. А. Гринберг, М. А. Иванов. Екатеринбург: УрОРАН, 2002. - 358 с.

55. Грохольский, Н. Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой / Н. Ф. Грохольский. М.: Машгиз, 1962. - 275 с.

56. Гудремон, Э. Специальные стали, т.2 / Э. Гудремон. М.: Металлургия, 1966,- 1274 с.

57. Гуляев, А. П. Термическая обработка стали / А. П. Гуляев. М.: Машгиз, 1960.-495 с.

58. Дакуорт, У. Электрошлаковый переплав / У. Дакуорт, Д. Хойл. М.: Металлургия, 1973. - 191 с.

59. Докторская диссертацияСоколов Г.Н.

60. Данильченко, Б. В. Износостойкий наплавленный металл системы С-Cr-Fe / Б. В. Данильченко // Сварочное производство. 1992.1.-е. 22.

61. Деградация и восстановление у'-фазы в жаропрочных никелевых сплавах / Г. И. Морозова, Л. П. Сорокина, Л. X. Богина // МиТОМ. 1995. -№4. -С. 29-32.

62. Демидов, Л. Д. К теории теплообмена между заготовкой и штампом при горячей обработке металлов давлением / Л. Д. Демидов // Машины и технологии обработки металлов давлением: Сб. науч. тр., М.: Машиностроение, 1967. С. 218 - 220.

63. Демидов, Л. Д. О методах экспериментального определения температуры инструмента при горячей штамповке / Л. Д. Демидов // Кузнечно-штамповое производство. 1965. - № 11. - С. 28.

64. Демянцевич, В. П. Структурные и фазовые превращения наплавленного металла систем Fe-Co-W и Fe-Co-Mo / В. П. Демянцевич, А. С. Крыжановский // Сварочное производство. 1979. - № 5. - С. 3 - 5.

65. Довнар, С. А. Термомеханика упрочнения и разрушения штампов объемной штамповки / С. А. Довнар М.: Машиностроение, 1975. - 255 с.

66. Диаграммы состояния металлических систем / под ред. А. Л. Петровой. М.: ВИНИТИ, 1988. - С. 37 - 38.

67. Дудко, Д. А. Электрические, магнитные и тепловые поля в шлаковой ванне при контактно шлаковой сварке / Д. А. Дудко, В. С. Товмач // Автоматическая сварка. - 1983. - С. 38 - 40.

68. Список использованной литературы

69. Дюндин, В. А. Полугорячее выдавливание поковок внутренних колец конических роликовых подшипников / В. А. Дюндин, Л. А. Гринфельд // Кузнечно-штамповое производство. 1969. - № 7. - С. 46 - 47.

70. Егоров, И. н. Наплавка электродами ЭН-60М штампов из углеродистых сталей / И. Н. Егоров // Сварочное производство. 1965. -№ 3. -С. 13 -14.

71. Еднерал, Ф. П. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Ф. П. Ед-нерал. М.: Металлургия, 1963. - 640 с.

72. Зайцев, Ю. Н. Исследование эффективности электрошлаковой наплавки и переплава с целью повышения стойкости штампового инструмента: диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.03.06.-М., 1967.- 184 с.

73. Земзин, В. Н. Сварные соединения разнородных сталей / В. Н. Земзин. М. - Л.: Машиностроение, 1966. - 232 с.

74. Земзин, В. Н. Термическая обработка и свойства сварных соединений / В. Н. Земзин, Р. 3. Шрон. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1978. - 367 с.

75. Изменение дислокационной структуры никелевых сплавов в процессе ползучести / Н. В. Никулина, М. П. Усиков, Л. П. Сорокина // Металлофизика. 1991. - т. 13.-№ 10.-С. 16-19.

76. Износостойкость и термическая выносливость наплавленного хромистого чугуна / Ю. М. Кусков, И. И. Фрумин, Г. В. Ксендзык // Автоматическая сварка. 1978. - № 6. - С. 64 - 67.

77. Информационно-измерительная система для исследования технологических свойств сварочных материалов, оборудования и процессов сварки / И. К. Походня, Р. Ф. Офенгенден, В. Н. Горпенюк и др. // Автоматическая сварка. 1979. - С. 67 - 68.

78. Докторская диссертация Соколов Т.Н.

79. Иоффе, И. С. К вопросу выбора конструкции сечения порошковой проволоки / И. С. Иоффе, В. И. Зеленова // Сварочное производство. -1986.-№ 12.-С. 2-3.

80. Иоффе, И. С. Сварка порошковой проволокой / И. С. Иоффе. М.: Машиностроение, 1989. - 90 с.

81. Использование информационно-регистрирующей системы для оценки технологических свойств электродов для ручной дуговой сварки / А. И. Акулов, И. А. Бубликова, А. В. Чернов // Сварочное производство. -1992.-№ 12.-С. 31-32.

82. Исследование высокотемпературных свойств наплавленного метала методом склерометрии / И. Е. Лебедев, Г. Н. Соколов, И. В. Зорин и др. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. - № 1. - С. 40 - 44.

83. Исследование горячей микротвердости и прочностных характеристик КС на основе НС / В. А. Быстров, И. К. Анохина, В. И. Веревкин // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. - № 8. - С. 39 - 42.

84. Исследование свариваемости никелевых суперсплавов и разработка технологии ремонта лопаток газовых турбин / К. А. Ющенко, В. С. Савченко, Л. В. Червякова и др.// Автоматическая сварка. 2005. -№ 6. - С. 3 - 6.

85. Исследование свойств наплавленного металла типа мартенситоста-реющих сталей / И. А. Кондратьев, И. А. Рябцев, Я. П. Черняк // Автоматическая сварка. 2004. - № 10. - С. 16 - 18.

86. Список использованной литературы

87. Исследование электрошлакового процесса с помощью фотосъёмки через прозрачную среду / Г. 3. Волошкевич, Д. А. Дудко, И. И. Сущук-Слюсаренко, И. И. Лычко // Автоматическая сварка. 1971. - № 2. -С. 15-17.

88. К вопросу о механизме образования переходного слоя в зоне сплавления разнородных сталей / И. В. Павлов, Д. П. Антонец, Ю. Н. Готаль-ский // Автоматическая сварка. 1980. - № 7. - С. 5 - 7.

89. К вопросу о физической природе движения расплава при электрошлаковом процессе / Д. А. Дудко, Я. Ю. Компан, Э. В. Щербинин // Сварочное производство. 1990. - № 6. - С. 38 - 39.

90. Кальянов, В. Н. Износ хромомолибденового наплавленного металла при повышенных температурах / В. Н. Кальянов // Автоматическая сварка. 1976. - № 12. - С. 63 - 64.

91. Кальянов, В. Н. Мартенситно-стареющие стали для наплавки штампов / В. Н. Кальянов, В. А. Багров // Сварочное производство. 2003. -№2.-С. 35 - 37.

92. Кальянов, В. Н. Наплавка крупногабаритного кузнечного инструмента под керамическим флюсом / В. Н. Кальянов, Е. Л. Слободчиков // Сварочное производство. 1969. - № 3. - С. 32 - 34.

93. Канн, Р. В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез интерметаллидов / Концепция развития СВС как области научно технического прогресса / Р. В. Кан // Науч. ред. Г.А. Мержанов: Сб. науч. тр., Черноголовка: Территория, 2003. - С. 240 - 245.

94. Карпенко, В. М. Выбор температуры предварительного подогрева при наплавке штампов / В. М. Карпенко, Д. С. Кассов // Сварочное производство. 1970. - № 1,-С. 24-26.

95. Келли, А. Высокопрочные материалы / А. Келли. М.: Мир, 1976.-261 с.

96. Компан, Я. Ю. Электрошлаковая сварка и наплавка с управляемыми М Г Д-процессами / Я. Ю. Компан, Э. В. Щербинин . М.: Машиностроение, 1989.-272 с.

97. Композиционный материал для наплавки чугунных изделий / С. С. За-туловский. В. Я. Кезик, В. В. Левин и др. // Наплавка при изготовлении деталей машин и оборудования: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Па-тона, 1986.-С. 103- 106.

98. Кондратьев, И. А. Исследование теплостойкости наплавленного металла типа инструментальных сталей / И. А. Кондратьев // Наплавленныйметалл. Состав, структура, свойства: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О Патона, 1992. С. 47 - 49.

99. Константинов, В. М. Диффузионно-легированный сплав для восстановления наплавкой инструмента горяче-штамповой оснастки / В. М. Константинов // Ремонт, восстановление, модернизация. 2002. -№8.-С. 29-33.

100. Корнилов, И. И. Металлохимические свойства элементов периодической системы / И. И. Корнилов, Н. М. Матвеев, Л. И. Пряхина, Р. С. Полякова. М.: Наука, 1966. - 352 с.

101. Коротков, В. А. Упрочнение оправок раскатной клети прокатного стана / В. А. Коротков, С. Н. Дубко // Сварочное производство. 1992. -№ 11.-С. 12-13.

102. Костецкий, Б. И. Сопротивление изнашиванию деталей машин / Б. И. Костецкий. Киев: Машгиз, 1959. - 451 с.

103. Кох, Б. А. К вопросу об устойчивости электрошлакового процесса / Б. А. Кох // Труды ЛПИ. Сб. науч. тр., Л.: ЛПИ, 1966. С. 57 - 62.

104. Кравцов, Т. Г. Инженерный метод расчета температурных полей при наплавке цилиндров точечным источником нагрева / Т. Г. Кравцов // Сварочное производство. -1981.-№8.-С. 6-8.

105. Кравцов, Т. Г. Электродуговая наплавка электродной лентой / Т. Г. Кравцов. -М.: Машиностроение, 1978. 186 с.

106. Кречмар, Э. Методы испытаний наплавленного металла / Э. Кречмар // Теоретические и технологические основы наплавки. Свойства и испытания наплавленного металла: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1979.-С. 3-22.

107. Кристиан, Д. Теория превращения в металлах и сплавах. Часть 1 / Д. Кристиан. М.: Мир, 1978. - 582 с.

108. Докторская диссертация Соколов Г.Н.

109. Ксендзык, Г. В. Особенности тепловой работы токоподводящего кристаллизатора при электрошлаковой наплавке зернистым присадочным металлом / Г. В Ксендзык // Промышленная теплотехника. 1982. -№2.-С. 45 -50.

110. Ксендзык, Г. В. Тепловой баланс кольцевой электрошлаковой наплавки / Г. В. Ксендзык // Автоматическая сварка. 1972. - № 10. - С. 25 - 28.

111. Кузьменко, О. Г. Электрошлаковая наплавка крупногабаритных молотовых и прессовых штампов / О. Г. Кузьменко // Сварщик. 2004. -№ 1.-С. 14.

112. Кузьменко, О. Г. Восстановление инструмента для горячей объемной штамповки электрошлаковой наплавкой некомпактными материалами: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.03.06. - Киев, 2002. - 19 с.

113. Кусков, Ю. М. Наплавка в токоподводящем кристаллизаторе перспективное направление электрошлаковой технологии / Ю. М. Кусков // Автоматическая сварка. - 1999. -№ 9.-С. 76-80.

114. Кусков, Ю. М. Электрошлаковый процесс и технология наплавки дискретными материалами в токоподводящем кристаллизаторе: автореферат диссертации на соискание ученой степени докт. техн. наук: -05.03.06. Киев, 2005. - 33 с.

115. Кушнерев, Д. М. Исследования автоматической сварки никелевых жаропрочных сплавов под керамическим флюсом / Д. М. Кушнерев, И. В. Ляховая // Сварка специальных металлов и сплавов: Сб. науч. тр., Киев: АН УССР, 1963. С. 111 - 120.

116. Ламзин, А. Г. Влияние структуры наплавленного металла на износ при циклических теплосменах / А.Г. Ламзин, Ю. И. Рубенчик // Автоматическая сварка. 1971. - № 1. - С. 55 - 57.

117. Ламзин, А. Г. Метод испытания материалов, работающих при трении в условиях циклических теплосмен // Трение и изнашивание при высоких температурах: Сб. науч. тр., М.: Наука, 1973. С. 15 - 16.

118. Латаш, Ю. В. Электрошлаковый переплав / Ю. В. Латаш, Б. И. Медовар; под общ. ред. Б. Е. Патона. М.: Металлургия, 1971. - 240 с.

119. Леванов, А. Н. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / А. Н. Леванов, В. А. Колмогоров. М.: Металлургия, 1976.-420 с.

120. Лейначук, Е. И. Влияние ванадия на склонность наплавленного металла к горячим трещинам / Е. И. Лейначук, Г. И. Парфесса // Автоматическая сварка. 1969. - № 1,-С. 13- 18.

121. Лейначук, Е. И. Электродуговая наплавка деталей при абразивном и гидроабразивном износе / Е. И. Лейначук. Киев: Наук, думка, 1985.- 160 с.

122. Ленивкин, В. А. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах / В. А. Ленивкин, Н. Г. Дюргеров, Н. X. Сагиров. М.: Машиностроение, 1989. - 264 с.

123. Лещинский, Л. К. Разработка научных основ технологии нанесения слоистых композиций на крупногабаритные стальные детали оборудования горячей прокатки: автореферат диссертации на соискание ученой степени докт. техн. наук: 05.03.06. - М., 1991. - 44 с.

124. Лившиц, Л. С. Металловедение для сварщиков / Л. С. Лившиц. М.: Машиностроение, 1979. - 253 с.

125. Лившиц, Л. С. Основы легирования наплавленного металла / Л. С. Лившиц, Н. А. Гринберг, Э. Г. Куркумелли. М.: Машиностроение, 1968.- 186 с.

126. Лобанов, В. К. Экспериментальное исследование износа и повышение стойкости штампов для обжима поковок / В. К. Лобанов, В. М. Пили-пенко // Кузнечно-штамповое производство. 1973. - № 7. - С. 5 - 8.

127. Лужанский, И. Б. Исследование свойств металла, наплавленного электродами ОЗИ 6 / И. Б. Лужанский // Новые процессы наплавки, свойства наплавленного металла и переходной зоны: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1984. - С. 58 - 63.

128. Любарский, И. М. Металлофизика трения / И. М. Любарский, Л. С. Па-латник. -М.: Металлургия, 1976. 176 с.

129. Лякишев, Н. П. Легированные сплавы и стали с ниобием / Н. П. Ляки-шев, Н. А. Тулин, Ю. Л. Плинер. М.: Металлургия, 1981. - 191 с.

130. Ляховая, И. В. Влияние скорости поперечных колебаний электрода на производительность широкослойной наплавки / И. В. Ляховая, Д. М. Кушнерев // Автоматическая сварка. 1972. - № 5. - С. 62 - 63.

131. Малолегированные лёгкие жаропрочные высокотемпературные материалы на основе интерметаллида Ni3Al / Е. Н. Каблов, В. П. Бунтуш-кин, К. Б. Поварова и др. // Металлы. 1999. - № 1. - С. 58 - 65.

132. Малыгин, В. С. Повышение стойкости штампов способом комплексного диффузионного насыщения хромом, азотом и углеродом / В. С. Малыгин, Ю. Н. Грибоедов // Вестник машиностроения. 1972. - № 9. -С. 61-64.

133. Список использованной литературы

134. Манабу, Т. Нержавеющая сталь для производства подшипников и инструмента / Т. Манабу // Токусюко спец. сталь. 1962. - № 11. -С. 50- 58.

135. Махненко, В. И. Тепловые процессы при механизированной наплавке деталей типа круговых цилиндров / В. И. Махненко, Т. Г. Кравцов. -Киев: Наук, думка, 1976. 160 с.

136. Меликов, В. В. Многоэлектродная наплавка. / В.В. Меликов. М.: Машиностроение, 1988. - 144 с.

137. Меськин, В. С. Основы легирования стали / В. С. Меськин. М.: Металлургия, 1964. - 684 с.

138. Металлургия дуговой сварки. Взаимодействие металла с газами / И.К. Походня, И. Р. Явдощин, А. П. Пальцевич и др. / Украина, Киев: Наукова думка, 2004. 445 с.

139. Метод расчетного определения фазового состава и структуры износостойких наплавочных сплавов / Н. В. Королев, О. В. Пименова, Н. В. Бороненков // Сварочное производство. 2002. - № 4. - С. 11-16.

140. Методика расчета равновесного количества фаз, выделяющихся из многокомпонентных расплавов на основе железа / В. Н. Бороненков,

141. Докторская диссертация Соколов Г.К

142. Н. В. Королев, О. В. Пименова // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Сб. научн. тр., Екатеринбург: УГТУ, 1997. -С. 15 -20.

143. Механические и эксплуатационные свойства литейного жаропрочного сплава на основе интерметаллида №3А1 / В. П. Бунтушкин, Е. Н. Каб-лов, О. А. Базылева // Металлы. 1995. - № 3. - С. 70 - 73.

144. Миркин, И. И. Метод испытания твердости при высоких температурах / И. И. Миркин, Д. Е. Лившиц // Заводская лаб. 1949. - № 9. -С. 1080- 1088.

145. Миронова, Т. П. Особенности износостойкой наплавки стальных изделий с использованием энергии пучка релятивистских электронов: диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.03.06. Липецк, 1996. - 150 с.

146. Мовчан, Б. А. Границы кристаллитов в литых металлах и сплавах / Б. А. Мовчан. Киев: Техника, 1970. - 262 с.

147. Моделирование температурных полей шлаковой ванны при электрошлаковой наплавке / В. И. Веревкин, В. А. Быстров, П. Г. Белоусов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2004. - № 6. - С. 52-55.

148. Модельное исследование расплавов СаР2-А120з и СаР2-8Ю2 / С.Г. Ко-могорова, С.Б. Воронцов, С.А. Истомин и др. // Расплавы. 2002. -№2.-С. 89-93.

149. Мойсов, Л. П. Оценка защитных и формирующих свойств шлаковой фазы порошковой проволоки / Л. П. Мойсов // Сварочное производство. 1992. -№ 7. с. 25-27.

150. Мойсов, Л. П. Порошковая проволока сварочный материал XXI века / Л. П. Мойсов // Монтажные и специальные работы в строительстве. -2002,-№9.-С. 7- 10.

151. Список использованной литературы

152. Наплавка в вакууме дугой с использованием разряда с полым катодом / В. М. Ямпольский, С. Д. Братчук, В. С. Магнитов и др. // Изв. вузов: Машиностроение. 1973. -№ 8. - С. 15-18.

153. Норин, А. П. Наплавка дугой косвенного действия с применением плавящихся проволочных электродов / А. П. Норин, А. А. Кирьянов, H. Н. Малышев // Сварочное производство. 1990. - № 6. - С. 3 - 4.

154. Наплавка штампов горячей штамповки / М. И. Разиков, А. В. Пряхин, Е. Н. Бобров и.др. // Сварочное производство. 1970. - № 2. - С. 23.

155. Наплавочные материалы стран членов СЭВ / под ред. И. И. Фрумина. -Киев-М., 1979.-620 с.

156. Ниженко, В. И. Поверхностное натяжение жидких металлов / В. И. Ниженко. М.: Металлургия, 1981. - 208 с.

157. Новожилов, H. М. Основы металлургии дуговой сварки в газах / H. М. Новожилов. М.: Машиностроение, 1979. - 231 с.

158. Новые наплавочные сплавы на основе тугоплавких соединений / В. Д. Орешкин, В. И Светлополянский, А. А. Данькин // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавленный металл: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. ЕО Патона, 1977. С. 157 - 161.

159. Новые способы изготовления биметаллических изделий намораживанием и заливкой жидкого присадочного сплава / Б. Е. Патон, Д. А. Дудко, Б. И. Максимович // Автоматическая сварка. 1969. - № 6. - С. 41-46.

160. Новый высокованадиевый наплавочный материал для штампов горячего деформирования и пресс-форм / M. Н. Салманов, В. Н. Шабалин,

161. Докторская диссертация Соколов Г.Н.

162. Н. С. Салманов и др. // Сварочное производство. 2001. - № 10. -С. 22-25.

163. Николаева, О. И. О повышении стойкости штампов полужидкой и горячей штамповки / О. И. Николаева, Б. А. Науменко, А. Н. Яргункин // Кузнечно-штамповое производство. 1969. - № 8. - С. 44-45.

164. Опарин, Л. И. Высокопроизводительная наплавка под флюсом двумя электродными проволоками / Л. И. Опарин, В. Л. Маликин // Автоматическая сварка. 1989. - № 5. - С. 53 - 56.

165. Определение длины "мокрого" вылета электрода при электрошлаковой наплавке плавящимся электродом / В. А. Данилов, В. И. Боченин, С. А. Филобок // Сварочное производство. 1988. - № 7. - С. 5 - 7.

166. Оптимизация процесса дуговой широкослойной наплавки поверхностей цилиндров малого диаметра / А. П. Пахолюк, Ю. А. Юзвенко, Г. А. Кирилюк, О. Г. Касаткин // Автоматическая сварка. 1980. - № 6. -С. 49-51.

167. Опыт изготовительной наплавки штампов электродами ОЗШ-6 на ПО "Камаз" / И. Б. Лужанский, X. Л. Яровинский, В. И. Семендий // Наплавка при изготовлении деталей машин и оборудования: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1986. С. 71 - 74.

168. Особенности износа прокатных валков и вопросы разработки наплавочных материалов / Ф. Д. Кащенко, И. И. Фрумин, Г. Н. Гордань // Современные способы наплавки и их применение: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1982. С. 24 - 29.

169. Особенности массопереноса при сварке в твёрдой фазе импульсным нагружением / Л. Н. Лариков, В. М. Фальченко, В. Д. Мажанко и др. // Автоматическая сварка. 1974. -№ 5. - С. 19-21.

170. Особенности процесса ЭШН композиционным стержнем в малогабаритном секционном кристаллизаторе / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, С. Н.

171. Список использованной литературы

172. Цурихин, В. И. Лысак // Автоматическая сварка. 2004. - № 10. -С. 26-30.

173. Пальти, A.M. Влияние электромагнитных сил на течение шлака у поверхности плавящегося электрода при электрошлаковом процессе /

174. A. М. Пальти, В. Л. Шевцов // Сварочное производство. 2002. - № 4. -С. 17-19.

175. Парсонс, Р. С. Производство инструментальных сталей методом непрерывного электрошлакового переплава порошков / Р. С. Парсонс // Электрошлаковый переплав: Сб. науч. тр., Киев: Наук, думка, 1973. -С. 243-254.

176. Пат. 2152860 Российская Федерация, МПК 7 В 23 К 35/08. Композиционный порошковый электрод / Соколов Г. Н., Вариводский А. Ю.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. заявл. 12.05.1999 - опубл. 20.07.2000, Бюл. № 20. - 4 с.

177. Пат. 2254219 Российская Федерация, МПК 7 В 23 К 35/368. Порошковая проволока для наплавки / Соколов Г. Н., Цурихин С. Н., Лысак

178. B. П., Зорин И. В.; заявитель и патентообладатель Волгоградский гос. техн. ун-т. заявл. 29.12.03. - опубл. 20.06.05, Бюл. № 17. - 7с.

179. Докторская диссертация Соколов Г.Н.

180. Патон, Б. Е. Новые электрошлаковые технологии и материалы / Б. Е. Патон, Л. Б. Медовар // Автоматическая сварка. 2003. - № 10 - 11.-С. 188- 193.

181. Пахолюк, А. П. Деформирование вала при дуговой широкослойной наплавке / А. П. Пахолюк, С. Ю. Кривчиков // Автоматическая сварка. -1981,-№7.-С. 67-68.

182. Пацекин, В. П. Производство порошковой проволоки / В. П. Пацекин, К. 3. Рахимов. М.: Металлургия, 1979. - 80 с.

183. Пащенко, М. А. Наплавка породоразрушающего бурового инструмента / М. А. Пащенко, Е. И. Фрумин // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавка в машиностроении и ремонте: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им Е.О. Патона, 1981.-С. 65 -76.

184. Перевалова, О. Б. Специальные границы в интерметаллиде №зА1, полученном различными способами / О. Б. Перевалова // Физика и химия обработки материалов. 2003. - № 5. - С. 77 - 83.

185. Перемиловский, И. А. Жаропрочные сплавы для наплавки лопаток авиационных турбин и исследование свойств наплавленного металла /

186. И. А. Перемиловский // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавленный металл: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Пато-на, 1977.-С. 131 135.

187. Переплетчиков, Е. Ф. Плазменная наплавка деталей металлургического оборудования / Е. Ф. Переплетчиков // Сварщик. 2004. - № 1. -С. 10-11.

188. Переплетчиков, Е. Ф. Плазменно-порошковая наплавка износо- и кор-розионностойких сплавов в арматуростроении / Е. Ф. Переплетчиков // Автоматическая сварка. 2004. - № 10. - С. 37 - 43.

189. Пиккеринг, Ф. Выделение карбида ниобия в аустенитных жаропрочных сталях / Ф. Пиккеринг // Структура и механические свойства металлов: Сб. научн. тр., М.: Металлургия, 1976. С. 187 - 195.

190. Пиксин, Ю. И. Исследование зависимости между характеристиками твердости и прочности при повышенных температурах; диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.02.01. Москва, МЭИ. -1966.- 186 с.

191. Пирсон, У. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. Часть 1/ У. Пирсон. М.: Мир, 1977. - 419 с.

192. Плазменная наплавка стеллита / И. И. Фрумин, Е. Ф. Переплетчиков, П. В. Гладкий // Автоматическая сварка. 1974. - № 2. - С. 34 - 38.

193. Плазменно-порошковая наплавка быстрорежущих сталей / И. А. Бартенев, П. В. Гладкий. Е. Ф. Переплетчиков // Наплавка деталей оборудования, металлургии и энергетики: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1980.-С. 23 -28.

194. Повышение качества и производительности наплавки на детали из закаливающихся сталей / Б. Ф. Якушин, В. Н. Куценко, В. Я. Воротников // Автоматическая сварка. 1983. - № 3. - С. 48 - 50.

195. Повышение служебных характеристик наплавленного мартенситоста-реющего металла при циклическом термомеханическом воздействии / Е. Н. Сафонов, Л. Н. Бармин, А. В. Пряхин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1983. - № 12. - С. 72 - 74.

196. Повышение стойкости штампов горячего деформирования наплавкой / А. Н. Падун, В. П. Ильин, Ю. А. Алимов // Сварочное производство. -1981.-С. 29-30.

197. Подгаецкий, В. В. Сварочные флюсы / В. В. Подгаецкий, И. И. Любо-рец. Киев: Техника, 1984. - 167 с.

198. Подгаецкий, В. В. Сварочные шлаки. Справочное пособие / В. В. Подгаецкий, В. Г. Кузьменко. Киев: Наук, думка, 1988. - 256 с.

199. Подгаецкий, В. В. Трещины сульфидного происхождения при сварке сталей / В. В. Подгаецкий, Г. И. Парфесса. Киев: Наук, думка, 1977.- 150 с.

200. Поздняк, Л. А. Штамповые стали. / Л. А. Поздняк. М: Металлургия, 1980,- 150 с.

201. Показатели изготовления и использования порошковых проволок различной конструкции / И. К. Походня, В. Ф. Альтер, В. Н. Шлепаков и др. // Сварочное производство. 1985. - № 8. - С. 33 - 34.

202. Полухин, П. И. Сопротивление пластической деформации сталей и сплавов / П. И. Полухин, Г. Я. Гун, А. М. Галкин. М.: Металлургия, 1976.-352 с.

203. Список использованной литературы

204. Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали / И. А. Кондратьев, И. А. Рябцев, Я. П. Черняк // Автоматическая сварка. 2006. - № 4. - С. 50-53.

205. Порошковая проволока для наплавки сплава на основе алюминида никеля / С. Н. Цурихин, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак и др. // Сварочное производство. 2006. - № 1. - С. 17-22.

206. Потак, Я. М. Высокопрочные стали / Я. М. Потак. М.: Металлургия, 1972.- 210 с.

207. Потак, Я. М. Структурная диаграмма низкоуглеродистых нержавеющих сталей применительно к литому и наплавленному при сварке металлу / Я. М. Потак, Е. А. Сагалевич // Автоматическая сварка. 1972. - № 5. - С. 10-15.

208. Походня, И. К. Металлургия сварки, состояние и проблемы / И. К. По-ходня // Сварка и родственные технологии в XXI век: Сб. науч. тр. междунар. науч. техн. конф. - Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1998. -С. 227-245.

209. Походня, И. К. О влиянии скорости охлаждения на образование кристаллизационных трещин / И. К. Походня // Автоматическая сварка. -1955.-№6.-С. 64-73.

210. Походня, И. К. Прогрессивные способы наплавки деталей износостойкими сплавами / И. К. Походня. М.: ВИНИТИ, 1959. - 91 с.

211. Походня, И. К. Производство порошковой проволоки / И. К. Походня, В. Ф. Альтер, В. Н. Шлепаков. Киев: Высшая школа, 1980. - 230 с.

212. Докторская диссертация Соколов Г.Н.

213. Походня, И. К. Сварка порошковой проволокой / И. К. Походня, А. М. Суптель, В. Н. Шлепаков. Киев: Наук, думка, 1972. - 233 с.

214. Применение сталей ПНП в качестве наплавочных материалов для повышения усталостной прочности наплавленных деталей / Г. С. Микае-лян, И. А. Рябцев, В. Г. Васильев // Автоматическая сварка. 1993. -№ 10.-С. 34-36.

215. Пузрин, Л. Г. ЭШН неподвижным электродом / Л. Г. Пузрин, А. Ш. Городецкий // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавка деталей оборудования и энергетики: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им Е. О. Патона, 1980. С. 9 - 14.

216. Разиков, М. И. Автоматическая наплавка в среде углекислого газа / М. И. Разиков. Москва - Свердловск: Машгиз, 1962. - 212 с.

217. Разиков, М. И. Влияние режимов широкослойной наплавки на размеры наплавленного слоя / М. И. Разиков, Н. В. Королев // Автоматическая сварка. 1966. - № 12. - С. 37 - 42.

218. Разиков, М. И. Повышение стойкости прессовых матриц напылением / М. И. Разиков, И. А. Толстов // Сварочное производство. 1969. - № 8. -С. 32-34.

219. Разработка методики высокотемпературных склерометрических испытаний композиционного наплавленного металла / Лебедев Е. И., Зорин

220. Список использованной литературы

221. И. В., Соколов Г. Н., Лысак В. И. // Новые перспективные материалы и технологии их получения: Сб. трудов междунар. науч.-техн. конф. -Волгоград: ВолгГТУ, 2004. С. 159 - 160.

222. Растворение и диффузия легирующих элементов в жидком алюминии / Г. С. Ершов, А. А. Касаткин, А. А. Голубев // Известия АН СССР, Металлы, 1979. № 2. - С. 77 - 79.

223. Ребельский, А. В. Основы проектирования процессов горячей объемной штамповки / А. В. Ребельский. М.: Машиностроение, 1965. -280 с.

224. Рекомендации по выбору электродов для наплавки штампов и ряда других быстроизнашивающихся деталей / Е. Г. Блошкин, Н. Н. Давыдова, А. С. Крыжановский // Сварочное производство. 1977. - № 4. -С. 60-61.

225. Ремонтная наплавка малогабаритных торцов деталей сборочной и сварочной оснастки / Г. Н. Соколов, В. И. Лысак, И. В. Зорин, С. Н. Цури-хин // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. - № 7. -С. 30-32.

226. Рохлин, Э.А. Анализ температурно-временных условий взаимодействия расплавленного металла с твердым при сварке-пайке разнородных металлов / Э. А. Рохлин // Сварка: Сб. науч. тр., Л.: Судостроение -Вып. 11, 1968.-С. 99- 107.

227. Рябцев, И. А. Износостойкий плакированный прокат / И. А. Рябцев. -Киев: Знание, 1982. 24 с.

228. Рябцев, И. А. Механизированная электродуговая наплавка деталей металлургического оборудования / И. А. Рябцев, И. А. Кондратьев. Киев: Экотехнология, 1999. - 62 с.

229. Рябцев, И. А. Свойства сплавов на основе Бе, №, Со, наплавленных ла-зерно-порошковым методом / И. А. Рябцев // Наплавленный металл. Состав, структура, свойства: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1992.-С. 23-25.

230. Сафонов, Е. Н. Новые материалы и технологические процессы для продления эксплуатационного ресурса прокатных валков / Е. Н.Сафонов / Научное издание. Нижний Тагил: НФТИ (ф.) УГТУ - УПИ, 2005.-212 с.

231. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие в 2 т.; под ред. Н. Н. Потапова. М.: Машиностроение, - 1989. - Т. 2. - Сварочные проволоки и электроды. - 1993. - 763 с.

232. Свойства теплостойких сталей, наплавленных плазменно-порошковым способом / Н. В. Рогов, А. В. Пастухов, Л. В. Лойко, У. Л. Шеряко // Наплавленный металл. Состав, структура, свойства: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1992. С. 49 - 51.

233. Седых, В. С. Сварка взрывом / В. С. Седых // Сварка в машиностроении. Справочник в 4 т.; Т. 1; под ред. Н. А. Ольшанского. М.: Машиностроение, 1978. - С. 362 - 275.

234. Сидоров, А. И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой / А. И. Сидоров. М.: Машиностроение, 1987. - 192 с.

235. Силуянов, В. П. Прогрессивные способы восстановления деталей машин / В. П. Силуянов, В. А. Надольский, П. И. Лужков. Минск: Урод-жай, 1988.- 120 с.

236. Симе, Ч. Жаропрочные сплавы / Ч. Симе, В. Хагель. М.: Металлургия, 1967.-576 с.

237. Скачков, О. А. Перспективные жаростойкие и жаропрочные сплавы на основе интерметаллидов №А1 и №3А1 / О. А. Скачков // Сталь. 2002. -№ 2. - С. 74 - 77.

238. Совершенствование метода прогноза структуры износостойких наплавочных сплавов / Н. В. Королев, А. М. Фивейский, О. В. Пименова, А. В. Матушкин // Сварщик. 2003. - № 4. - С. 5 - 7.

239. Совместный анализ тепловых и магнито-гидродинамических явлений в шлаковой ванне при электрошлаковой наплавке / В. Н. Веревкин, А. В. Сакун, Т. А. Атавин // Изв. вузов. Черная металлургия. 2003. - № 12. -С. 20-23.

240. Соколов, Г. Н. Влияние соотношения хрома, молибдена и углерода на структуру и свойства наплавленного металла системы Бе-Сг-Мо-С / Г. Н. Соколов // Сварочное производство. 2000. - № 11. - С. 3 - 5.

241. Соколов, Г. Н. Влияние структуры и типа наплавленного металла на износостойкость кулачков трубообточных станков / Г. Н. Соколов, А. А. Филюшин // Автоматическая сварка. 1988. - № 8. - С. 47 - 49.

242. Соколов, Г. Н. Дуговая наплавка металла переменного состава на режущие кромки металлургического инструмента / Г. Н. Соколов // Наплавка в металлургической и горнорудной промышленности: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1988. С. 16 - 17.

243. Соколов, Г. Н. Новые термостойкие композиционные материалы для наплавки на прессовый инструмент / Г. Н. Соколов // Вопросы материаловедения. 2004. - № 4. - с. 51 - 59.

244. Соколов, Г. Н. Оперативный контроль технологических свойств сварочных проволок / Г. Н. Соколов // Сварочное производство. 2002. -№ 11.-С. 45-49.

245. Соколов, Г. Н. Порошковая проволока для наплавки высокоуглеродистого никелевого сплава / Г. Н. Соколов // Оборудование и материалы для наплавки: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им Е. О. Патона, 1990. -С. 69-71.

246. Соколов, Г. И. Свойства наплавленного металла системы Ре-Сг-Мо-С для наплавки инструментов для деформирования сталей / Г. Н. Соколов // Автоматическая сварка. 1996. - № 6. - С. 53 - 54.

247. Соколов, Г. Н. Свойства наплавленного металла, используемого для упрочнения металлургического инструмента / Г. Н. Соколов // Автоматическая сварка. 2004. - № 10. - С. 62 - 64.

248. Соколов, Г. Н. Совершенствование состава наплавленного металла системы Ее-Сг-Мо-С для дуговой и электрошлаковой наплавки / Г. Н.

249. Список использованной литературы

250. Соколов // Наплавленный металл. Состав, структура, свойства: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1992. С. 49 - 51.

251. Соколов, Г. Н. Структура и свойства переходной зоны между наплавленным инструментальным металлом и конструкционной сталью / Г. Н. Соколов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. - № 12. -С. 46-50.

252. Соколов, Г. Н. Электрошлаковая наплавка торцовых объемов деталей штампов / Г. Н. Соколов, А. А. Филюшин // Современные способы наплавки и их применение: Сб. науч. тр., Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1982.-С. 84-89.

253. Соколов, Г. Н. К вопросу о выборе и разработке материалов для наплавки прессового инструмента / Г. Н. Соколов / ВолгГТУ. Волгоград, 1983. - 16 с. - Деп. в Черметинформации 24. 06. 1983, № 2031.

254. Соколов, Г. Н. Износ инструмента полугорячей формовки колец подшипников и пути повышения его стойкости / Г. Н. Соколов // Новые материалы, конструкции, технологические процессы: Сб. науч. тр., Волгоград / ВДТ НТО, 1979. С.31.

255. Соколов, Г. Н. Исследование температурно-силовых условий службы прессового инструмента производства подшипников / Г. Н. Соколов, В. М. Хрипунов / ВолгПИ. Волгоград, 1987. - 23 с. - Деп. в Черметин-формации 31.08.1987, № 4148.

256. Соколов, Г. Н. К оценке процесса разупрочнения наплавленного металла в условиях термосилового циклирования / Г. Н. Соколов, А. С. Краев / ВолгГТУ. Волгоград, 1988. - 13 с. - Деп. в Черметинформа-ции 28.03.1988, №4415.

257. Соколов, Г. Н. Наплавка износостойких сплавов на прессовые штампы и инструмент для горячего деформирования сталей: научная монография / Г. Н. Соколов. В. И. Лысак / ВолгГТУ. Волгоград, 2005. - 284 с.

258. Соколов, Г. Н. Износ и легирование наплавленного металла / Г. Н. Соколов / ВолгГТУ. Волгоград, 2003. - 92 с.

259. Сплав на основе интерметаллида Ni3Al перспективный материал для лопаток турбин / Е. Н. Каблов, Б. С. Ломберг, В. П. Бунтушкин // МиТОМ. - 2002. - № 7. - С. 16 - 19.

260. Сплавы на основе алюминидов никеля / В. П. Бунтушкин, Е. Н. Каблов, О. А. Базылева, Г. И. Морозова // МиТОМ. 1999. - № 1. - С. 32 - 34.

261. Сравнительны анализ принципов создания жаропрочных никелевых сплавов на основе интерметаллида Ni3 Al (у'-фаза) / К. Б. Поварова, В. П. Бунтушкин, Н. К. Казанская и др. // Перспективные материалы. -2005,-№2.-С. 10-18.

262. Стабилизация начальной стадии процесса электрошлаковой сварки / В. С. Сидорук, Д. А. Дудко, В. И. Галинич и др. // Автоматическая сварка. 1976. - № 5. - С. 45 - 47.

263. Степанов, Б. В. Высокопроизводительные методы наплавки / Б. В. Степанов. М.: Машиностроение, 1977. - 74 с.

264. Структура и износостойкость наплавленного металла на основе алю-минида никеля №3А1, обработанного лазерным излучением / Г. Н. Соколов, С. Н. Цурихин, В. И. Лысак, Е. И. Тескер // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2006. - № 6. - С. 24 - 27.

265. Структура и свойства высокоуглеродистых высокованадиевых сплавов на железной основе для наплавки / Е. Ф. Переплетчиков, И. А. Рябцев,

266. B. Г. Васильев, X. Хайнце // МиТОМ. 2003. - № 5. - С. 36 - 40.

267. Структура и свойства наплавленного металла штамповой стали / И. А. Кондратьев, В. Г. Васильев, Т. А. Дорошенко и др. // Автоматическая сварка. № 3. - 1998. - С. 39 - 41.

268. Сущук-Слюсаренко, И. И. Основные и сварочные материалы для электрошлаковой сварки / И. И. Сущук-Слюсаренко, И. И. Лычко, В. М. Семенов. Киев: Наук, думка, 1981. - 212 с.

269. Тарлинский, В. Д. Особенности и пути снижения увлажнения порошковых проволок / В. Д. Тарлинский, В. В. Прохоров // Сварочное производство. 1992. -№ 5. - С. 18-20.

270. Температурный режим при электрошлаковой наплавке порошковой проволокой / Н. Г. Самсонов, Н. В. Королев, Л. Н. Бармин // Автоматическая сварка. 1981. - № 1. - С. 34 - 38.

271. Тепловой баланс шлаковой ванны при электрошлаковой наплавке по бифилярной схеме / В.Т. Арсенкин, В. Г. Радченко, Д. М. Лихошер-стов, Г. В. Ксендзык // Автоматическая сварка. 1976. - № 9.1. C. 25-28.

272. Теплофизические особенности ЭШН жаропрочного сплава на основе №3А1 / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак // Физика и химия обработки материалов. 2004. - № 4. - С. 79 - 84.

273. Термодинамическая активность компонентов флюса АНФ-6 / Л. П. Мойсов, Б. Г. Бурылев, А. И. Кретов // Сварочное производство. -1983.-№3.-С. 10-11.

274. Термостабильность структуры сплава на основе №3А1 и его применение в рабочих лопатках малоразмерных ГТД / К. Б. Поварова, Н. К. Казанская, В. П. Бунтушкин и др. // Металлы. 2003. - № 3. - С. 95 - 100.

275. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. - 768 с.

276. Технология ЭШН оправок трубопрокатного агрегата / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, С. Н. Цурихин // Сварщик. 2004. - № 1. - С. 15.

277. Тихонов, А. С. Элементы физико-химической теории деформируемости сплавов / А. С. Тихонов. М.: Наука, 1972. - 158 с.

278. Ткачев, В. Н. Индукционная наплавка твердых сплавов / В. Н. Ткачев, Б. М. Фиштейн, Н. В. Казинцев, Д. А. Алдырев. М.: Машиностроение, 1970.- 182 с.

279. Томиленко, С. В. Энергетические особенности электрошлакового процесса в токопроводящем кристаллизаторе / С. В. Томиленко, Ю. М. Кусков // Автоматическая сварка. 1999. - № 2. - С. 51 - 53.

280. Томленов, А. Д. Теория пластического деформирования металлов / А. Д. Томленов. М: Металлургия, 1972. - 408 с.

281. Список использованной литературы

282. Трахтенберг, Б. Ф. Стойкость штампов и пути её повышения / Б. Ф. Трахтенберг. Куйбышев, 1964. - 277 с.

283. Тылкин, М. А. Повышение долговечности деталей металлургического оборудования / М. А. Тылкин. М: Металлургия, 1971. - 610 с.

284. Тылкин, М. А. Температуры и напряжения в деталях металлургического оборудования / М. А. Тылкин, Н. И. Яловой, П. И. Полухин. М.: Высшая школа, 1970. - 280 с.

285. Упрочнение деталей лучом лазера / B.C. Коваленко, Л.Ф. Головко, Г.В. Меркулов и др. Киев: Техника, 1981. - 132 с.

286. Упрочнение наплавкой деталей из высокомарганцовистой стали, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания / Н. А. Гринберг, Н. М. Никаноров, Э. Г. Куркумелли // Автоматическая сварка. 1976. -№2.-С. 51-54.

287. Ускорение самодифузии в кобальте и никеле при пластической деформации / Л. Н. Лариков, В. М. Фальченко, В. Д. Мажанко // Доклады АН УССР, серия А. 1975. - С. 169 - 172.

288. Усовершенствование способа электрошлаковой наплавки с обеспечением высокой твердости наплавленного слоя / Я. Ю. Компан, А. Н. Сафонников, А. Н. Петров // Сварочное производство. 1994. - С. 17 -21.

289. Федоров, В. Н. Повышение стойкости штампов для горячей и холодной штамповки путем дробеструйной обработки / В. Н. Федоров, А. Я. Зайцева // Автомобильная и тракторная промышленность. 1952. - № 4. -С. 27-30.

290. Фрумин, И. И. Технология механизированной наплавки / И. И. Фрумин, А. Ю. Юзвенко, Е. И. Лейначук. М.: Высшая школа, 1964.-304 с.

291. Фрумин, И. И. Автоматическая электродуговая наплавка / И. И. Фру-мин. Харьков: Металлургиздат, 1961.-421 с.

292. Гордань, Г. Н. Характер разупрочнения наплавленного металла при импульсном термосиловом воздействии / Г. Н. Гордань, Г. Н. Соколов, Ф. Д. Кащенко // Автоматическая сварка. 1988. - № 10.-С. 59-62.

293. Хасуи, А. Наплавка и напыление / А. Хасуи, О. Моригаки; под ред. В. Г. Степина и Н. Г. Шестеркина. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

294. Хасуи, А. Техника напыления / А. Хасуи. М.: Машиностроение, 1975.-288 с.

295. Химушин, Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы / Ф. Ф. Химушин. М.: Металлургия, 1969. - 749 с.

296. Хмара, С. М. Твердосплавный штамповый инструмент для холодной и горячей высадки и штамповки / С. М. Хмара, Н. В. Бобкова // Кузнеч-но-штамповое производство. 1970. - № 2. - С. 41 - 42.

297. Хрущев, М. М. Износостойкость и структура твердых наплавок / М. М. Хрущев, М. А. Бабичев, Е. С. Беркович и др. М.: Машиностроение, 1971.-96 с.

298. Хрущев, М. М. Склерометрия / М. М. Хрущев. М.: Наука, 1968.-205 с.

299. Цирлин, Э. С. Азотирование мартенситостареющей стали Н18К9М5Т / Э. С. Цирлин // МиТОМ. 1971. - № 4. - С. 22 - 25.

300. Цыкуленко, А. К. Двухконтурная схема электрошлакового переплава расходуемого электрода / А. К. Цыкуленко, И. А. Ланцман, Л. Б. Медовар // Пробл. спец. электрометаллургии. 2000. - № 3. - С. 16 - 20.

301. Шаля, М. А. Упрочнение борированием штампов для горячей штамповки / М. А. Шаля // Кузнечно-штамповое производство. 1968. -№ 7.-С. 47-48.

302. Список использованной литературы

303. Шаманин, М. В. Средняя линейная скорость кристаллизации металла при сварке и переплавах / М. В. Шаманин // Судостроение. 1970. -№ 13.-С. 61-65.

304. Шеенко, И. Н. Современные наплавочные материалы / И. Н. Шеенко,

305. B. Д. Орешкин, Ю. Д. Репкин. Киев: Наук, думка, 1970. - 238 с.

306. Шехтер, С. Я. Наплавка металлов / С. Я. Шехтер, А. М. Резницкий. -М.: Машиностроение, 1982. 71 с.

307. Шиняев, А. Я. Диффузионные процессы в сплавах / А. Я. Шиняев. М: Наука, 1975.-226 с.

308. Широкослойная наплавка под керамическим флюсом цилиндрических деталей / Д. М. Кушнерев, С. Р. Рыжей, В. А. Лапченко и др. // Автоматическая сварка. 1974. - № 12. - С. 48 - 50.

309. Шкатов, А. П. Исследование структуры и свойств некоторых сталей для горячего деформирования / А. П. Шкатов, Т. И. Зенченко // Штам-повые стали: Сб. науч. тр., М.: Металлургия, 1966. С. 15-27.

310. Шоршоров, М. X. Горячие трещины при сварке жаропрочных сплавов / М. X. Шоршоров. М.: Машгиз, 1973. - 240 с.

311. Шоршоров, М. X. Фазовые превращения и изменения свойств стали при сварке / М. X. Шоршоров, В. В. Белов. М.: Наука, 1972. - 229 с.

312. Шофман, Л. А. Основы расчета процессов штамповки и прессования / Л. А. Шофман. М.: Машгиз, 1964. - 460 с.

313. Штампы для горячего деформирования металлов / под ред. М. А. Тыл-кина. М.: Высшая школа, 1977. - 496 с.

314. Штрикман, М. М. Определение и регулирование параметров режима наплавки с поперечными колебаниями плавящегося электрода / М. М. Штрикман, Б. С. Денисов // Сварочное производство. 1974. - № 2.1. C. 26-28.

315. Шьюмон, П. Д. Диффузия / П. Д. Шьюмон. Физическое металловедение; под ред. Р. А. Кана, Т. 2. - М.: Мир, 1968. - 490 с.

316. Электромагнитные явления в шлаковой ванне в широком диапазоне изменения режима электрошлаковой наплавки / В. И. Веревкин и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2003. - № 8. - С. 18 - 22.

317. Электрошлаковая наплавка в секционном кристаллизаторе оправок трубопрошивного стана / Г. Н. Соколов, А. Н. Михеев, А. А. Павлов // Сварочное производство. 2002. - № 6. - С. 31 - 34.

318. Электрошлаковая наплавка жидким присадочным металлом штампо-вых кубиков / В. А. Носатов, Т. X. Овчинникова, О. Г. Кузьменко // Наплавка при изготовлении деталей машин и оборудования: Сб науч. тр., Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1986. С. 75 - 77.

319. Электрошлаковая наплавка малогабаритных торцов / Г. Н. Соколов, А. Н. Михеев, А. А. Павлов // Современные материалы и технологии -2002: Сб. науч. тр. междунар. научн.-техн. конф. Пенза: ПДЗ, С. 278 -281.

320. Электрошлаковая наплавка термостойкого сплава на основе Ni3Al на сталь с целью упрочнения инструмента для горячего деформирования сталей / Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, С. Н. Цурихин и др. // Вопросы материаловедения. 2004. - № 2. - С. 87 -98.

321. Электрошлаковая сварка и наплавка / под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1980. - 511 с.

322. Список использованной литературы

323. Эрмантраут, М. М. Применение неплавящегося электрода при электрошлаковой наплавке / М. М. Эрмантраут, В. И. Малимонов // Сварочное производство. 1978. - № 7. - С. 16-17.

324. Andrews, D. Surfacing of forging dies and tools by welding / D. Andrews, R. Sharma // Metallurgiya. 1978. - 45. - № 9. - P. 519 - 525.

325. Apblett, W. R. Factors witch influerse weld hot cracking / W. R. Ahbltt, W. S. Pellini // Welding Journal. 1954. - № 2. - P. 83 - 90.

326. Avere, H. S. Hot hardness of hard-facing alloys / H. S. Avere // Welding Journal. 1950. - № 7. - P. 552 - 578.

327. Baker, С. M. Floodmold for heavy component repair-3-t of weld metal reclaims an 8 It press assembly / С. M. Baker // Metal Construction. 1982. -№ 14. - P. 310-314.

328. Belkacem, B. Oberflachenschutz durch laserstrahlbeschichten mit heisdraht-zusatz / B. Belkacem, B. Jorg // Schweissen und schneiden. 1993. - № 4. -P. 202 - 204.

329. Cadek, J. Rovnovazne stany zelezem bohatych slilin Fe-Cr-Mo-C pri concentrad uhlicu 0,35, A teplote 700 °C / J. Cadek, R. Freiwilling, S. San // Hutnike listy. 1962. - 17 - № 7. - P. 507 - 516.

330. Chen, J. N. The transfer of small amounts of boron during SMA welding / J. N. Chen, S.B.Xue//Welding journal. 1991.-№ 10.-P. 277-285.

331. Copley, S. M. Temperature and orientation dependence of the flow stress in offstoichiometric Ni3Al (y'-phase) / S. M. Copley, В. H. Kear // Transactionsof the metallurgical socity of A.I.M.E. 1967. - V. 239. - № 6. -P. 977-984.

332. Cored wirer electrodes for surfacing. Germany, Edtlstahl: Omnitrode. -1995.-88 p.

333. Crook, P. The development of low and zero cobalt hard-facing alloys / P. Crook // International colloquium on hard-facing materials in nuclear power plants. Avignon, SFEN. - 1980. - P. 39 - 46.

334. Delong, W. T. // Welding Journal. 1974. - № 7. - P. 273 - 286.

335. Desterfani, S. D. Advances in intermetallics / S. D. Desterfani // Advanced materials and processes. 1989. -V. 135.-№2.-P. 37-41.

336. Hubert, D. Development and optimization of iron chromium-boron-carbon alloys for metal-arc welding of hard-facings with flux-cored electrodes / D. Hubert, K. Granat, E. Ludscheider // Schweissen und scheiden. - 1989. - № 12,- P. 212 - 215.

337. Diameter control system. Showcase: Instruments // Wire Technology International. 1992. - № 3. - P. 78 - 79

338. Dilawary, A. An analysis of heat and fluid flow phenomena in electroslag welding / A. Dilawary // Welding journal. 1978. - № 1. - P. 116 - 122.

339. Douty, R. A. Cobalt base surfacing of inconel 718 / R. A. Douty, H. Schwartzbart // Welding journal. 1973. - 52. - № 12. - P. 550 - 556.

340. Evans, C. M. The effect of manganese on the microstructure and properties of all weld metal deposites / C. M. Evans // Welding journal. 1980. - № 3. -P. 67-75.

341. Filler materials for manual and automatic welding // ESAB welding handbook. Goteborg: ESAB AB. - 2002. - 282 p.

342. Forsbery, S.G. Resistance electroslag (R E S) surfacing / S. G. Forsbery // Welding Journal. 1985. - № 8. - P. 41 - 48.

343. Friedman, L. M. Welding metallurgy / L. M. Friedman, W. W. Canary // Welding handbook, vol. 1. Welding technology. - Miami: AWS. - 1987. -P. 89- 124.

344. Knotek, O. Hartlegierungen zum verchleis / O. Knotek, E. Lugscheider, H. Eachnauer. Schutz, Düsseldorf. - 1975. - 185 p.

345. Hickl, A. An alternate to cobalt base hard-facing alloys / A. Hickl // Journal of metals. - 1980. - 32. - № 3. - P. 6 - 12

346. High technology welding filler metals for the aerospace industry. USA: Houston, Texas. Universal Wire Works Inc. - 1996. - 22 p.

347. Hobart filler metal division. Troy, Ohio, USA. - 1991. - 77 p.

348. Hobart, P. C. Some significant aspects of welding in Europe / P. C. Hobart // Welding journal. 1989. -№ 1,-P. 23 -31.

349. Johnson, P. J. Increase die life on closed die forging hammers / P.J. Johnson // Metallurgy. - 1996. - 63. - № 6. - P. 25.

350. Kadan, D. Alloy for welding rods and the lick / D. Kadan, S. Barkovich // United States patent № 425911.

351. Kim, H. K. High temperature deformation and fracture mechanisms in a dendrite Ni3Al alloys / H. K. Kim, J. C. Earthman // Acta metal material. -1994. 42. - № 3. - P. 679 - 687.

352. Aihva, W. Laser beam cladding of seating surfaces on exhaust valves / W. Aihva, T. Zengyi, J. Beidi // Welding Journal. 1991. - № 4. -P. 106- 109.

353. Liu, C. T. Ni3Al Aluminide alloys / C. T. Liu // Structural intermetallics / Editor R. Darolia; The Mineral and Material Society. 1993. -P. 365 -377.

354. Low-dilution electroslag cladding for shipbuilding / Y. Oh, J. Devletian, S. Chen // Welding Journal. 1990. - № 8. - P. 37 - 44.

355. Докторская диссертация Соколов Г.Н.

356. Mills, К. S. Physicochemical properties of molten Ca F2-based slag / K. S. Mills, B. J. Keen // Metal Reviews. 1981. - №1. - P. 21 - 69.

357. Moore, A. Deformation of metals in static and in seiding contact / A. Moore //Procceciding of royal society. Vol. A, 195. 1948. - P. 231.

358. Murphy, P. Welded structure and method / P. Murphy, J. Lowrence // United States patent № 3904383.

359. Nabarro, F. R. The superiority of super alloys / F. R. Nabarro // Material, science, enginering. 1994. - 184A. - P. 167-171.

360. Neue Verfahren zum Schweisplattieren dickwandiger Stahlbleche und behalter / F. Neff, P. Scheri, K. Winter, H. Ornig // Schweistechnik (Wien). -1974.-№7.-P. 20-25.

361. Bransali, K. New low cobalt alloys cut hard-facing cost / K. Bransali, W. Si-lense, A. Hickl // Welding desing and fabrication 1980. - 53. - № 5. -P. 75 - 77.

362. Panson, P. Hard-facing alloy / P. Panson, L. Bown // United States patent № 2783144.

363. Kivineva, Т. I. Particulate reinforced metal matrix composite as a weld deposit / Т. I. Kivineva, D. L. Olson, D. К Matlock // Welding journal. -1995.-№3.- P. 83 -92.

364. Pease, E. The practical welding metallurgy of nickel and high-nickel alloys / E. Peas//Welding journal. 1957.-vol. 36. -№ 7.-P. 21-24.

365. Pheips, R. E. Hot hardness properties of cobalt-base stellite alloys / R. E. Pheips // Metallurgy. 1962. - № 5. - p. 229 - 231.

366. Power characteristics in GMAW: Experimental and numerical investigation / P.J. Johnson, Y. J. Szekel, R. B. Madigan, T. R. Quinn // Welding journal. 1995.-№3.-P. 93 - 102.

367. Список использованной литературы

368. Houl, М. J. Qualification and certification / М. J. Houl, R. A. Dunn, E. R. Holby // Welding handbook. Welding technology. Maiami: AWS. 1987. -Vol. l.-P. 437-464.

369. Review of welding in Japan // Journal of the Japan Welding Society. 1993. - № 5. - P. 5 - 82.

370. Shaeffler, A. L. Constitution of diagram for stainless steel weld metal / A. L. Shaeffler // Metal progress. 1949. - № 11. - P. 680 - 680.

371. Smrkovsky, R. Moznost nahrady deficitnich cobaltovych navarovych slitin slitinami neobsahujicimi cobalt / R. Smrkovsky // Zvaranie. 1971. - № 8. -P. 239-243.

372. Soudometal welding consumables for joining, surfacing and hardfacing. -UK, Manchester: Soudoinfor. 1995. - 155 p.

373. Spezial legierungen fur reparatur und Instandhaltung. Frankfurt am Main, Germany: Messergriesheim GmbH. - 2001. - 65 p.

374. Stoloff, N. S. Physical and mechanical metallurgy of Ni3Al and its alloys / N. S. Stoloff // International Material Rev. 1989. - V. 34. - № 1. -P. 150- 183.

375. Untershund der grenzflachen Spannung zwischen schlacken des systems CaO - Ca F2 - A1203 und Stahlschmelzen aus lOOCr und 85WMoCo6,5,5 / Van Mun But, S. Krauss, H. Burgherd // Neue Hütte. - 1976. - №6. -S. 335 -340.

376. Weld Mold company catalog. Brighton, Michigan, USA. - 1998. - 23 p.

377. Welding Alloys limited catalog. S. Peterburg, Russia: WAR. -2000,- 50 p.

378. Welding consumables product range. Cleveland, Ohio, USA: Lincoln Electric Company. - 2002. - 57 p.

379. Welding materials. Germany: Thyssen Schweistechnik GmbH. -2000.-32 p.334

380. Докторская диссертацияСоколов Г.Н.

381. Welding Wire products. UK, London. - 1993. - 17 p.

382. Weymuller, C. R. Weld surfacing saves mill casters / C. R. Weymuller // Welding design and fabrication. 1986. - 59. - № 7. - P. 43 -45.

383. Whelan, E. Cobalt-free nickel-base wear resistant alloys / E. Whelan // International colloquium on hard-facing materials in nuclear power plants. -Avignon, SFEN. 1980. - P. 21 - 29.

384. Whelan, E. Hardness and abrasive wear resistance of Ni-Cr-Mo-C hard-facing alloys / E. Whelan // Journal of metals. 31. - № 1. - 1979. -P. 15-19.

385. Wu J., В. C. Hard-facing with Cobalt and Nickel Alloys / J. В. C. Wu, J. E. Redman // Welding Journal. 1994. - № 9. - P. 63 - 68.

386. Yun, К. M. Real-time control of the plasma arc cutting process by using intensity measure ments of ejected plasma / К. M. Yun, S. J. // Welding journal. 1991. -№ 2. - P. 43-48.

387. УТВЕРЖДАЮ енер ГПЗ-15 «Маврсшати1. А I Твнедрения опы т но-пром ышленной партии наплавленного ттампового инструмента производства подшипников

388. При этом выполнены следующие, работы:

389. Исследованы и усовершенствованы процессы наплавки порошковыми проволоками и разработаны технологии широкослойной электродуго-во* наплавки колеблющимся электродом ''получено свидетельство СССР на изобретение * 843374» авторы: Г.Н.Соколов, В.С.Седых,

390. А.А.Филюшин^ и электрошлаковой наплавки торцевых объемных частей пуансонов. Процессы при высокой производительности обеспечивают бездефектным наплавленный металл с хорошим формированием поверхности.

391. Исследованы и разработаны новые наплавочные материалы порошковые проволоки ПЦНВ-36 и ППНВ-7, обеспечивающие износостойкий наплавленный металл, не содержащий остродефицитных и дорогостоящих вольфрама и кобальта.

392. Нач.инструментального отдела

393. Нач. и нструме нтального цеха1. Alfиспытаний оправок трубопрснпиш ого стана, мшмшжеттх. порошковой провод ежой ПЩВ-Э8 Электр ошяаковш я электр одуговым мет одами.

394. Заключение по результатам испытаний. Прі наплавке оправок трубопрошивного стана порошковой проволокой ЛПНВ-ЭВ возможно повышение износостойкости в 4 я раз по сравнению с инструментом, наплавленным ПП-Ж2В8«

395. Внедрение процессов наплавки разработанной проволокой на предприятиях отрасли позволит подучить большой эк ж омический эафект.

396. Зам. начальника тех отдела /у В.Р,Янер

397. Зам. начальника ГШ Зам. начальника ТЩ

398. Документ, подтверждающий внедрение организацией (предприятием), у которой отсутствует отчетность по форме Р-10 ЦСУ1. Лубе И. И.о внедрении научно-технических разработок

399. Результаты НИР, выполненных на основании хоздоговоров между ОАО Волжский трубный завод (ВТЗ) и Волгоградским государственным техническим университетом (ВолгГТУ)

400. Разработка и внедрение технологии наплавки носков оправок трубо-прошивного стана в ТПЦ-1 ВТЗ (1983 г.);

401. Улучшение технологии электрошлаковой наплавки носков оправок трубопрошивного стана в ТПЦ-1 ВТЗ (2000 г.);внедрены в производство на ОАО ВТЗ,

402. Назначение внедренных разработок: технология и оборудование изго-товительной и ремонтной электрошлаковой наплавки износостойких сплавов на носки оправок трубопрошивного стана.

403. Экономический эффект: достигается за счет снижения затрат на изготовление и реновацию инструмента, повышения ритмичности работы трубопрокатного и другого оборудования, а также экономии энергоресурсов.

404. При этом экономический эффект с момента внедрения выполненных научно-технических разработок в пересчете на цены 2005 года составляет 4870000,0 (четыре миллиона восемьсот семьдесят тысяч) рублей.

405. Долевое участие Волгоградского государственного технического университет в экономическом эффекте составляет 50 (пятьдесят) %.

406. Настоящий акт не является основанием для востребования с ОАО ВТЗ премиального фонда.1. От ОАО ВТЗ1. От ВолгГТУ

407. Главный сварщик ОАО ВТЗ Пермяков И. Л.

408. Проректор по„у-Щ|.Р, завкафедрой1. Начщщрщ ЦЗЛ ОАО ВТЗ1. Исполнители НИР1. Зорин И. В.

409. Документ, подтверждающий внедрение организацией (предприятием), у которой отсутствует отчетность по форме Р-10 ЦСУ1. УТВЕРЖДАЮическ^й директор1. Лубе И. И.2006о внедрении научно-технических разработок

410. Результаты НИР, выполненных на основании хоздоговоров между ОАО Волжский трубный завод (ВТЗ) и Волгоградским государственным техническим университетом (ВолгГТУ)

411. Разработка и внедрение оборудования и технологии дуговой наплавки раскатных валков непрерывного стана (1986-1989 г.г.);

412. Разработка и освоение технологии наплавки стальных валков непрерывного стана ТПЦ-3 (2004-2005 г.г.);внедрены в производство на ОАО ВТЗ.

413. Назначение внедренных разработок: технология, материалы и оборудование для ремонтной наплавки раскатных валков. Технология дуговой наплавки расщепленным электродом валков непрерывного стана в ТПЦ-3

414. Экономический эффект: достигается за счет снижения затрат на изготовление и реновацию инструмента, повышения ритмичности работы трубопрокатного и другого оборудования, а также экономии энергоресурсов.

415. При этом экономический эффект с момента внедрения выполненных научно-технических разработок в пересчете на цены 2005 года составляет 3340000,0 (три миллиона триста сорок тысяч) рублей.

416. Долевое участие Волгоградского государственного технического университет в экономическом эффекте составляет 50 (пятьдесят) %.

417. Настоящий акт не является основанием для востребования с ОАО ВТЗ премиального фонда.1. От ОАО ВТЗ От ВолгГТУ

418. Главный сварщик ОАО ВТЗ Пермяков И. Л.

419. Проректор по НИР, зав. кафедрой сварочного произврдстЫИВолгГТУд.т.н., пр--------4 4

420. Научный руководитель НИР к.т.н., доцент , > . . • *1. Исполнители НИР1. Начальник ЦЗЛ ОАО ВТЗ1. Неклюдов И. В.

421. Зорин И. В. Цурихин С. Н. Лебедев Е. И.

422. Порошковая проволока марки ПП-Нв-ЗОО

423. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТУ 180-06 дата введения 16.10.06 срок действия постоянно1. Разработчик

424. Кафедра сварочного производства зам. зав. кафедрой по НИР,1. Согласовано

425. Утверждаю Проректор по НИР1. Я.И. Лысакеек.т.н., доцент зав. лабораториями1. У/* "ГЧ Т ЗҐ

426. Кузьмин В. И. Павлюк С. Н.к.т.н., доцентот авторов1. Соколов Г. Н.

427. Условие обозначение: ПП-Нп-1ООХ2ОН6ОВ4М5Ц2ТСЮ-Т-Г-0-1 ГОСТ 261011. Сортамент

428. Порошковая проволока изготавливается диаметром 4,0 и 5,0 мм2. Характеристика

429. Конструкция порошковой проволоки трубчатая, соединение кромок слоев оболочки стыковое.

430. Рекомендуемые флюсы для ЭШН: АНФ-6 и АНФ-1П.

431. Рекомендована дуговая наплавка в защитных инертных газах: аргоне, гелии и их смесях.

432. Полярность постоянного тока при дуговой наплавке: электрод -положительный, при ЭШН: электрод отрицательный.

433. Расход проволоки на 1 кг наплавленного металла не более 1, 05 кг.

434. Коэффициент наплавки, г/Ач: 14. 153. Технические требования

435. Общие технические требования по ГОСТ 26101

436. Механические свойства наплавленного металла при 20 °С должны быть не менее:твердость, МПа:временное сопротивление разрыву, МПа; 780 относительное удлинение, %: 2,3 .

437. Твердость наплавленного металла при высоких температурах должна быть не менее, МПа:900 °С- 1000; 1000 °С 750; 1100 °С - 500.

438. Упаковка, маркировка, хранение, транспортировка

439. Порошковая проволока должна быть намотана на кассеты, емкостью 25 или 50 кг, диаметр барабана кассет 450 мм. Упаковка в вакуумируемые полиэтиленовые пакеты, помещаемые в картонные коробки.

440. На каждой коробке должны быть надписи: "не бросать"; "предохранять от увлажнения" или указаны соответствующие знаки.

441. Порошковая проволока должна хранится и транспортироваться в условиях исключающих вибрацию и влажность.

442. Перед наплавкой порошковую проволоку необходимо прокалить.

443. Режим прокалки: нагрев до температуры 150. 180 °С со скоростью до 100

444. С/ч, выдержка не менее 5 часов, охлаждение на воздухе.5. Гарантии изготовителя

445. Порошковая проволока должна быть принята службой контроля предприятия-изготовителя. Каждая партия проволоки сопровождается сертификатом качества или его копией. Гарантийный срок хранения проволоки месяцев.

446. Согласовано Главный и "Волгогра,1. Утвеї1. ЯП с тТ^1. Ш.ММісак