автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Исследование и разработка наплавочных сплавов, стойких в условиях абразивного воздействия, на основе структурно-энергетического подхода

На правах рукописи

Фивейский Андрей Михайлович

Исследование и разработка наплавочных сплавов, стойких в условиях абразивного воздействия, на основе структурно-энергетического подхода

Специальность 05.03.06 - Технологии и машины сварочного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ"

Научный руководитель - канд. техн. наук, проф.

Официальные оппоненты:

д-р техн. наук, проф. Филиппов М.А.

канд. техн. наук Копысов В.А

Ведущая организация ФГУП "Уралтрансмаш", г.Екатеринбург

Королев Н.В

Защита состоится 24 декабря 2004 г. В 14 ч 30 мин, ауд. М323 на заседании диссертационного совета Д212.285.10 в ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ" по адресу: 620002, г.Екатеринбург, ул.Мира, 19, тел.(343) 3754574, факс (343) 3743884.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ".

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря совета.

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Чечулин Ю.Б.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Абразивный износ деталей и инструментов существенно ограничивает сроки службы оборудования различного назначения, в том числе горного, дробильно-размольного, металлургического, а также дорожно-строительных машин. Наплавка износостойкими сплавами рабочих поверхностей является одним из наиболее эффективных способов упрочнения деталей, подверженных абразивному и ударно-абразивному воздействию.

Существует достаточно широкая номенклатура износостойких наплавочных материалов, обеспечивающих различное структурное состояние наплавленного металла. Для различных условий воздействия изнашивающих нагрузок оптимальная износостойкость обеспечивается при различном, но характерном для каждого случая структурно-фазовом состоянии изнашиваемого материала. Выбор рационального состава наплавленного металла часто связан с необходимостью выполнения большого объема экспериментальных работ, не всегда приводящих к желаемому результату.

Весьма выгодным оказывается структурно-энергетический подход к оценке работоспособности материалов. Данный подход успешно развивается научными школами В.В. Федорова и B.C. Попова. В основу подхода положена идея о независимости энергии разрушения от способа её подвода, т.е. возможность оценки износостойкости металлов по энергии их разрушения. Дальнейшее развитие структурно-энергетического подхода применительно к моделированию износостойкости многофазного наплавленного металла при абразивном воздействии представляется весьма перспективным. Однако использование данного подхода ограничено отсутствием достоверных данных об энергиях разрушения упрочняющих фаз и структурных составляющих сплавов.

В связи с этим проблема получения расчетным путем состава наплавочного материала, имеющего экономную систему легирования, исходя из рационального структурного и фазового состава сплава для заданных условий изнашивания, является актуальной.

I РОС национальная"!

j БИБЛИОТЕКА I

Цель работы. Разработка методики прогнозирования рациональных составов наплавочных сплавов на основе расчетной и экспериментальной оценки их работоспособности в условиях абразивного воздействия.

Задачи исследований. Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность применения метода микроцарапания для оценки энергии разрушения отдельных структурных составляющих износостойких наплавочных сплавов.

2. С использованием разработанного метода получить удельные энергии разрушения структурных составляющих матрицы сплавов и изучить влияние легирования на величины удельных энергий разрушения. Определить удельные энергии разрушения упрочняющих фаз.

3. Разработать математическую модель формирования энергоемкости разрушения гетерогенных наплавочных сплавов и оценить адекватность её применения для прогнозирования их износостойкости.

4. Усовершенствовать метод прогноза структурно-фазового состава наплавочных сплавов, учитывающий более широкий диапазон легирования и возможность варьирования скоростей охлаждения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений, позволяющих прогнозировать структуру, фазовый состав и износостойкость сложнолегированных наплавочных сплавов с учетом характера абразивного воздействия и условий наплавки:

• разработана методика экспериментального определения энергий разрушения структурных составляющих сплава. Получены экспериментальные зависимости влияния легирования на удельную энергию разрушения отдельных структурных составляющих;

• предложен метод расчета и определены удельные энергии разрушения основных упрочняющих фаз;

• разработана модель формирования энергоемкости разрушения гетерогенных наплавочных сплавов;

• предложена усовершенствованная структурная диаграмма матрицы наплавленного металла, которая повысила точность прогноза образующихся структурных составляющих в широком диапазоне легирования:

- расширена и уточнена область диаграммы, описывающая промежуточное и диффузионное превращения аустенита. При этом разделены условия образования перлита и феррита;

- установлены новые зависимости влияния концентрации углерода, хрома, никеля, марганца и кремния на параметры структурообразования матрицы;

- предложен метод учета влияния скорости охлаждения наплавленного металла на его структуру.

Научная и практическая значимость результатов работы

На основе созданной математической модели разработан программный комплекс, позволяющий выполнять расчет структуры, фазового состава и энергоемкости разрушения сложнолегированного наплавленного металла.

С применением указанного программного комплекса разработан рационально-легированный состав наплавленного металла 100ХЗМ2ГФТР, который значительно превосходит по энергоемкости разрушения и существенно дешевле типового износостойкого наплавочного сплава 70Х4МЗГ2ФТР, явившегося основой для модернизации.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях разного уровня. Среди них:

-российская "Сварка-контроль. Итоги XX век" (Челябинск, 2000);

- международные "Наплавка и напыление как эффективные способы повышения срока службы деталей машин и оборудования" (Екатеринбург, 2002); "Модернизация оборудования и технологий как условие обеспечения конкурентоспособности и безопасности производства" (Екатеринбург, 2003);

- I, II и V отчетные конференции молодых ученых ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ" (Екатеринбург, 2001-2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов по работе и приложения. Работа включает 159 страниц печатного текста, 45 рисунков, 24 таблицы. Библиографический список содержит 113 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, приведены цель и задачи исследований, кратко описаны проведенные исследования, применявшиеся методики, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе на основе литературных данных показано, что абразивное изнашивание является главным фактором, ограничивающим сроки службы машин различного назначения. Наплавка износостойкими сплавами позволяет не только упрочнить рабочие поверхности изделия, но и восстановить изношенную деталь до требуемых размеров и использовать изделие повторно. Несмотря на существование различных отдельных точек зрения в части определения природы и механизма абразивного изнашивания, все они сходятся в одном: независимо от вида абразивного воздействия, для каждого характерно прямое внедрение абразивной частицы в поверхность контакта и последующее перемещение по ней или далее вглубь металла (микрорезание). Единичное взаимодействие абразивной частицы с поверхностью носит локальный характер, а зона такого контакта соизмерима с размерами структурных составляющих поверхностного слоя. Таким образом, структурное состояние, свойства и количественное соотношение фазовых и структурных составляющих сплава определяют его работоспособность в различных условиях воздействия изнашивающих нагрузок.

В связи с вышесказанным, важнейшим условием эффективного применения наплавки как метода повышения износостойкости является выбор рацио-

нального для заданных условий изнашивания структурного и фазового состава сплава наплавленного металла при оптимальном (экономном) его легировании.

Показано, что важными свойствами основы (матрицы) для износостойкости сплава являются ее вязкость, прочность закрепления в ней упрочняющих фаз. Поэтому от свойств основы сплава зависит в значительной степени износостойкость сплава в целом.

Значительным фактором, определяющим износостойкость сплава в условиях абразивного воздействия, наряду с основой, является наличие упрочняющих фаз. Чаще всего используется карбидное, карбоборидное и карбонитрид-ное упрочнение износостойких сплавов.

Существует достаточно широкая номенклатура износостойких наплавочных материалов, обеспечивающих различное структурное состояние наплавленного металла. В условиях абразивного и ударно-абразивного изнашивания максимальную износостойкость имеют сплавы с мартенситно-аустенитной либо аустенитно-мартенситной структурой, с карбидным, боридным или карбобо-ридным упрочнением. Основными системами легирования являются Fe-C-Cr-№, Fe-C-Cr-Mn, либо Fe-C-Cr с добавлением В, V, W, ТС, которые главным образом определяют тип и количество упрочняющих фаз. Легирование сплавов углеродом, хромом, марганцем, никелем определяет не только структуру сплава, но и свойства отдельных структурных составляющих и фаз.

Приведенный обзор показывает, что наиболее предпочтительными являются расчетные методы оценки сопротивления материалов изнашиванию. Большинство из них основано только на прогнозе структуры и фазового состава сплавов по известным структурным диаграммам в достаточно узких пределах легирования и не позволяют численно оценить свойства износостойкого наплавленного металла. На наш взгляд, более приемлемой для этой цели является модернизированная диаграмма Я.М.Потака и Е.А. Сагалевич. Однако применение данной диаграммы ограничивается скоростью охлаждения наплавленного металла 40 град/с.

В этой связи наиболее выгодным представляется использование в качестве критерия износостойкости энергоемкость разрушения наплавочного сплава.

Таким образом, на основе литературного обзора, выполненного в первой главе, были сформулированы цель и основные задачи работы, а также обоснован подход к прогнозированию и расчетной оценке стойкости наплавочных сплавов в условиях абразивного воздействия.

Вторая глава посвящена уточнению и совершенствованию метода прогноза структуры матрицы наплавочного металла.

Опыт использования данного метода для практических расчетов показал, что он не всегда обеспечивает требуемый уровень сходимости расчетных и экспериментальных данных, особенно для высокомарганцовистых аустенитно-мартенситных сплавов, а также в области диффузионного и промежуточного превращений аустенита. В ряде случаев при широком диапазоне варьирования концентрации легирующих элементов расчет выходит за пределы области структурной диаграммы (рис.1). Кроме того, данная диаграмма построена для фиксированной скорости охлаждения металла 40 град/с и не позволяет прогнозировать изменение структурного состава матрицы наплавленного металла при варьировании режимов и условий наплавки.

В результате обработки ряда литературных данных о химическом составе и структуре сталей и сплавов нами уточнены значения коэффициентов относительного влияния легирующих элементов на процессы структурообразования (мартенсито- и ферритообразования).

Значения коэффициентов отдельных легирующих элементов вычисляли путем многократного пересчета с последовательным уточнением результата по следующему выражению:

где Е - соответствующий параметр феррито- (Е1) либо мартенситооб-разования (Е2); К, — известный коэффициент относительного влияния 1-го элемента на процесс феррито- либо мартенситообразования; - концентрация

i — го элемента в твердом растворе (%мас.); Эк - концентрация в твердом растворе элемента (%мас.), для которого определяется коэффициент влияния.

Рис.1. Модернизированная структурная диаграмма матрицы наплавленного металла Я.М.Потака и Е.А. Сагалевич

Получены новые математические зависимости коэффициента относительного влияния никеля (К4) и марганца (К5) на процесс мартенситообразова-ния, коэффициента относительного влияния углерода (К11) на процесс ферри-тообразования для области отрицательных значений параметра Е1, а также уточнены выражения, описывающие зависимости коэффициентов относительного влияния хрома (КСг1), н и к е ляШа>р ганца (KMnl) и кремния (КЗП) от концентрации этих элементов на параметр ферритообразования.

Существенным корректировкам и уточнениям подверглась область диффузионного и промежуточного превращений аустенита структурной диаграммы. Ее границы определены следующими условиями: Е2й-2,8. Уточнены также условия образования феррита и перлита (рис.2).

Параметр ферритообразования El

Рис. 2. Скорректированная структурная диаграмма в области диффузионного и промежуточного превращений аустенита

В итоге выражения для расчета параметров феррито- и мартенситообра-зования в области диффузионного и промежуточного превращений аустенита представлены в следующем виде:

Е1 = К11([с] + [л])+КСг1[Сг]+К№1[№]+КМп1[Мп] + 0,8б[Мо] + 0,7[у]+ + 4({Т1]+[А11)+0,9[№]+0,5^]+К811[81]-19 ■ '

Е2 = 20-(К2[е]+[ы1)+КЗ[Сг]+К4[№]+К5[ш]+0,б[Мо]+1^[у]+ где К11 = 3,98• ([с]+[к^Г0,986 ,при [с]<0,05% К11=98;

КСг1 = 1,082/[Сг1'524, при [Сг]5 0,1% КСг1=25; КМп1 = 0,284/[Мп]г'3|й, при [Мп]< 0,3% КМп1=3;

(2) (3)

КБП = 0»99Д31Р-1Г7, при 0,1% К8П=28;

К2 = 19,54• ([с]+ [м])"0,31; при [с]<0,08% К2=43;

КЗ = 0,018 ■ [СгГ - 0,58 • [Сг]+ 5,66; при [Сг]<0,5 К3=5,2.

Здесь и ниже символами химических элементов обозначены их концентрации (%мас.) в твердом растворе. Выражение (3) также может быть использовано для расчетов в любой из областей диаграммы.

Учет влияния скорости охлаждения металла на его структуру осуществляется введением поправочных коэффициентов к параметрам феррито-и мартенситообразования. Такой подход позволяет использовать для расчетов при разных скоростях охлаждения одну и ту же структурную диаграмму без каких-либо изменений. Поправочные коэффициенты получены путем совместной обработки известных термокинетических диаграмм при разных скоростях охлаждения совместно со структурной диаграммой. Значения поправочных коэффициентов могут быть вычислены по следующим выражениям:

К^ = -(б• 10"5 • Е22 - 0,0011 • Е2 + 0,0066 )\У - 0,0399-Е2+1,3566; (4)

(5)

где W — скорость охлаждения наплавленного металла в интервале температур наименьшей устойчивости аустенита, град/с.

Проверку адекватности полученных решений как в части уточнения структурной диаграммы, так и в части учета влияния скорости охлаждения на структуру металла в интервале температур 500...600°С производили на составах сплавов, которые не использовались при получении данных решений. Результаты расчетов в сопоставлении с экспериментальными данными представлены на рис.3. Количество остаточного аустенита (около 5 %об.) не учитывалось.

Из данных (рис.3) следует, что предлагаемый метод позволяет с достаточной для практического использования точностью определять тип и количество структурных составляющих в сплавах с учетом изменения их химического

состава и скоростей охлаждения. Наибольшее отклонение результатов расчета от данных эксперимента не превышает 17...20%.

Рис.3. Изменение количества структурных составляющих в сталях в зависимости от скорости охлаждения:

-расчет; эксперимент;

Ф — феррит; Л—перлит; Б — бейнит; М— мартенсит.

Третья глава посвящена разработке методики экспериментального определения удельной энергии разрушения структурных составляющих сплавов и расчетного метода оценки энергоемкости разрушения гетерогенных износостойких наплавочных сплавов.

Процесс абразивного изнашивания представляется как результат серии последовательных актов взаимодействия абразивных частиц с отдельными фазами и структурными составляющими изнашиваемого материала. Поэтому, вероятно, при выборе и разработке износостойких наплавочных сплавов износостойкость следует рассматривать как результат энергоемкости их разрушения. При значительном различии энергоемкости разрушения упрочняющих фаз и структурных составляющих матрицы гетерогенных сплавов допустимо предположение об аддитивном (пропорциональном) вкладе каждой составляющей в общую энергоемкость разрушения сплава.

Однако для реализации этого подхода необходимы надежные данные о структуре и фазовом составе исследуемого сплава, энергиях разрушения упрочняющих фаз и структурных составляющих. Причем необходимо также учитывать влияние легирования на величину энергии разрушения основных структурных составляющих сплавов. В связи с этим нами разработаны метод и аппаратурный комплекс, позволяющие экспериментально определить локальную работу разрушения микрообъемов гетерогенных сплавов.

Следует отметить, что существует достаточно много экспериментальных методик исследования свойств металла путем вдавливания алмазного инденто-ра в исследуемую поверхность и (или) дальнейшего её микроцарапания. Однако существующие методики применяются главным образом для испытаний на износостойкость существующих составов и помогают классифицировать их по износостойкости.

Предлагаемый нами экспериментальный метод определения удельных энергий разрушения заключается в определении усилий резания и размеров зоны разрушения при микрорезании алмазной пирамидой поверхности микрошлифа исследуемого сплава. Удельная работа разрушения определяется как отношение усилия резания к площади поперечного сечения царапины, образованной на исследуемой фазе или структурной составляющей. Так, в общем случае, зная усилие, возникающее при перемещении индентора (царапании) в определенной точке царапины, и зная профиль царапины на данном участке, можно

оценить удельную энергию разрушения удаленного материала. При использовании в качестве индентора стандартной алмазной пирамиды с углом при вершине 136° профиль царапины имеет вид, представленный на рис. 4.

г

Рис.4.

Геометрические параметры профиля реза: Ь - ширина трассы;

а

а - ширина трассы по вершинам отвалов;

I—Зона упругой ' деформации

\—Зона пластической ' деформации

с — ширина трассы с отвалами;

А — конечная глубина трассы; Ы - глубина трассы, в момент прохождения индентора;/- высота отвалов.

Часть металла при прохождении пирамиды оттесняется в «отвалы» по краям трассы (царапины), а другая часть удаляется выкрашиванием или в виде стружки. Причем, основываясь на рассмотренных положениях об упругом и пластическом деформировании, представляется возможным, в первом приближении, оценить доли упругой, пластической и хрупкой составляющих энергии разрушения исследуемой фазы или структурной составляющей сплава.

Основу аппаратурного комплекса (рис.5) составляет модернизированный прибор для измерения микротвердости ПМТ-3, в котором индентор закреплен на свободном конце тензометрической балки. Оптическая система прибора используется для ориентации рабочего органа прибора по месту и направлению трассы разрушения в исследуемой области микрошлифа. Исследуемый образец жестко закрепляется на рабочем столике прибора, снабженном электромеханическим приводом перемещения и тензометрическим датчиком этого перемещения. Сигналы тензодатчиков усилия царапания и величины перемещения, усиленные двухканальным тензоусилителем, регистрируются самопишущим двух-координатным потенциометром.

Тензоусилитель |

Самопишущий прибор

Рис.5.

Схема установки:

1 - образец;

2 —рабочий столик;

3 - механизм перемещения столика;4 -индентор; 5 - тензометрическая балка усилия резания;6 — тензометрический датчик усилия резания; 7 - тензометрическая бачка перемещения столика с образцом; 8 -тензометрический датчик перемещения столика с образцом

Таким образом, получаем диаграмму горизонтальной составляющей усилия царапания по длине царапины, по которой можем определить усилие царапания в любой точке трассы.

Профиль и размеры зоны разрушения также можно определить в любой точке трассы с помощью интерферометра Линника. Согласно расчетной схеме (см рис.4), полная удельная энергия разрушения вычисляется как отношение горизонтальной составляющей усилия царапания к площади поперечного сечения:

т т т т д.т

(6)

где Ди - удельная работа разрушения, кДж/см3; Т - горизонтальная составляющая силы, мН; S - площадь поперечного сечения царапины, определяется площадью треугольника образованного в момент прохождения ин-дентора, см2; Ь - ширина царапины, см.

Доли упругой, пластической и хрупкой составляющих работы разрушения определяем пропорционально отношению соответствующих площадей к площади S, следующим образом:

удельная работа разрушения, затраченная на упругое деформирова-

ние[%]:

диуга, = 100%;

УОТ в в 1%22

(7)

- удельная работа разрушения, затраченная на пластическое деформирование [%]:

ди = ЧВА.ИВ .¡00%; ПЛАСТ §

(8)

где SOTBAJIOB - площадь отвалов, равная сумме площадей FDB и CEG, см2. Согласно данным, полученным при отработке методики на реальных образцах, в первом приближении, площадь отвалов можно представить как сумму площадей треугольников FDB и CEG:

« -с (с-Ь) 1 (с-Ь) 1 (с-ьу

«валов ГОВ СЕв 2 2 2 2 2 '

тогда выражение (8) принимает вид

(с-ЬИ

ди,

2-Б

•100%;

(9)

(10)

- удельная работа разрушения, затраченная непосредственно на удаление материала образца [%]:

ДирАЗ!>=100%-Диупр%-Ди1ШАСГ%. (И)

Таким образом, зная процентное соотношение, определяем фактические энергозатраты по каждому пункту расхода удельной работы разрушения, кДж/см3:

' 100%

(12)

Получены экспериментальные данные по удельным энергиям разрушения отдельных структурных составляющих сплава и изучено влияние концентрации основных легирующих элементов на удельную энергию их разрушения.

Проведенные исследования показали, что наибольшую энергию разрушения имеют мартенситные структуры: 9,5... 14 кДж/см3 при изменении концентрации углерода от 0,2 до 0,8%(мас.). При дальнейшем легировании углеродом

наблюдается стабилизация и некоторый спад, связанный с растущей хрупкостью кристаллов мартенсита и возрастанием количества цементита в стали с 1,2%С. Для высокоуглеродистых сплавов с аустенитной структурой наибольший вклад дает содержание марганца 3...4%(масс), при этом значение удельной работы разрушения составляет 10... 10,5 кДж/см3. Зависимости влияния хрома и никеля на удельную работу разрушения и микротвердость малоуглеродистых аустенитных составов хорошо коррелируют с деформационной стабильностью аустенита. Наибольшей величины (8 кДж/см3) удельная работа разрушения феррита достигает при содержании кремния 1,5%(мас).

При расчёте удельной энергии разрушения упрочняющих фаз принималась гипотеза об энергетическом подобии процессов плавления и механического разрушения материалов. В данном случае для расчёта величины можно использовать следующее выражение [кДж/см3]:

(13)

приращение энтальпии при нагреве химического соединения от 2980С до температуры его плавления Тп®, кДж/моль,

- скрытая теплота плавления соединения,

кДж/моль; у — плотность соединения, г/см3; М - молярная масса химического соединения, г/моль.

С использованием данного выражения нами рассчитаны значения удельной работы разрушения для основных типов упрочняющих фаз, образующихся в наплавочных сплавах.

Следует, однако, иметь в виду, что в сплавах системы обычно об-

разуются сложные карбиды хрома в которых 30...35%

атомов хрома замещены атомами железа или других элементов. Энергию разрушения таких карбидов расчётным путём определить трудно из-за отсутствия данных об их термодинамических свойствах. В первом приближении их энер-

ди = (днт_-днта>+ьш)^,

гия разрушения может быть определена по аддитивности через соотношение количеств карбидов железа и хрома.

Рис.6. Блок-схема расчета энергоемкости разрушения гетерогенного сплава

На основе полученных экспериментальных данных влияния легирования на удельную энергию разрушения отдельных структурных составляющих матрицы и расчетных данных энергий разрушения основных упрочняющих фаз разработана математическая модель, позволяющая определять энергоемкость разрушения гетерогенных износостойких наплавочных сплавов (рис.6).

В четвертой главе рассматриваются программная реализация этой модели, её использование для анализа фазового состава, структуры и износостойкости наплавленного металла, а также для выбора рационального состава износостойкого наплавленного металла в системе легирования и применение модернизированного состава при механизированной наплавке.

На основе усовершенствованного метода расчета структуры и фазового состава износостойких наплавочных сплавов и модели расчета энергоемкости разрушения гетерогенных наплавочных сплавов созданы модель и компьютерная программа для расчета структуры и свойств наплавочных сплавов. Программа позволяет по заданному химическому составу наплавленного металла в широком диапазоне легирования и принятым условиям наплавки (толщина наплавляемого изделия, температура предварительного подогрева, сварочный ток, напряжение, скорость и способ наплавки) прогнозировать его структуру, фазовый состав, энергоемкость разрушения матрицы, упрочняющих фаз и сплава в целом.

Сопоставление результатов расчета энергоемкости разрушения для ряда типовых износостойких наплавочных сплавов с их относительной износостойкостью, определенной экспериментально (метод Бринелля-Хаворта), показало, что наблюдается существенная корреляция между этими величинами (рис.7).

Это позволяет заключить, что расчётная энергоёмкость разрушения адекватно описывает износостойкость сплава, а разработанная математическая модель и ее программная реализация дают возможность с достаточной для практического применения точностью прогнозировать структуру и фазовый состав наплавленного металла и могут быть использованы при совершенствовании и

разработке новых наплавочных сплавов, стойких в условиях абразивного воз-

действия.

Рис.7. Износостойкость и энергоемкость разрушения типовых износостойких наплавочных сплавов:

1-350Х10Б8Т2;

2-200Х15С1ГРТ (ПП-АН-125);

3-320Х25С2ГР (Т-590);

4-70Х4МЗГ4ФТР (ПП-ПМ-41);

5-150ХГЗТ2С1МФ (ПП-ПМ-47)

Расчет показал, что легирование некоторых из представленных сплавов весьма далеко от оптимального. Наибольшей энергоемкостью разрушения (12,735 кДж/см3) и износостойкостью (4,52) из рассмотренных обладает сплав 350X10Б8Т2. Расчет также показал, что данный сплав имеет структуру мартенсит + аустенит с концентрацией углерода 0,58% (мас), что должно приводить к образованию трещин при наплавке. Другой сплав 150ХГЗТ2С1МФ, являющийся оптимально-легированным, практически не уступает по износостойкости сплаву 350Х10Б8Т2, имеет мартенситно-аустенитную структуру с концентрацией углерода 0,40%(мас), которая обеспечивает необходимую энергоемкость и технологическую прочность. При более экономном легировании сплавов 350Х10Б8Т2, 200Х15С1ГРТ и 70Х4МЗГ2ФТР их износостойкость может быть увеличена на 20...30%.

Предложенную математическую модель и созданную на её основе программу расчета использовали для совершенствования состава сплава 70Х4МЗГ2ФТР (ПП-ПМ-41), взяв за основу принципы рационального легирования. При этом исходили из условия обеспечения высокой износостойкости

сплава при его экономном легировании особенно дефицитными и дорогостоящими компонентами.

Полученный состав наплавленного металла 100ХЗМ2ГФТР состоит из матрицы, содержащей примерно 90%(об.) мартенсита и 10%(об.) остаточного аустенита, упрочненной карбидами титана, ванадия и сложными эвтектическими карбидами и боридами типа Мгз(С,В)б суммарным количеством до 26%(об.). При весьма экономном легировании сплав обладает значительно более высокой расчетной энергоемкостью разрушения 11,828 кДж/см3 против 10,193 кДж/см3 у сплава 70Х4МЗГ2ФТР, явившегося прототипом для модернизации.

Разработана и внедрена в эксплуатацию специализированная установка для наплавки ножей дорожной техники. Испытания ножей, наплавленных порошковой проволокой модернизированного состава, при работе последних на гравийных грунтах показали увеличение их износостойкости в 2,5...4,0 раза по сравнению с ножами, наплавленными сплавами 320Х25С2ГР и 200Х15С1ГРТ.

Общие выводы и результаты работы

1. Разработаны методика и аппаратурный комплекс экспериментального определения энергии разрушения отдельных структурных составляющих сплава. При помощи данной методики для образцов с разной степенью легирования

получены экспериментальные зависимости влияния легирования на удельную энергию разрушения отдельных структурных составляющих.

2. Предложена методика расчета и определены значения удельных энергий разрушения основных упрочняющих фаз.

3. Произведена модернизация математической модели формирования структурного и фазового состава наплавленного металла, которая не только увеличила точность, но и расширила возможности её применения.

Усовершенствована структурная диаграмма матрицы наплавленного металла, что существенно повысило точность прогноза образующихся структурных составляющих в диапазоне легирования, % (мас): С = 0,04 — 1,2; Сг = 0,02 -19,0; № = 0,02-14,5; Мп = 0,3-13; Мо-до4,6; V-до 2,0; W-дoЗ,5;

в! - до 3,0; А1 - до 1,0; И - до 0,8; N1» - до 0,6 и В - до 1,0. Область диаграммы, описывающая промежуточное и диффузионное превращения, расширена и ограничена следующими условиями:

Установлены зависимости влияния концентрации никеля и марганца на процесс мартенситообразования в матрице сплава, которые описывают более широкий диапазон легирования в области низких концентраций по никелю до 0,3%(мас.) и марганцу - до 0,5%(мас.). Уточнены зависимости влияния углерода, хрома, никеля, марганца и кремния на параметр ферритообразования в области его отрицательных значений.

Определены поправочные коэффициенты к значениям параметров ферри-то- и мартенситообразования, зависящие от скорости охлаждения металла, позволившие учесть влияние тепловых условий наплавки на структуру наплавленного металла.

4. Разработана математическая модель формирования энергоемкости разрушения гетерогенных износостойких наплавочных сплавов.

5. Совместное применение усовершенствованного метода расчета структуры и фазового состава износостойких наплавочных сплавов и модели расчета энергоемкости разрушения наплавочных сплавов позволило построить математическую модель, разработать алгоритм и программу расчета структуры и энергоемкости разрушения гетерогенных износостойких наплавочных сплавов.

6. Сопоставление результатов расчета энергоемкости разрушения для ряда типовых наплавочных сплавов с их относительной износостойкостью, определенной экспериментально, показало, что расчётная энергоёмкость разрушения адекватно описывает износостойкость сплава.

7. Использование разработанного программного комплекса с учетом принципов рационального легирования позволило получить экономно-легированный состав наплавленного металла 100ХЗМ2ГФТР, который значительно превосходит по энергоемкости разрушения и существенно дешевле сплава 70Х4МЗГ2ФТР, явившегося основой для модернизации.

8. На основе разработанных рекомендаций на ООО «МАНЭПРЕМ» внедрена в производство порошковая проволока для механизированной наплавки сплава 100ХЗМ2ГФТР. За счет более экономного легирования себестоимость изготовления проволоки снизилась на 15%.

9. Проведена наплавка разработанной проволокой ножей рабочих органов бульдозеров и грейдеров. Испытания показали увеличение ресурса наплавленных ножей в 2,5...4,0 раза по сравнению с ножами, наплавленными сплавами 320Х25С2ГР и 200Х15С1ГРТ.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Королев, Н.В. Метод оценки удельной энергии разрушения наплавочных сплавов / Н.В. Королев, А.М. Фивейский // Сварка-контроль. Итоги XX века: сб. докл. 19-й науч.-техн. конф. сварщиков Урала. - Челябинск, 2000. - С. 166-168.

2. Применение математического моделирования для исследования и разработки наплавочных сплавов / Н.В. Королев, О.В. Пименова, А.М. Фивейский, С.Н. Бутаков, Н.М. Разиков // Конструирование и технология изготовления машин: сб. науч.тр. - Екатеринбург, 2000. - С. 31-36.

3. Использование математических методов для выбора износостойких наплавочных сплавов / Н.В. Королев, О.В. Пименова, Н.М. Разиков, А.М. Фивейский // Сварка Урала - 2001: сб. докл. 20-й науч.-техн. конф. сварщиков Урала. - Нижний Тагил, 2001. - С. 160-162.

4. Королев, Н.В. Использование расчетных методов при выборе и разработке наплавочных сплавов / Н.В. Королев, О.В. Пименова, А.М. Фивейский // Сварка и контроль. Всероссийская с международным участием науч.-техн. конференция: сб. докл. - Воронеж, 2001. - С. 66-68.

5. Королев, Н.В. Использование расчетных методов для оценки износостойкости при выборе и разработке наплавочных сплавов / Н.В. Королев, А.М. Фивейский // Научные труды 1-й отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ: сб. докл. -Екатеринбург, 2001. - С. 28-29.

6. Королев, Н.В. Совершенствование структурной диаграммы матрицы сплавов в области диффузионного и промежуточного превращений / Н.В. Королев, А.М. Фивейский, А.В. Матушкин // Научные труды 2-й отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ: сб. докл. - Екатеринбург, 2002. - С. 58-59.

7. Королев, Н.В. Применение математического моделирования для разработки наплавочных сплавов / Н.В. Королев, О.В Пименова., А.М. Фивейский // Сварка-Качество-Конкурентоспособность: сб. докл. межд. конф. - Москва, 2002.-С. 119-120.

8. Совершенствование метода прогноза структуры ТУа^и^ы ИзнВЬостой-

ких наплавочных сплавов / Н.В. Королев, А.М. Фивейский, О.В. Пименова, А.В. Матушкин // Наплавка и напыление как эффективные способы повышения срока службы деталей машин и оборудования: сб. докл. науч.-техн. конф. -Екатеринбург, 2002. - С. 47-50.

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

10. Королев, Н.В. Влияние легирования на величину удельной энергии разрушения структурных составляющих сплава / Н.В. Королев, А.М. Фивейский, А.В. Матушкин //Научные труды V отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сб. статей. - Екатеринбург, 2003. - С. 59-60.

11. Королев, Н.В. Механизированная наплавка ножей рабочих органов дорожной техники / Н.В. Королев, А.М. Фивейский // Модернизация оборудования и технологий как условие обеспечения конкурентоспособности и безопасности производства: сб. докл. науч.-техн. конф. - Екатеринбург, 2003. - С. 19-20.

12. Современный подход к выбору и разработке наплавочных сплавов / Н.В. Королев, О.В. Пименова, Н.М. Разиков, А.М. Фивейский // Сварка и контроль - 2004: сб. докл. межд. конф. - Пермь, 2004. -Том 3. - С.49-52.

ИД № 06263 от1211 2001 г_

Подписано в печать 22.11.2004 Бумага писчая Офсетная Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100_

Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. .л. 1,39 Заказ 193 Бесплатно

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 6200002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

6200002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ

1 АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ АБРАЗИВНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

1.1 Абразивное изнашивание материалов

1.2 Методы повышения работоспособности деталей, подверженных абразивному воздействию

1.3 Наплавочные сплавы, стойкие в условиях абразивного изнашивания

1.4 Методы оценки сопротивления материалов разрушению

1.5 Прогнозирование структуры и свойств наплавочных сплавов 29 ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ПРОГНОЗА СТРУКТУРЫ МАТРИЦЫ ИЗНОСОСТОЙКИХ НАПЛАВОЧНЫХ СПЛАВОВ

2.1 Уточнение коэффициентов влияния легирующих элементов на процессы мартенсито- и ферритообразования

2.2 Структурная диаграмма наплавленного металла в области

• промежуточного и диффузионного превращений

2.3 Учет влияния скорости охлаждения на структуру матрицы сплавов 68 Выводы по главе

3 ЭНЕРГОЕМКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ МНОГОФАЗНЫХ СПЛАВОВ

3.1 Определение удельных энергий разрушения

3.2 Удельная энергия разрушения основных типов упрочняющих фаз

3.3 Влияние легирования на величину удельной энергии разрушения основных структурных составляющих

3.3.1 Выбор материалов и методика испытаний

3.3.2 Математическая обработка результатов исследования

3.4 Математическое представление влияния легирования на энергию разрушения гетерогенного наплавочного сплава.

Выводы по главе

4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА ДЛЯ ВЫБОРА И РАЗРАБОТКИ АПЛАВОЧНЫХ

СПЛАВОВ

4.1 Анализ структуры и свойств современных наплавочных материалов

4.2 Применение расчетного метода для совершенствования состава наплавленного металла

4.3 Применение модернизированного состава наплавочного сплава для механизированной наплавки рабочих органов ножей дорожной техники

Выводы по главе

Повышение надежности и долговечности выпускаемого и находящегося в эксплуатации оборудования является одной из основных задач увеличения эффективности и конкурентоспособности отечественного машиностроительного производства. Абразивный износ деталей и инструментов существенно ограничивает сроки службы оборудования различного назначения, в том числе горного, дробильно-размольного, металлургического, а также дорожно-строительных машин.

Наплавка износостойкими сплавами рабочих поверхностей является одним из наиболее эффективных способов упрочнения деталей, подверженных абразивному и ударно-абразивному воздействию. Выбор оптимального состава наплавленного металла часто связан с необходимостью выполнения большого объема экспериментальных работ, не всегда приводящих к желаемому результату.

Для различных условий воздействия изнашивающих нагрузок оптимальная износостойкость обеспечивается при различном, но характерном для каждого случая структурно-фазовом состоянии изнашиваемого материала. Перспективным направлением повышения износостойкости является получение расчетным путем состава наплавочного материала, имеющего экономную систему легирования, исходя из оптимального структурного и фазового состава сплава для заданных условий изнашивания. В связи с этим весьма выгодным оказывается структурно-энергетический подход к оценке и прогнозированию свойств наплавленного металла, работающего в условиях абразивного и ударно-абразивного воздействия. Однако использование данного подхода ограничено отсутствием достоверных данных об энергиях разрушения упрочняющих фаз и структурных составляющих.

Данная работа посвящена созданию математической модели, позволяющей прогнозировать структуру и свойства износостойких наплавочных сплавов, а также методике использования её при модернизации составов существующих наплавочных материалов в зависимости от условий их нагружения и условий наплавки.

Для решения поставленных задач предложена модернизированная модель формирования структуры и фазового состава сложнолегированного наплавленного металла, позволившая увеличить точность расчета и расширить возможности её применения, а также учесть влияние тепловых условий наплавки на структуру наплавленного металла. Разработаны методика и аппаратурный комплекс экспериментального определения энергии разрушения структурных составляющих сплава. Используя разработанную методику, изучено влияние легирования на работу разрушения отдельных структурных составляющих сплава. На основе гипотезы об энергетическом подобии процессов плавления и механического разрушения расчетным путем определены значения удельных энергий разрушения основных упрочняющих фаз сплава. Разработана математическая модель, позволяющая определять энергоемкости разрушения гетерогенных наплавочных сплавов.

На основе этих методов создана модель и компьютерная программа расчета структуры, фазового состава и энергоемкости разрушения износостойкого наплавленного металла для заданных условий наплавки.

Данная программа использована для анализа структуры, фазового состава и энергоемкости разрушения ряда типовых износостойких наплавочных сплавов, а также при получении модернизированного рационально-легированного износостойкого наплавочного сплава. Для механизированной наплавки этого сплава разработана порошковая проволока, производство которой освоено ООО «М АНЭПРЕМ».

Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам кафедры «Технология сварочного производства», Проблемной лаборатории металловедения (УГТУ-УПИ) и ООО «МАНЭПРЕМ» за помощь, оказанную при работе над диссертацией.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных данных установлено, что для различных условий воздействия изнашивающих нагрузок оптимальная износостойкость обеспечивается при различном, но характерном для каждого случая структурном состоянии изнашиваемого материала. Перспективным направлением повышения износостойкости является решение проблемы расчетного определения и прогнозирования износостойкости при выборе и модернизации наплавочных сплавов для определенных условий абразивного воздействия с учетом условий наплавки.

В связи с этим весьма выгодным оказывается структурно-энергетический подход к оценке и прогнозированию свойств наплавленного металла, работающего в условиях абразивного и ударно-абразивного воздействия. Однако использование данного подхода ограничено отсутствием достоверных данных об энергиях разрушения упрочняющих фаз и структурных составляющих. Требует совершенствования и метод прогноза структуры и фазового состава наплавленного металла с точки зрения влияния его легирования.

2. Разработаны методика и аппаратурный комплекс экспериментального определения энергии разрушения отдельных структурных составляющих сплава. При помощи данной методики для образцов с разной степенью легирования С, Сг, Ni, Мп, Si, V, получены экспериментальные зависимости влияния легирования на удельную энергию разрушения отдельных структурных составляющих.

3. Предложена методика расчета и определены значения удельных энергий разрушения основных упрочняющих фаз.

4. Произведена модернизация математической модели формирования структурного и фазового состава наплавленного металла, которая не только увеличила точность, но и расширила возможности её применения.

Усовершенствована структурная диаграмма матрицы наплавленного металла, что существенно повысило точность прогноза образующихся структурных составляющих в диапазоне легирования, % (мае.): С = 0,04 - 1,2; Сг = 0,02 - 19,0; Ni = 0,02 - 14,5; Мп = 0,3 - 13; Мо - до 4,6; V - до 2,0; W - до 3,5; Si -до 3,0; А1 - до 1,0; Ti - до 0,8; Nb - до 0,6 и В - до 1,0. Область диаграммы, описывающая промежуточное и диффузионное превращения, расширена и ограничена следующими условиями: Е1 < 0,083 -Е2 — 10,66; Е2 > —2,8.

Установлены зависимости влияния концентрации никеля и марганца на процесс мартенситообразования в матрице сплава, которые описывают более широкий диапазон легирования в области низких концентраций по никелю до 0,3%(мас.) и марганцу — до 0,5%(мас.). Уточнены зависимости влияния углерода, хрома, никеля, марганца и кремния на параметр ферритообразования в области его отрицательных значений.

Определены поправочные коэффициенты к значениям параметров феррито- и мартенситообразования, зависящие от скорости охлаждения металла, позволившие учесть влияние тепловых условий наплавки на структуру наплавленного металла.

5. Разработана математическая модель формирования энергоемкости разрушения гетерогенных износостойких наплавочных сплавов.

6. Совместное применение усовершенствованного метода расчета структуры и фазового состава износостойких наплавочных сплавов и модели расчета энергоемкости разрушения наплавочных сплавов позволило построить математическую модель, разработать алгоритм и программу расчета структуры и энергоемкости разрушения гетерогенных износостойких наплавочных сплавов.

7. Сопоставление результатов расчета энергоемкости разрушения для типовых наплавочных сплавов с их относительной износостойкостью, определенной экспериментально, показало, что расчётная энергоёмкость разрушения адекватно описывает износостойкость сплава.

8. Использование разработанного программного комплекса с учетом принципов рационального легирования . позволило получить экономно-легированный состав наплавленного металла 100ХЗМ2ГФТР, который значительно превосходит по энергоемкости разрушения и существенно дешевле сплава 70Х4МЗГ2ФТР, явившегося основой для модернизации.

9. На основе разработанных рекомендаций на ООО «МАНЭПРЕМ» внедрена в производство порошковая проволока для механизированной наплавки сплава 100ХЗМ2ГФТР. За счет экономного легирования себестоимость изготовления проволоки снизилась на 15%.

10. Проведена наплавка разработанной проволокой ножей рабочих органов бульдозеров и грейдеров. Испытания показали увеличение ресурса наплавленных ножей в 2,5.4,0 раза по сравнению с ножами, наплавленными сплавами 320Х25С2ГР и 200Х15С1ГРТ.

1. Волков, Ю.В. Долговечность машин, работающих в абразивной среде / Ю.В.Волков, З.А. Волкова, Л.М. Кайгородцев.- М.: Машиностроение, 1964. -115с.

2. Тененбаум, М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию / М.М. Тенен-баум. — М.: Машиностроение, 1976. — 271с.

3. Кащеев, В.Н. Абразивное разрушение твердых тел / В.Н. Кащеев. — М.: Наука, 1970. 248с.

4. Тененбаум, М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании / М.М. Тененбаум. — М.: Машиностроение, 1966. 331с.

5. Хрущов, М.М. Исследование изнашивания металлов / М.М. Хрущов, М.А. Бабичев. М.: Изд. Ан СССР, 1960. - 351 с.

6. Виноградов, В.Н. Абразивное изнашивание / В.Н.Виноградов, Г.М.Сорокин, М.Г. Колокольников. — М.: Машиностроение, 1990. — 224с.

7. Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машгиз, 1962. -383с.

8. Кузнецов, В.Д. Физика твердого тела. Т.4. / В.Д. Кузнецов. — Томск: Поли-графиздат, 1947. 542с.

9. Львов, П.Н. Износостойкость деталей строительных и дорожных машин / П.Н. Львов М.: Машгиз, 1962. - 89с.

10. Костецкий, Б.И. Износостойкость и антифрикционность деталей машин/ Б.И. Костецкий, И.Г. Носовский,- Киев: Техннса, 1965. — 206с.

11. И. Долговечность оборудования огнеупорного производства / B.C. Попов, Н.Н. Брыков, Н.С. Дмитриченко, Л.Г. Приступа.- М.: Металлургия, 1978. —232с.

12. Абразивная износостойкость литых сталей и чугунов / В.М. Колокольцев, В.В. Бахметьев, К.Н. Вдовин, В.А. Куц. Москва, 1997.

13. Виноградов, В.Н. Изнашивание при ударе / В.Н. Виноградов, Г.Н. Сорокин, А.Ю. Албагачиев-М.: Машиностроение, 1982. 192с.

14. Костецкий, Б.И. Износостойкость деталей машин / Б.И. Костецкий. — М.: Машгиз, 1950. -216с.

15. Хрущов, М.М. Абразивное изнашивание / М.М. Хрущов, М.А. Бабичев. -М.: Наука, 1970. 252с.

16. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. — М.: Машиностроение, 1977. — 526с.

17. Сорокин, Г.М. Основные особенности ударно-абразивного изнашивания сталей и сплавов // Трение и износ. — 1982. -—Т.З. — №5. — С.773-779.

18. Львов, П.Н. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин / П.Н. Львов. — М.: Стройиздат, 1970. — 72с.

19. Кащеев, В.И. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов / В.И. Кащеев.- М.: Машиностроение, 1978. — 215с.

20. Козырев, С.П. Гидроабразивный износ металлов при кавитации / С.П. Козырев. — М.: Машиностроение, 1971. — 139с.

21. Клейс, И.Р. Износостойкость элементов измельчителей ударного действия / И.Р. Клейс, Х.Г. Уумыс. М.: Машиностроение, 1986. — 167с.

22. Погодаев, Л.И. Гидроабразивный и кавитационный износ судового оборудования / Л.И. Погодаев, П.Л. Шевченко. — Л.: Судостроение, 1984. — 263 с.

23. Хасуи, А. Наплавка и напыление пер. с яп. В.Н.Попова. /А. Хасуи, О. Мо-ригаки. М.: Машиностроение, 1985. — 240 с.

24. Попов, B.C. Износостойкость прессформ огнеупорного производства / B.C. Попов, Н.Н. Брыков, Н.С. Дмитриченко. — М.: Металлургия, 1971. — 160 с.

25. Лившиц, Л.С.Основы легирования наплавленного металла / Л.С. Лившиц, Н.А. Гринберг, Э.Г. Куркумели. — М.: Машиностроение, 1969. — 188 с.

26. Бунин, К.П. Структура чугуна / К.П. Бунин, Г.И. Иванцов, Я.Н. Малиноч-ка. — Москва-Киев: Машгиз, 1952. 161 с.

27. Ткачев, В.Н. Методы повышения долговечности деталей машин / В.Н. Ткачев, Б.М. Финштейн, В.Д. Власенко и др. М.: Машинострение, 1971. -272с.

28. Бармин, JI.H. Ваннодуговая наплавка смесителей и молотков дробилок сталями мартенситного класса / Л.Н. Бармин, Н.В. Королев, С.Л. Григорьев // В кн.: Наплавка. Опыт и эффективность применения. — Киев: ИЭС им.Е.О.Патона, 1985. С.65-68.

29. Бармин, Л.Н. К вопросу классификации наплавленного металла / Л.Н. Бармин, С.Л. Григорьев, В.П. Гусев // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия.- 1987.- №4. С.84-89.

30. Мазель, Ю.А. Выбор электродов для восстановительной и упрочняющей наплавки / Ю.А. Мазель, Ю.В. Кусков, Г.Н. Полищук. // Сварка и родственные технологии: Мировой опыт и достижения — Москва-Минск, 2001. Библиотека «Спецэлектрод», вып.8.

31. Наплавочные порошковые ленты и проволоки / П.В. Гладкий, И.А. Кондратьев, В.И. Юматова, А.П. Жудра // Справочник. К.: Тэхника, 1991. — 36 с.

32. Сорокин, Г.М. Методы испытания на изнашивание при ударе // Вестник машиностроителя. — 1976. № 4. — С.11-16.

33. Сорокин, Г.М. Метод испытания на изнашивание при ударе по монолиту абразива / Г.М. Сорокин, И.И. Матюшина // Заводская лаборатория. 1971. -№2.-С.218-220.

34. Кащеев В.Н. Износ дюралюминия ударами абразивных частиц в процессе его старения. Изв.ВУЗов, Физика. - 1960. - № 2.

35. Кащеев, В.Н. Изнашивание в потоке движущихся абразивных частиц / В.Н.Кащеев В.М. Глазков // В сб.: Методы испытания на изнашивание. Изд-во АН СССР, 1962.

36. Клейс, И.Р. Анализ схем установок для испытания материалов на ударный износ / И.Р. Клейс // Труды Таллиннского политехнического института, серия А, № 219. Таллинн. 1965.

37. Виноградов, В.Н. Некоторые вопросы изнашивания металлов в воздушно-абразивном потоке / В.Н. Виноградов, А.А. Антонов // В сб.: Бурение и буровое оборудование. -Изд-во «Недра», 1959.

38. Кислик, В.А. Методика испытания на абразивное изнашивание деталей топок паровозных котлов / В.А. Кислик, A.M. Самойленко // Заводская лаборатория. 1956. - №5.

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

40. Хрущов, М.М. Износостойкость / М.М. Хрущов. — М.: Наука. -1975. — 191с.

41. Брыков, Н.Н. Оценка износостойкости сталей при абразивном изнашивании / Н.Н. Брыков // Трение и износ, 1988 Том 9. - №2. - С.317-321.

42. Евреинов, С.И. Исследование влияния механических характеристик сталей на сопротивление изнашиванию абразивом: автореферат дисс. на соискание уч. степ. канд.тех.наук / С.И. Евреинов — М., 2000. — 23с.

43. Гуляев, А.П. Термическая обработка стали / А.П. Гуляев. — М.: Машгиз, 1960.-496с.

44. Гольдштейн, М.И. Специальные стали / М.И. Гольдштейн, С.В. Грачев, Ю.Г.Векслер. М.: Металлургия, 1985. - 408с.

45. Гривняк, И. Свариваемость сталей. / И. Гривняк, Пер. со словац. Л.С.Гончаренко; под ред. Э.Л.Макарова. М.: Машиностроение, 1984. - 216с.

46. Медовар, Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей / Б.И. Медовар —М.: Машиностроение, 1966.-430с.

47. Грабин, В.Ф. Металловедение сварки плавлением / В.Ф. Грабин — Киев: Наукова думка, 1982. — 416с.

48. Honecombe R.W.K. // Metal Transaction, №3, 1972, р. 1090

49. Schaffler, A.Z. Construction Diagram for Stainless Steel Weld Metal / A.Z. Schaffler// Metal Progress, No 56,1949,pp.601-620.

50. Сефериан, Д. Металлургия сварки / Д.Сефериан — М.: Машгиз, 1963. -345с.

51. Funk, C.W. Metallurgical Aspects of Welding Precipitation- Hardening Stainless Steels / C.W. Funk, M.J. Granger // Welding Journal, Oct., 1954.

52. Eichelman, G. The Effect of Composition on the temperature of Spontaneous Transformation of Austenite to Martensite in the 18-8 tupe Stainless Steel / G. Eichelman, F. Hull // Trans. Of ASM, v.45, 1953.

53. Рунов, A.E. Выбор рациональных составов аустенитных хромоникелевых сталей для сварных конструкций / А.Е. Рунов.// Автоматическая сварка. — 1967, — №2 С.74-76.

54. Beres, L. Proposed Modification to Shaeffler Diagram for Chrom Equivalents and Carbon for more Accurate Prediction of Martensite Content / L.Beres.// Welding Journal, July 1998, pp. 273-276.

55. Balmforth, M.C. A Preliminary Ferritic-Martensitic Stainless Steel Constitution Diagramm / M.C.Balmforth, J.Lippold. // Welding Journal, January 1998, pp. 1-6.

56. Delong W.T., Ostrom G.A., Szumachowski E.R. // Welding Journal, 35, №11, 1956, pp. 521-528.

57. Разиков, М.И. Структурная диаграмма металла шва на хромомарганцевых сталях / М.И. Разиков, Г.Н. Кочева, Л.Г. Толстых // Автоматическая сварка. — 1968. -№4.- С. 1-5.

58. Елагина, О.Ю. Структурная диаграмма высокоуглеродистых наплавленных слоев / О.Ю. Елагина, JI.C. Лившиц, М.А. Мальцева // Сварочное производство. 1996. — №5. — С.9-11.

59. Потак, Я.М. Структурная диаграмма деформируемых нержавеющих сталей / Я.М. Потак, Е.А. Сагапевич // Металловед, и термич. обработка металлов. — 1974. №9. — С. 12-16.

60. Потак Я.М., Сагапевич Е.А. Структурная диаграмма низкоуглеродистых нержавеющих сталей применительно к литому и наплавленному металлу // Автоматическая сварка. — 1972. — №5. — С. 10-13.

61. Данильченко Б.В. Выбор износостойкого наплавленного металла для работы в условиях абразивного изнашивания // Сварочное производство. — 1992. -№5. С.31-33.

62. Каховский, Н.И. Сварка нержавеющих сталей / Н.И. Каховский. —Киев: Технжа, 1968.-310 с.

63. Пименова, О.В. Разработка методов прогноза структуры и фазового состава износостойких наплавочных сплавов с карбидным и карбоборидным упрочнением : Автореферат дисс. на соискание уч. степ. канд. тех. наук / О.В. Пименова. Екатеринбург, 1999.- 24 с.

64. Вышегородцева, Г.И. Прогнозирование структурно фазового состава кар-бидосодержащих наплавленных износостойких слоев деталей газопромыслового оборудования : автореферат дисс. на соискание уч. степ, канд.тех.наук / Г.И. Вышегородцева. — М., 2001.

65. Федоров, В.В. Термодинамические аспекты прочности и разрушения твердых тел / В.В. Федоров. — Ташкент: ФАН, 1979.-168 с.

66. Иванова, B.C. Циклическая прочность металлов / В.С.Иванова. — М.: Изд.АН СССР, 1962. с.11-22.

67. Иванова, B.C. Усталостное разрушение металлов / B.C. Иванова. —М.,1963.

68. Износ наплавочных материалов в зависимости от их энергоемкости /

69. B.С.Попов, Н.Л.Нагорный, А.Б.Шумихин, В.А.Гук, В.Л.Луняка // Современные методы наплавки и износостойкие наплавочные материалы. —Харьков, 1970.1. C.22-26.

70. Изнашивание наплавочных сплавов незакрепленным абразивом / В.С.Попов, В.Л.Луняка, Г.И.Василенко, Н.Н Брыков., А.Б. Шумихин // Сварочное производство. 1971. - №1. - С.32-34.

71. Иванова, B.C. Природа усталости металлов / В.С.Иванова, В.Ф. Терентьев. М.: Металлургия, 1975. - 456с.

72. Федоров, В.В. Кинетика повреждаемости и разрушения твердых тел / В.В. Федоров. — Ташкент.: Фан, 1985.- 168с.

73. Погодаев, Л.И. Основные закономерности гидроабразивного и ударно-абразивного изнашивания наплавочных материалов 4.2. / Л.И. Погодаев, Ю.Е.Ежов // Трение и износ, 1991, Т12, №6, с.981-992.

74. Погодаев, Л.И. Оценка стойкости наплавочных сплавов при гидроабразивном изнашивании / Л.И.Погодаев, Ю.В.Фролов, Ю.Е.Ежов // Сб.науч. трудов: Наплавленный металл. Состав, структура, свойства., Ан Украины, ИЭС им. Е.О. Патона. Киев, 1992. С.77-80.

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

76. Пименова, О.В. Разработка методов прогноза структуры и фазового состава износостойких наплавочных сплавов с карбидным и карбоборидным упрочнением: дис. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. / О.В.Пименова. Екатеринбург, 1998. - 157 с.

77. Кулишенко, Б.А. Исследование износостойкости наплавленного металла при коптактно-ударном иагружешш: дис. на соискание уч. степ. канд. техн. наук / Б.А. Кулишенко. — Свердловск, 1967. — 158 с.

78. Шоршоров, М.Х. Фазовые превращения и изменения свойств стали при сварке: Атлас / М.Х.Шоршоров, В.В.Белов. М.: Наука, 1972. - 219 с.

79. Попов, А.А. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита: Справочник термиста / А.А.Попов, Л.Е.Попова. — Москва-Свердловск.: Машгиз, 1961. — 430 с.

80. Попов, А.А. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита: Справочник термиста / А.А.Попов, Л.Е. Попова. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1965. - 495 с.

81. Попова Л.Е., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-растворах в сплавах титана: Справочник термиста. / Л.Е.Попова, А.А.Попов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1991. - 503 с.

82. Гудремон, Э. Специальные стали. / Э Гудрсмон. — М.: Металлургия, 1959. -Т.1.-952 с.

83. Гринберг, Н.А. Влияние фазового строения наплавленного металла некоторых сплавов на стойкость при абразивном изнашивании / Н.А.Гринберг, JI.M. Штейн // Сварочное производство. — 1977. — №8. С.4-7.

84. Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов / Ю.М. Лахтин. М.: Металлургия, 1977. — 407 с.

85. Кащенко, Г.А. Основы металловедения // Г.А.Кащенко. М.-Л.: Машгиз, 1966. - 395 с.

86. Королев, Н.В. Метод оценки удельной энергии разрушения наплавочных сплавов / Н.В. Королев, A.M. Фивейский // Сварка-контроль. Итоги XX века: сб. докл. 19-й науч.-техн. конф. сварщиков Урала. Челябинск, 2000. — С. 166168.

87. Критерии стойкости стали при абразивном и ударно-абразивном изнашивании / Виноградов В.Н., Лившиц Л.С., Левин С.М., Чайковский К.Р. // Трение и износ, 1988, Т9., №2 - С.205-211.

88. Бердиков, В.Ф. Микротвердомер с автоматической записью диаграмм вдавливания и царапания / В.Ф. Бердиков, О.И. Пушкарев, В.А. Назаренко // Заводская лаборатория. 1980. - №5. - С.459-462

89. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ /И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. — М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

90. Васаускас С.С, Диаграмма твердости и ее применение для определения характеристик прочности металлов / С.С. Васаускас, В.Ю. Жидонис // Заводская лаборатория. 1962. - №5. - С.605-609.

91. Дрозд, М.С. Определение механических свойств металла без разрушения / М.С. Дрозд М.: Металлургия, 1965. -172 с.

92. Зайцев, Г.П. Определение пластичности металлов методом вдавливания конусов / Г.П. Зайцев, С.А.Смолич // Заводская лаборатория. — 1950. — №11. — С.1355-1361.

93. Марковец, М.П. Способ определения относительного удлинения по твердости / М.П.Марковец, Ф.И.Измайлов // Заводская лаборатория. 1972. — №12. — С.221-225.

94. Кржижановский, Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (карбиды): Справочная книга. / Р.Е. Кржижановский, З.Ю. Штерн — JL: Энергия, 1976. 120с.

95. Войтович, Р.Ф. Тугоплавкие соединения. Термодинамические характеристики: Справочник. / Р.Ф. Войтович — Киев.: Наукова Думка, 1971. — 220 с.

96. Стормс, Э. Тугоплавкие карбиды / Э. Стормс. -перевод с англ.. — М.: Атомиздат, 1970. 304с.

97. Серебрякова, Т.И. Высокотемпературные бориды / Т.И. Серебрякова, В.А. Неронов, П.Д. Пешев. — Ml: Металлургия, Челябинское издание, 1991. — 368с.

98. Краткий справочник Физико-химических величин / Под ред. К.П. Ми-шенко и А.А.Равделя. JL: Химия, 1974. — 200с.

99. Кубашевский, О. Металлургическая термохимия / О. Кубашевский, К.Б. Олкокк. -перевод с англ.. — М.: Металлургия, 1982. — 392с.

100. Ульянин, Е.А. Стали и сплавы для криогенной техники / Е.А. Ульянин, Н.А.Сорокина. М.: Металлургия, 1984.-208с.

101. Пикеринг, Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей // Ф.Б. Пикеринг — М.: Металлургия, 1982. — 184с.

102. Филиппов, М.А. Метастабильный марганцевый аустенит как структурная основа сталей с высокой стойкостью в условиях динамического контактного нагружения / М.А. Филиппов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1995. -№10. -С. 10-15.

103. Гуляев, А.П. Металловедение. Учебник для вузов. / А.П. Гуляев. — М.: Металлургия, 1986. 544с.