автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии получения сварочно-наплавочных порошковых проволок для повышения эксплуатационных свойств рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей

На правах рукописи

СТРОИТЕЛЕВ Дмитрий Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРОЧНО-НАПЛАВОЧНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ

Специальность 05.02.01 - Материаловедение (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Комсомольск-на-Амуре - 2008

003167483

Работа выполнена в Государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования - "Дальневосточном государственном университете путей сообщения" (ГОУ ВПО ДВГУПС)

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Макиенко Виктор Михайлович

Официальные оппоненты заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук, профессор Гордиенко Павел Сергеевич кандидат технических наук, доцент Химухии Сергей Николаевич

Ведущая организация: Институт машиноведения и металлургии

ДВО РАН (г Комсомольск-на-Амуре)

Защита диссертации состоится « 15 » мая 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212 092 01 в Государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" по адресу. 681013, г Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина 27, КнАГТУ Факс. (4217) 54-08-87 E-mail mdsov@knastu ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Ком-сомольского-на-Амуре государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим выслать в адрес диссертационного совета университета.

Автореферат разослан » апреля 2008 г

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат технических наук, доцент V? А И Пронин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Одной из основных технологий восстановления деталей узлов и механизмов подвижного состава является механизированная сварка и наплавка порошковыми проволоками (ПП) с сердечником карбонатно-флюорит-ного типа Использование этого вида материала в сварочно-наплавочном производстве позволяет получать покрытия с разнообразными механическими и эксплуатационными свойствами за счет формирования наплавленного металла с широким спектром легирующих элементов Кроме того, применение ПГ1 не требует обязательной защиты флюсами или газами, а также позволяет выполнять соединения во всех пространственных положениях

В Дальневосточном регионе (ДР) порошковые проволоки не нашли широкого применения вследствие дороговизны и отдаленности предприятий по их производству Ближайшие заводы находятся в городах Магнитогорск, Череповец и Новосибирск Учитывая, что на территории Дальнего Востока (да) имеются большие запасы минерального сырья содержащего необходимые компоненты (бадделеит, брусит, датолит, флюорит, гранодиорит и др) его можно использовать для производства сварочно-наплавочных материалов Однако это минеральное сырье значительно отличается по химическому составу и реологическим свойствам, что требует дополнительных исследований по влиянию доли компонентов шлаковой системы на физико-механические и технологические характеристики формируемых покрытий

В связи с этим, проблема создания новых сварочно-наплавочных материалов на основе минерального сырья ДР с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей на ремонтных предприятиях ДВЖД является весьма актуальной

Актуальность также подтверждается выполнением научно-исследовательских работ в соответствии с планами фундаментальных исследований Министерства путей сообщения, программы вузов МПС Дальневосточного региона и Сибири (тема № 15П404 «Создание и внедрение сварочно-наплавочных материалов для восстановления деталей подвижного состава», 2002-2004 гг) в рамках хоздоговорных работ с предприятиями ДВЖД Цель и задачи исследования.

Целью работы является разработка технологии производства сварочно-наплавочных порошковых проволок на основе получения шлаковой системы кар-бонатно-флюоритного типа из минерального сырья Дальневосточного региона для повышения физико-механических и технологических свойств рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи

1 Разработка основных принципов выбора компонентов шихты для формирования шлаковой системы с использованием минерального сырья, позволяющих получать новые сварочно-наплавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами ч

2 Исследование и разработка технологии изготовления порошковых проволок' с использованием минерального сырья

3 Исследование влияния компонентов карбонатно-флюоритной шлаковой системы, а также режимов наплавки на физико-механические и технологические характеристики формируемых покрытий.

4 Разработка новых составов порошковых проволок для механизированных способов сварки и наплавки, обеспечивающих высокие механические и эксплуатационные свойства.

5 Оценка экономической эффективности полученных сварочно-наплавочных материалов на производстве

Научная новизна.

1 Научно обоснованы основные принципы выбора компонентов шихты для формирования шлаковой системы, позволяющей получать новые сварочно-наплавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами

2. Установлено влияние технологических факторов (сила тока, коэффициент заполнения и массовой доли гранодиорита, последовательность технологических операций) на потери наплавленного металла, общую пористость и переход легирующих элементов (81, Мп) из ферросплавов и металлического стержня, шлаковой системы в формируемые покрытия

3. Выявлены зависимости работоспособности шлаковой системы карбонатао-флюоритного типа от массовых долей ферромарганца, ферросилиция и графита в шихте, в результате анализа которых установлено, что оптимальная область факторного пространства находится при расчетном отношении кремния к марганцу равном 0,98. 1,02

4 Построены регрессионные зависимости механических характеристик формируемых покрытий и коэффициентов перехода (распределения) легирующих элементов 81, Мп и С в наплавленный металл от содержания в шихте ферросили-комарганца и графита, обеспечивающие прогнозирование химического состава и механических свойств формируемых покрытий

5. Создана совмещенная диаграмма, позволяющая оптимизировать состав легирующих компонентов с целью формирования необходимых свойств наплавленного металла, на основании которой получены новые составы порошковых проволок (патент № 55319)

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается современными методами исследования состава, структуры и свойств материалов и применением оборудования, которое аттестовано государственной и международными службами стандартизации и метрологии, а также результатами производственного внедрения

Практическая значимость.

1 Разработан технологический процесс изготовления порошковых проволок на основе шихты из минеральных компонентов Дальневосточного региона.

2. На основе созданной шлаковой системы получена новая сварочная порошковая проволока, позволяющая формировать наплавленный металл с ударной вязкостью 195 203 Дж/см2 (при I = +20 °С), пределом текучести 380 410 МПа и относительным удлинением 24 28 %,

3 Созданы новые наплавочные порошковые проволоки, позволяющие формировать поверхности с твердостью 140..450 НВ и ударной вязкостью 15 . 140Дж/см2 (при t = +20 °С);

4 Результаты исследования внедрены на ремонтных предприятиях Дальневосточной железной дороги, что подтверждается актами внедрения

На защиту выносятся:

- принципы выбора компонентов шихты для получения новых сварочно-наплавочных порошковых проволок,

- технологический процесс изготовления порошковых проволок, разработанный на основе минерально-сырьевой базы Дальневосточного региона,

- результаты экспериментальных исследований по созданию карбонатно-флюоритной шлаковой системы порошковых проволок,

- результаты экспериментальных исследований по созданию наплавочных порошковых проволок,

- результаты эксплуатационных испытаний покрытий, формируемых созданными порошковыми проволоками

Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждались

- на 43-й научно-практической конференции ученых транспортных вузов «Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности», Хабаровск, 22-23 октября. 2003 г,

- 4-й международной научной конференции творческой молодёжи «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке» Хабаровск, 12-14 апреля. 2005 г;

- 6-й международной научно-практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока» Владивосток, 5-7 октября 2005 г;

- 44-й Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности» Хабаровск, 25-26 января. 2006 г;

- Joint China-Russia symposium on advanced materials processing technology, Harbin, P R. China, 21-22 August, - 2006,

- 6-й региональной научной конференции «Физика фундаментальные и прикладные исследования Образование» Благовещенск, 26-28 сент 2006 г;

- на заседаниях кафедры «Технология металлов» ПГУПС (г Санкт-Петербург) и «Технология сварки, материаловедение, износостойкость деталей машин» МИИТ (г. Москва) в 2005 г, а также в институте «Материаловедения» ХНЦ ДВО РАН (г Хабаровск) в 2007 г

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, из них пять - в рецензируемых журналах. Получены патенты № 55319 (заявка № 2006104131) и № 60888 (заявка № 2006133705)

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений Содержит 152 страницы машинописного текста, 99 рисунков, 68 таблиц и библиографический список из 127 наименований и 4 приложения

Работа выполнялась в Дальневосточном государственном университете путей сообщения на кафедре «Технология металлов» в 2002—2008 гг

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи исследований, приведены основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе приведена оценка эффективности применения сварки и наплавки порошковыми проволоками, изложено состояние вопроса разработки порошковых проволок на основе многокомпонентного минерального сырья и раскрыты особенности металлургических процессов при формировании покрытий

Установлено, что в России, Украине, Японии, Швеции, Китае, Германии и в других странах широко используются прогрессивные методы электродуговой сварки и наплавки Так, по данным Европейского Сообщества наиболее распространенными технологиями являются сварка под флюсом - 10%, проволоками сплошного сечения в среде защитных газов - 59 %, порошковыми проволоками - 12 % и покрытыми электродами 19 % Однако в странах с развитым машиностроением и судостроением наблюдается тенденция роста применения порошковых проволок (рис 1) Потребность в этом методе сварки и наплавки объясняется следующим

- он позволяет не только производить сварочные работы при разнообразных технологических операциях, но и обеспечивает получение наплавленных слоев с широким спектром эксплуатационных свойств,

- при наплавке ПП отпадает необходимость в подаче защитного газа и флюса, что значительно повышает технологичность сварочно-наплавочных работ,

- процесс протекает непрерывно и позволяет выполнять соединения во всех пространственных положениях без принудительного формирования шва,

- порошковые проволоки трубчатой конструкции обеспечивают неглубокое про-плавление основного металла, позволяющее формировать поверхности с минимальным расходом легирующих элементов, что снижает себестоимость покрытий

Исследованием и разработкой самозащитных порошковых проволок занимались И И Фурминов, И К Походня, В Н Шлепаков, А М Суптель, А А Ерохин, И С Иоффе, И П Браверман, А Н Марчук, Л Н Орлов, С А Супрун, А Н Юш-тин и др Ими были разработаны ПП для сварки и наплавки различных сталей, применяемых в строительстве, тяжелом машиностроении, судостроении и т д

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Годы

Рис I Производство сварочных материалов в

Японии за период с 1991 по 2001 г -«--непла-

вящиеся электроды, —■--проволока и флюс для

сварки под флюсом, -*--покрытые электроды,

- порошковые проволоки, -о--сплошная

провотока для сварки в защитных газах

При их создании определяющим фактором являлся выбор компонентов кислого или основного класса сердечника При этом для сварки ответственных металлоконструкций и получения наплавленного металла с высоким качеством использовались порошковые проволоки с шихтой карбонатно-флюоритного типа, а в качестве компонентов шихты применялось минеральное сырьё Западного и Сибирского регионов России Было установлено, что исследования по использованию Дальневосточного минерального сырья, отличающегося по химическому составу, проводились под руководством А Д Верхотурова, Э Г Бабенко, А В Коваль, и др , только при создании электродов и флюсов

Проанализировав особенности металлургических процессов при формировании металла порошковыми проволоками карбонатно-флюоритного типа, установили, что в настоящее время (2008) для защиты расплавленного металла от азота применяются нитридообразующие компоненты А1 и Т1, которые, с одной стороны, не всегда обеспечивают необходимые механические характеристики наплавленного металла, а с другой - значительно повышают стоимость ПП Кроме того, установлено, что существует еще один механизм снижения азотной пористости - это способность легирующих элементов снижать газонасыщение расплавленного металла Такими легирующими элементами являются кремний, марганец и углерод

Во второй главе представлены основные принципы выбора компонентов шихты на основе минерального сырья Дальневосточного региона, позволяющие получать новые сварочно-наплавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами, а также приведено оборудование для производства порошковых проволок и исследования состава структуры и свойств наплавленного металла

Для создания шлаковой системы проволок на основе минерально-сырьевой базы ДР предложен метод «Копирования», заключающийся в получении новых композиций шихты, имеющих сходный химический состав с прототипом, а также метод «Подбора», позволяющий выбрать компоненты, сходные по физико-химическим, эксплуатационным и технологическим свойствам (рис 2 и 3)

В целях повышения уровня механических и эксплуатационных свойств наплавленных поверхностей на основе разработанной шихты порошковой проволоки предложен метод «Легирования» (рис 4) Согласно блок-схеме (рис 4), существует два подхода легирования

1) применение легирующих элементов в виде ферросплавов и чистых компонентов (ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферротитан, алюминиевый, никелевый и медный порошки и др),

2) использование концентратов, содержащих элементы в виде химических соединений В203, 7лО)2, АЛГОз, М0О3, А1203, Ре203, М^О, ТЮ2 и др

При изготовлении порошковых проволок применялся волочильный стан марки НИИМ-Л1111 4/350 Экспериментальные исследования проводились с применением сварочного полуавтомата, состоящего из источника питания марки ВДУ-505-1 и механизма подач МПО-44-2 Температура прокалки шихты определялась с помощью дериватографа СМ ООО Фрактографический анализ изломов сварных швов наплавленного металла проводился с помощью бинокулярного микроскопа БМС-9

Рис 2 Блок-схема метода «Копирования» Рис 3 Блок-схема метода «Подбора»

Рис 4 Блок-схема метода «Легирования»

Микроструктуры полученных сплавов в ходе анализа исследовались металлографическими микроскопами ММР-2 и ММУ-3 Микротвердость определялась на приборе ГГМТ-ЗМ Химический состав полученных материалов изучался с помощью рентгеноспектрального анализатора «СПЕКТРОСКАН MAKC-GV 4071» Микрорентгеноспектральный анализ распределения легирующих элементов по сечению проводили на электронно-зондовом микроскопе IXA-810 (JEOL, Япония) с приставкой рентгеновского спектрометра EDS (Великобритания). Для определения твердости использовались приборы ТШ-2М, МПБ-2, ТК-2 и ТП-2 Ударная вязкость образцов определялась с помощью маятникового копра, модели 2010 КМ-30 Испытание на статическое растяжение металла проводилось машиной МР-500 Исследование износостойкости периферийного трения скольжения полученных сплавов осуществлялось на машине трения МИ-402 Результаты измерений обрабатывались методами математической статистики на основе прикладных программ Microsoft Excel и Maple

В третьей главе исследована шлаковая система порошковых проволок на основе минерального сырья ДР, выбраны компоненты и предложена технология получения шихты

Последовательность исследований по созданию сердечника 1111 представлена на рис 5. В качестве шлаковой системы "Эталон" был принят карбонатно-флюоритный тип сердечника ПП, обеспечивающий нужные технологические свойства наплавленного металла

Шихта создавалась в соответствии с методами «Подбора» и «Копирования» на основе выбранных минеральных компонентов (табл 1) При этом был применен банк данных Хабаровского научного центра ДВО РАН по Дальневосточному минеральному сырью В качестве газообразующего и стабилизирующего компонента использован мрамор, в качестве шлакообразую-щего - выбран флюорит Раскисляющими и легирующими назначены ферромарганец и ферросилиций Остальная часть компонентов выбиралась по физико-химическим, эксплуатационным и технологическим свойствам Так, вместо кварцевого песка назначен гранодиорит, взамен ферротитана - бадделеит

Для подготовки порошков и получения шихты была предложена схема (рис 6), согласно которой весь процесс подготовки шихты условно можно разделить на две составляющие 1 ) дробление ферросплавов по стандартной схеме,

2) размол минерального сырья (тонкое измельчение, сушка, сепарация и перемешивание).

Рис 5 Блок-схема создания шлаковой системы порошковой проволоки

Результаты выбора минеральных компонентов шихты

Выполняемая функция в процессе наплавки Компоненты, используемые в сердечнике порошковой проволоки карбонатно-флюоритного типа Компоненты, выбранные с использованием метода «Копирования» Компоненты, выбранные с использованием метода «Подбора»

Шлакообразующая Кварцевый песок (ГОСТ 4417-75) - Гранодиорит

Шлакообразующая, газообразующая и стабилизирующая Мрамор (ГОСТ 4416-94) Мрамор -

Шлакообразующая и газообразующая Флюорит (ГОСТ 4421-73) Флюорит -

Раскисляющая, рафинирующая и легирующая Ферромарганец (ГОСТ 4755-91) Ферромарганец (марка ФМн-0,5) -

Ферросилиций (ГОСТ 1415-93) Ферросилиций (марка ФС-45) -

Ферротитан (ГОСТ 4761-91) - Бадделеит

В процессе тонкого измельчения выяснилось, что для размола требуется разработка новых режимов Объясняется это тем, что компоненты местного сырья отличаются по реологическим свойствам (упругость, вязкость и пластичность) Экспериментальным путем были подобраны режимы размола, удовлетворяющие требованиям гранулометрического состава сердечников порошковых проволок (табл 2) Как видно из таблицы, в ней отсутствует один из назначенных компонентов - флюорит, производимый на Дальнем Востоке Ярославским ГОКом (Приморье), с фракцией 44 мкм Содержание в шихте флюорита такой фракции приводило к невозможности изготовления порошковых проволок с равномерным заполнением сердечника Эта проблема была решена двумя способами Первый состоял в добавлении связующего (жидкого стекла из расчета 1 6 по массе) в плавикошпатовый концентрат, который перемешивался до получения однородной массы в смесителе и прокаливался при температуре 250 °С в течение 3,5 .4,0 часов Далее осуществлялся размол до необходимой фракции с последующим просевом, что позволило обеспечить требуемую равномерность заполнения шихтой проволоки.

Рис 6 Блок-схема приготовления компонентов шихты

Режимы размола порошков на шаровой мельнице МШ-60

Компоненты Производительность готового продукта, кг/час Время размола, час Вес компонента, кг Масса шаров, кг

Мрамор 45 1,5 80 240

Бадделеит 120 1,0 140 240

Гранодиорит 50 1,5 90 240

Ферросилиций 190 0,5 130 240

Ферромарганец 180 0,75 150 240

Второй способ решения этой проблемы заключался в изменении конструкции дозатора В его устройстве был предусмотрен разравнивающий механизм, применение которого позволило достичь необходимой равномерности при заполнении шихтой (рис 7)

Исследования минеральных компонентов с целью создания шлаковой системы ПП проводились в несколько этапов (рис 8) Как видно из схемы, первоначально были выбраны критерии оценки работоспособности системы, от которых напрямую зависят свойства рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей Такими критериями являются переход легирующих элементов из шихты в наплавленный металл, потери электродного металла, общая пористость, наличие неметаллических включений, балл зерна.

Рис 7 Схема изменённого дозатора I - планка разравнивающая; 2 - микрометр, 3 - и-образный желоб, 4 - шихта

Рис 8 Блок-схема исследования работоспособности шлаковой системы

На следующем этапе определены факторы, влияющие на критерии работоспособности сварочно-наплавочной системы, которыми являются: режим термообработки ПП, состав шихты, ее массовая доля относительно металлической оболочки (коэффициент заполнения), режимы наплавки (сила тока, напряжение и вылет электрода)

Нахождение благоприятных интервалов варьирования каждого фактора началось с выявления оптимальных температурных режимов прокалки шихты Исследования проведены путём дифференциально-термического анализа в интервале температур 22. 900 °С Регистрировались изменения массы образца (ТГ), скорость изменения массы образца (ДТГ) и изменения энтальпии исследуемого материала (ДТА) Установлено, что наиболее благоприятным режимом прокалки шихты является температурный интервал 300 350 °С при времени выдержки не менее 4,5 5 часов

Проведенные эксперименты позволили установить численные значения факторов, обеспечивающих максимальную работоспособность шлаковой системы

- интервалы массовых долей минеральных компонентов шихты составили по гранодиориту 8.14%, по флюориту - 20 .25 %, по мрамору - 42. 48 %, бадде-леиту- 1...3 %;

- интервал коэффициента заполнения проволоки - 24 .30 мае %;

- вылет электрода -15 .30 мм,

- пороговые значения силы тока - 250. 400 А;

- напряжение определено как минимально допустимое, обеспечивающее стабильное плавление электрода

Проведенное ранжирование позволило установить факторы, оказывающие наибольшее влияние на критерии работоспособности шлаковой системы (массовая доля гранодиорита, коэффициент заполнения и сила тока) Выходными характеристиками были назначены коэффициент потерь (кПот), коэффициенты перехода кремния (к Пср в1), марганца (кПер Мп) и общая пористость металла (П), которая определялась методом А Розивиля в соответствии с ГОСТ 22023-76 по формуле

П 100,

¿1

где / - линейные размеры пор на секущей, Ь\ - общая длина секущей

Коэффициенты перехода (кПер) элементов рассчитывались по формуле

и _ ^эКС

КТ1ер ~ > х

лрас

где хжс - массовая доля элемента, полученная в наплавленном металле, храс -

расчетное содержание элемента в порошковой проволоке

При этом численные значения второстепенных факторов (вылет электрода, напряжение дуги) и масса компонентов в составе шихты (флюорит, мрамор, бадде-леит) приняты на основе предварительных экспериментов.

Проанализированные результаты экспериментов позволили установить, что факторное пространство трех входных параметров (коэффициент заполнения Хь массовая доля гранодиорита Х2 и сила тока Х3) наиболее точно описывается регрессионными моделями третей степени

- для коэффициента потерь электродного металла

к„„ = 1,369 - 0,2248 X, - 0,7931 X; + 0,046356хХ3 + 0,006374хХ,2 + 0,01893хХгг - 0,00007407хХ32 + + 0,03774 X, Х2-0,001571 X, Х3 + 0,0000105 Х2 Х3 + 0,000106 X,3 - 0,0004687 Х23 + 0,000000045* Х33 -

- 0,0006406 X,2 Хг + 0,0000131 X,2 Х3 + 0,0000011 X, Х32 - 0,00001562 X, Хг2,

- для коэффициента перехода кремния

kn.pSi = - 0,127 - 0,5522 X, + 0,8069 Х2 + 0,02509 Х3 + 0,03279 X,2 - 0,04756 Х22 - 0,00001397 Х32 --0,01962 X, Х2-0,001616Xj* Х3 + 0,000003536 Х2Х3 - 0,0005167 X,3 + 0,001301 Х23 -0,0000000089 Х33 + 0,0003034 X,2 Х2 + 0,00002166 X,2 Х3 + 0,00000082 X, Х32 + 0,0001037 X, Хг2,

- для коэффициента перехода марганца

кПер Мп = - 66,564 + 7,0769 X, + 1,7678 Х2 - 0,01109 Х3 - 0,2586 Х(2 - 0,08014 Х22 + 0,0000012 Х32 -

- 0,06868 X, Х2 + 0,000784 X, Х3 - 0,0000164 Х2 Х3 + 0,0031106 X,3 + 0,002334 Хг3 +

+ 0,000000015 X;3 + 0,00128 X,2 Х2 - 0,0000082 X,2 Х3 - 0,00000057 X, Х32 4 0,0000648 X, Х22,

- для общей пористости в наплавленном металле

П = 1799,16 - 134,323 X, - 54,632 Х2 - 4,3531 Х3 + 3,5622 X,2 + 1,4014 Х22 + 0,003316 Xä2 + 1,6275 X, Х2 + + 0,2184 Xt Х3 +0,0962 Х2Х3-0,03181 X,3 - 0,04027 Х23 + 0,0000029 Х33 - 0,02332 X,2 Xj -

- 0,002672 X,2 Х3 + 0,002296 Х22 Х3 - 0,0179 X, Х22 - 0,000134 X, X,1 - 0,000227 Х2 Х32

Проведенный анализ с помощью прикладных пакетов программ Microsoft Excel и Maple регрессионных зависимостей позволил определить рабочую область факторов (сила тока 380 400 А, коэффициент заполнения 30 31 % и массовая доля гранодиорита 9 10%)

В выявленной области были изучены механические свойства наплавленного металла и его химический состав (табл 3 и 4)

Таблица 3

Механические свойства

Временное сопротивление разрыву ов, МПа Предел текучести огт, МПа Относительное удлинение 5, % Ударная вязкость KCU, Дж/см2 при t = +20 °С

450 . 510 380 410 24. 28 195 203

Таблица 4

Химический состав, мас.%

J Элементы С Si Мп S Р

! Содержание 0,060 0,19 0,22 0,82 0,91 0,0087 0,011 0,027 0,030

Сварочно-технологические характеристики полученной порошковой проволоки представлены в табл 5

Сварочно-технологические характеристики

Производительность, кг/ч Сила тока, А Напряжение, В Вылет, мм Положение шва Потери наплавленного металла, %

И...15 380...400 22...24 15...25 Нижние 11...13

Наплавленный металл имеет микроструктуру, состоящую из феррита и перлита (рис. 9). В соответствии с ГОСТ 26271-84 полученной проволоке была присвоена марка ПП-ПМС 2,8ПС39-А4Н.

Четвёртая глава посвящена разработке составов шихты порошковых проволок для износостойкой наплавки по методу «Легирования». Последовательность проведённых исследований приведена на рис. 10. В качестве компонентов, содержащих кремний, марганец и углерод, выбраны ферросилиций, ферромарганец и графит. Их влияние на работоспособность шлаковой системы исследовалось по таким критериям, как общая пористость (П) и потери наплавленного металла (к»,,,). При этом влияющими факторами назначались: расчётное содержание в шихте (X,), Мп - (Х2) и С- (X,). На основе проведённых

экспериментов были получены следующие регрессионные зависимости:

- для коэффициента потерь электродного металла:

кп„, = - 0,4846 + 0,664 X, + 0,1596 X, + 0,1194 X, - 0,3393 Х,г -

- 0,09761 \гг - 0,06075 Х3! + 0,0777 X, Хг + 0,008746 X, Х3 -

- 0,05608 Х2 Х^ + 0,05105 X,3 + 0,014 7 Х23 - 0,001817 Х33 -

- 0,01172 Х,г Х2 - 0,001842 X,3 Х3 + 0,0001395 Х2' Х3 -

- 0,004335 X, Хг1 + 0,002314 X, X)1 + 0,02323 X, Х,г;

- для общей пористости в металле:

П =-0,4282 ^ 7,777 X, +7,1377 Х2 + 1,258 Х3+7,414 Х,! + 2,86 Х2г -

- 0,2429 Хз1- 9,5024 X, Х2 - 1,6483 X, Х3 + 0,8134 Хг Х3 -

- 0,5367 X,3 - 1,1556 Х23 + 0,05624 Х33 - 0,92402 X,2 Х2 + + 0,3406 Х,г Х3 - 0,1766 Хг! Хэ + 2,4488 X, Х2г + + 0,08213 X, Х32 - 0,07366 Х2 ХД

В результате анализа установлено, что массовые доли легирующих компонентов оказывают существенное влияние на критерии работоспособности шлаковой системы. Результаты исследований представлены графически (рис. 11), на совмещенной диаграмме видно, что оптимальная область факторного пространства находится при определенном расчётном отношении кремния и марганца. Поэтому с целью обеспечения максимальной работоспособности шлаковой систе-

ш?,

ШИШВ

Рис. 9. Микроструктура наплавленного металла (х 160)

Рис. 10. Блок-схема проведенных исследований

2,66 2 8 3,05 3,3

Содержание Мл мае %

Рис 11 Совмещённая диаграмма влияния кремния, марганца и углерода на работоспособность шлаковой

системы--коэффициент потерь (к^),

-----общая пористость в металле (П)

мы был введен коэффициент легирования кл= т81/тм„, где т5, - расчетная масса кремния, шМп расчетная масса марганца, оптимальное значение которого составило кл = 0,98 1,02 В дальнейших экспериментах кремний и марганец использовались в составе шихты в виде одного компонента - ферросиликомарганца (с коэффициентом легирования кл=1).

Динамика перехода легирующих элементов из шихты в наплавленный металл изучалась при изменении содержания ферросиликомарганца (Х1) и графита (Х2) В ходе исследования интенсивность усвоения элементов фиксировалась по коэффициентам перехода Б», Мп и С. Полученные результаты описаны регрессионными моделями третей степени

— для коэффициента перехода углерода

кп.рС = 0,50967 + 0,001988 X, - 0,08467 Х2 - 0,00007581 X,2 - 0,001531 Х22 + 0,001498 X, Х2 + + 0,000001021 X,3 - 0,000004397 X,2 Хг-0,0001124 X, Х22 + 0,0006272 Х23,

- для коэффициента перехода кремния

кп,р5| = 0,784 - 0,0196 X, + 0,005649 Х2+ 0,0004881 X,2 - 0,002508 Х22 + 0,00037307 X, Х2--0,000003674 X,3 - 0,000005085 Х,гХ2+ 0,00002472 X, Х22 + 0,00001122 Х23,

- для коэффициента перехода марганца

кПч> Мп =1,44 - 0,054549 X, + 0,04044 X, + 0,001167 X,2 + 0,0006582 Х22 - 0,001674 X, Х2 -

- 0,0000081 X,3 + 0,00001612 X,2 Х2 - 0,00002756 X, Х22 + 0,00005196 Х23

В результате анализа зависимостей установлено, что увеличение графита в шлаковой системе приводит к росту содержания углерода в наплавленном металле, однако коэффициент его перехода уменьшается (рис 12, а) Так, при 50 %-м содержании ферросиликомарганца и !%-м графита коэффициент перехода углерода составляет 0,55, а содержание этих компонентов (масса, %) - 50 и 4, что соответствует кПер С = 0,44 Установлено, что с увеличением содержание графита и ферросиликомарганца в шихте (рис 12, б), переход кремния изменяется немонотонно При этом максимум наблюдается при массовой доле графита 4 % Динамика перехода марганца представлена на рис 12, в, где зафиксирована следующая закономерность в диапазоне 24 35 % ферросиликомарганца и ростом доли графита происходит возрастание кПер Мп, а при дальнейшем увеличении компонентов он уменьшается

Результаты анализа позволили установить, что в изучаемой системе интенсивность легирования изменяется значительно, при этом, Б1, Мп и С переходят из шихты в металл с установленной нами закономерностями и интенсивностью

Коэффициент перехода С

Коэффициент перехода 81

2 4 6

Массовая доля графита пром

Массовая доля графита проц

Коэффициент перехода Мп

! 40

2 4 Массовая доля графита, проц

Рис 12 Поверхности откликов в зависимости от массовых долей легирующих компонентов шихты а - коэффициент перехода углерода, б - коэффициент перехода кремния, в - коэффициент перехода марганца

На основе проведенных экспериментов оценки работоспособности шихты и динамики перехода легирующих элементов был проведен следующий этап исследований, в результате которого установлены функциональные зависимости свойств формируемых покрытий (Ут - твердость, Укси - ударная вязкость, Уи -износостойкость относительно стали 20ФЛ) от состава шихты и легирующих элементов (X) - ферросиликомарганец, Х2 - графит).

- для твердости наплавленного металла

\т = 196,24 - 3,1785 X, + 18,9776 Х2 - 0,007082 X,1 - 3,1225 Х22 + 1,5504 X, Х2 + 0,0016 X,3 -

- 0,02446 X,1 Хг + 0,02932 X, Х,г + 0,02632 Х23,

- для ударной вязкости наплавленного металла

Укси = 344,25-13,433 X, -43,014 Хг + 0,2383 X,2 + 3,3661 Х22 + 0,5585 X, Х2 -0,00169 X,3 --0,0001725 X,2 Хг - 0,0313 X, Х22 - 0,07379 Х23;

- для коэффициента износостойкости наплавленного металла Уи = -0,56 + 0,1778 X,+0,5076 Х2 - 0,005135 X,2 - 0,04902 Х22 - 0,01147 X, Х2 +

+ 0,00004134 X,3 + 0,00005226 X,2 Х2 + 0,0008461 X, Х22 - 0,0003086 Х23

Полученные зависимости были использованы для построения совмещенной диаграммы (рис 13), позволяющей решать практические задачи в зависимости от заданных свойств формируемых покрытий

Исследование состава, структуры и свойств покрытий проводилось с использованием порошковых проволок выбранных по (рис 13), в состав шихты которых входили компоненты приведённые в табл 6 Прогнозируемые составы разрабаты-

ваемых порошковых проволок должны обеспечить твердость наплавленного металла- - 280, 140 НВ, ударную вязкость - 50, 140 Дж/см2 и коэффициент износостойкости- - 1,8 и 1,2

24 30,5 37 43,5 50 56,5 63

Массовая доля ферросиликомарганца, проц

Рис 13 Совмещенная диаграмма влияния массовых долей ферросиликомарганца и графита на твердость, износостойкость и ударную вязкость наплавляемого металла .......- коэффициент износостойкости

наплавленного металла, --- - твердость наплавленного металла

(НВ), —— - ударная вязкость КСи Дж/см2

Химический состав и механические свойства полученного металла приведены в табл 7-8, из которых видно, что твердость, ударная вязкость и износостойкость формируемых покрытий соответствуют прогнозируемым характеристикам Этим ПП присвоены марки ПП-Нп-25ГС-Т-С 2,8 и ПТТ-ПМС-1 -2,8ПС49-А2Н в соответствии ГОСТ 26101-84 и ГОСТ 26271-84

Микроструктура сплавов состоит из феррита Нц= 94 194 НУ и перлита Нм= 168 245 НУ, с размером зерна 6 8 баллов (рис 14-16) Проведенные исследования по изучению распределения легирующих элементов в фазах и структурных составляющих установили, что такие характеристики в наплавленном металле обеспечены за счет легирования Мп, ХгкС

Составы шихт порошковых проволок

Марка Компоненты Основа шлаковой системы Легирующие

Мрамор Грано-диорит Флюорит Бад-деле-ит Ферро-силико-марганец Графит

ПП-Нп- 25ГС Масса, г 45,0 9,0 23,0 3,0 27,0 5,00

Мае. доля, проц. 40,18 8,04 20,54 2,68 24,1 4,46

ПП-ПМС-1 Масса, г 45,0 9,0 23,0 3,0 26,0 -

Мае. доля, проц. 42,45 8,49 21,70 2,83 24,53 -

Химический состав изучаемых покрытий, мас.%

Таблица 7

Материалы С Si Мп V Си S Р

ПП-Нп-25ГС-Т-С 2,8 0,29 0,98 1,27 - - 0,012 0,028

ПП-ПМС-1 -2,8ПС49-А2Н 0,11 1,02 1,32 - - 0,017 1 0,029

20ФЛ 0,17 0,254 0,52 0,148 0.25 0,025 0,030

Таблица 8

Механические свойства материалов

Материалы Твердость, НВ Коэффициент износостойкости к„относительно стали 20ФЛ Ударная вязкость KCU, Дж/см2 при t = +20 °С

ПП-Нп-25ГС-Т-С 2,8 260...280 1,7...1,8 45...52

ПП-ПМС-1 -2,8ПС49-А2Н 120...160 1,2...1,3 130. .Л40

20ФЛ 120...160 1 70...80

Рис. 14. Микроструктура (* 1 ООО) стали 20ФЛ

Рис. 15. Микроструктура (xlOOO)наплавленного металла проволокой ПП-ПМС-1

Рис. 16. Микроструктура (хЮОО) наплавленного металла проволокой ПП-НП-25ГС

Экспериментальными исследованиями установлено, что компоненты в виде ферросиликомарганца и графита можно использовать в качестве легирующих добавок сердечника в производстве порошковых проволок. При этом для создания

шихты используется минеральное сырье Дальневосточного региона, а металлическая оболочка ПП применена из низкоуглеродистой стали 08пс.

В пятой главе приведена оценка эффективности применения разработанных порошковых проволок для восстановления деталей подвижного состава. Выявлены наиболее изнашиваемые детали железнодорожного транспорта (автосцепки, клинья, пятники, лабиринтовые кольца и др.), изготавливаемые из углеродистых и низколегированных сталей. На основе созданных порошковых проволок отработана технология восстановления, учитывающая особенности конструкций деталей вагонов и локомотивов. Для наплавки автосцепок использовалось стандартное оборудование, а для восстановления лабиринтовых колец была разработана и изготовлена установка (рис. 17).

Рис. 17, Универсальная установка для наплавки лабиринтовых колец

Восстановленные автосцепки и лабиринтовые кольца устанавливались на подвижной состав и в течении трёх лет проводилось наблюдение за интенсивностью износа и образованием дефектов. Результатами эксплуатационной проверки автосцепок установлено, что износостойкость металла, наплавленного разработанными порошковыми проволоками, возросла в 1,5...2 раза по сравнению с заводскими и наплавленными деталями (порошковые проволоки марки ПП-СП-10 и ПП-Нл-14ГСТ). В восстановленных лабиринтовых кольцах дефекты не обнаружены.

Представлен расчёт экономической эффективности применения порошковых ■ проволок. В частности, годовой экономический эффект от внедрения разработанных сварочных материалов для наплавки деталей автосцепных устройств составил 1 млн 42 тыс. руб., а при наплавке лабиринтовых колец - 182 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщая сказанное, сделаем следующие выводы

1. Научно обоснованы и апробированы основные принципы выбора компонентов шихты для формирования шлаковой системы, позволяющей получать новые свароч-но-наппавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами

2 Исследована и разработана технология изготовления порошковых проволок с использованием минерального сырья Дальневосточного региона, включающая назначенные технологические операции и установленные режимы размола компонентов.

3 Установлено влияние технологических факторов (сила тока, коэффициент заполнения и массовой доли гранодиорита, последовательность технологических операций) на потери наплавленного металла, общую пористость и переход легирующих элементов (в!, Мп) из ферросплавов и металлического стержня, шлаковой системы в формируемые покрытия

4 Выявлены зависимости работоспособности шлаковой системы карбонатно-флюоритного типа от массовых долей ферромарганца, ферросилиция и графита в шихте, в результате анализа которых установлено, что оптимальная область факторного пространства находится при, расчётном отношении кремния к марганцу равном 0,98 .1,02

5 Построены регрессионные зависимости механических характеристик формируемых покрытий и коэффициентов перехода легирующих элементов 81, Мп и С в наплавленный металл от содержания в шихте ферросшшкомарганца и графита, обеспечивающие прогнозирование химического состава и механических свойств формируемых покрытий

6 Разработаны новые составы порошковых проволок (для механизированных способов сварки и наплавки) обеспечивающие высокие механические и эксплуатационные свойства формируемых покрытий (патенты № 55319 и № 60888)

7. Созданные порошковые проволоки внедрены на Дальневосточной железной дороге филиала ОАО «РЖД» в вагонном депо станции Хабаровск-Н и в локомотивном депо станции Вяземская Установлено, что их технологические свойства соответствуют требованиям, предъявляемым к сварочным материалам (согласно Инструкции по сварке и наплавке при ремонте грузовых вагонов)

8 По результатам технико-экономического анализа установлено, что годовой экономический эффект от внедрения разработанной технологии порошковых проволок при ремонте вагонов (на примере вагонного железнодорожного депо ст. Хабаровск-И) составил 1 млн 42 тыс рублей, при наплавке лабиринтовых колец (на примере локомотивного депо станции Вяземская) -182 тыс рублей

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Макиенко, В M Влияние компонентов шлаковой системы порошковых проволок на технологичность процесса наплавки и механические свойства наплавленного металла [Текст] / В M Макиенко, Д В Строителев, Е M Баранов, И.О Романов // Сварочное производство. - M . ОАО "Издательство "Машиностроение", Ежемес — 2006, № 10, С 7-10

2 Gngorenko, V G Features of élaboration of weldmg - déposition flux-cored électrodes powder wires from the minerai raw material of the Far Eastern région [Текст] / V. G. Gngorenko, V. M Makienko, D V Stroitelev, IО Romanov // Joint China-Russia symposium on advanced materials processmg technology, Harbin, P.R China August 21 -22,2006

3. Верхотуров, A Д Получение шлаковой системы порошковой проволоки из минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] /АД Верхотуров, В M Макиенко, Д В Строителев, И О Романов // Химическая технология - М. ООО "Издательство "Наука и Технологии", Ежемес -2007,№ 10, С 433-442

4 Макиенко, В M Порошковая проволока для наплавки зубьев ковшей экскаваторов с использованием минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] / В.М Макиенко, И О Романов, Д.В Строителев, В.Ф Клиндух // Ремонт, восстановление и модернизация - M ООО "Издательство "Наука и Технологии", Ежемес — 2008, № 1,С 7-11

5 Макиенко, В M Использование циркониевого сырья для сварочных материалов [Текст] / В M Макиенко, Д.В Строителев, И О Романов, А Д Верхотуров // Технология металлов - M ООО "Издательство "Наука и Технологии", Ежемес - 2008, № 2, С. 22-26

6 Григоренко, В Г Новая порошковая проволока для восстановления крестовин [Текст] / В Г. Григоренко, В M Макиенко, Д В Строителев, И О Романов // Путь и путевое хозяйство - M Орган ОАО «Российские железные дороги», ГУП РМ «Красный октябрь», Ежемес. - 2007, № 8, С 37- 39.

7 Патент 55319 Российской Федерации, МПК В 23 К 35/368. Порошковая проволока [Текст] / Макиенко В M, Григоренко В Г, Строителев Д В, Романов И.О. ; заявитель и патентообладатель Дальневосточный государственный университет путей сообщения-2006104131/22, заяв 10022006, опубл 10 08 2006 Бюл -№22

8 Патент 60888 Российской Федерации, МПК В 23 К 103/02 Порошковая проволока [Текст] / Макиенко В M, Баранов Е M , Строителев Д В , Романов И О ; заявитель и патентообладатель Дальневосточный государственный университет путей сообщения-2006133705/22; заяв 20 09.2006, опубл 10.02 2007 Бюл -№4.

9 Верхотуров, А Д Методологические особенности разработки составов шихт порошковых проволок на основе минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] /АД Верхотуров, В M Макиенко, Д В Строителев // Физика фундаментальные и прикладные исследования Образование, материалы VI регион науч конф // Амурский гос ун, БГПУ, Департамент образ Амур обл - Благовещенск 2006 -С 82-90.

10. Строителев, Д В Исследование эффективности перехода кремния и марганца в наплавляемый металл при электродуговом процессе наплавки порошковой проволокой [Текст] / Д В Строителев // Инновационные технологии - транспорту и промышленности сб трудов 45-й Всерос науч -практ конф ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки, в 7 томах Т 3 // ДВГУПС - Хабаровск, 2007 - С 33-36

11 Строителев, Д В Метод создания сварочно-наплавочных порошковых проволок на основе минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] /Д В Строителев // Наука - хабаровскому краю материалы десятого краевого конкурса молодых ученых (Секция технических наук) // Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та - Хабаровск, 2008 -С 107-123

12 Макиенко, В М Влияние циркония на свойства наплавленного металла [Текст] / В М Макиенко, Е М Баранов, Д В. Строителев, И О Романов // Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности сб тр 44-й Всероссийской науч -практ конф // ДВГУПС, ред кол Ю А. Давыдов. -Хабаровск, 2006 -С 196-198

13 Макиенко, В М Эффективность применения порошковых проволок из минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] / В М Макиенко, Б М Баранов, Д В Строителев, И О. Романов // Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности сб тр. 44-й Всерос науч.-практ конф // ДВГУПС, ред кол ЮЛ Давыдов - Хабаровск, 2006 - С 194-195

14 Макиенко, В М Метод получения порошковых проволок из минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] / В М Макиенко, Е М Баранов, Д В Строителев, И О Романов // Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности сб тр 44-й всерос науч -практ конф // ДВГУПС, ред кол ЮА Давыдов - Хабаровск, 2006 -С 192-194

15 Макиенко, В М Разработка высокомарганцовистой порошковой проволоки для наплавки крестовин стрелочных переводов [Текст] / В М Макиенко, И О Романов, Д В Строителев, Е М Баранов // Проблема транспорта Дальнего Востока тез докл шестой междунар науч практич конф Владивосток. ДВО PAT, 2005 -С 69

16 Макиенко, В М Исследование влияния шлаковой системы порошковых проволок на основе двуокиси циркония [Текст] / В М Макиенко, И О Романов, Д В Строителев, Е М Баранов // Сварщик-Профессионал - М Из-во АО «Маш-мир», 2005 - № 6 - С 8-10.

17 Макиенко, В М Повышение технологических свойств сварочной порошковой проволоки с основным типом сердечника [Текст] / В М Макиенко, Д В Строителев, С А Заяц, И О Романов // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке сб. тр Четвертой междунар науч конф творч молодежи, в 2 томах Т 1 // ДВГУПС. - Хабаровск, 2005 - С 39-42

18 Макиенко, В М Разработка сварочной порошковой проволоки из минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] / В М Макиенко, Е М Баранов, Д В Строителев, И О Романов II Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке сб тр Четвертой международной науч

конф творческой молодежи, в 2 томах Т. 1 // ДВГУПС - Хабаровск, 2005 -С 34-38.

19 Макиенко, В М Разработка состава шихты порошковой проволоки из минерального сырья Дальневосточного региона [Текст] / В М Макиенко, Е М Баранов, Д.В. Строителев, И О Романов // Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности- сб. тр 43-й Всерос науч -практ конф учёных транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки, в 2 томах- Т 1 //ДВГУПС -Хабаровск, 2003. - С 39-42

СТРОИТЕЛЕВ Дмитрий Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРОЧНО-НАПЛАВОЧНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сдано в набор 01 04 2008 Подписано в печать 02 04 2008 Формат 60x84 Vis Бумага тип №2 Гарнитура Times New Roman Печать RISO Уел печ л 1,4 Зак. 114 Тираж! 00 экз

Издательство ДВГУПС 680021, г Хабаровск, ул Серышева, 47

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ

СВАРОЧНО-НАПЛАВОЧНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК.

1.1. Эффективность и перспективы применения сварки и наплавки порошковыми проволоками.

1.2. Состояние вопроса создания порошковых проволок на основе многокомпонентного минерального сырья.

1.3. Особенности металлургических процессов при формировании металла порошковыми проволоками с основным классом сердечника.

1.4. Выводы по главе 1.

Глава 2. МЕТОДИКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Методика и материалы.

2.2. Характеристика оборудования для производства порошковых проволок.

2.3. Оборудование для подготовки шихты.

2.4. Оборудование для сварки и наплавки.

2.5. Оборудование для,металлографического и химического анализа.

2.6. Оборудование для исследований механических свойств.

2.7. Выводы по главе 2.

Глава 3. РАЗРАБОТКА ШЛАКОВОЙ СИСТЕМЫ

ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК.

3.1. Выбор компонентов сердечника и технологии получения шихты.

3.2. Исследование минеральных компонентов Дальневосточного региона.

3.2.1. Определение пороговых значений влияющих факторов.

3.2.2. Установление регрессионных зависимостей: «критерии-свойства».

3.2.3. Выбор и обоснование факторов, определяющих работоспособность шлаковой системы.

3.2.4. Построение регрессионных зависимостей по критериям оценки шлаковой системы.

3 .3. Выбор состава шлаковой системы.

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ШИХТЫ ПОРОШКОВЫХ

ПРОВОЛОК ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ.

4.1. Выбор легирующих элементов, повышающих механические и эксплуатационные свойства наплавляемого металла.

4.2. Исследования влияние Si, Мп и С на разработанную шлаковую систему порошковых проволок.

4.3. Исследования закономерностей перехода легирующих элементов из шихты в наплавляемый металл.

4.4. Исследования механических и эксплуатационных характеристик формируемых покрытий.

4.5. Исследования состава, структуры и свойств наплавляемых покрытий.

4.6. Выводы по главе 4.

Глава 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ОТ ПРИМЕНЕНИЯ СОЗДАННЫХ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК.

5.1. Выбор и обоснование восстанавливаемых деталей.

5.2. Технология механизированной наплавки деталей порошковыми проволоками.

5.3. Оценка работоспособности наплавляемых деталей в условиях эксплуатации.

5.4. Расчёт стоимости созданных порошковых проволок.

5.5. Определение экономической эффективности от применения созданных порошковых проволок.

5.6. Выводы по главе 5.

Одной из основных технологий восстановления деталей узлов и механизмов подвижного состава является механизированная сварка и наплавка порошковыми проволоками (ГШ) с сердечником карбонатно-флюоритного типа. Использование этого вида материала в сварочно-наплавочном производстве позволяет получать покрытия с разнообразными механическими и эксплуатационными свойствами за счёт формирования наплавленного металла с широким спектром легирующих элементов. Кроме того, применение ГШ не требует обязательной защиты флюсами или газами, а также позволяет выполнять соединения во всех пространственных положениях.

В Дальневосточном регионе (ДР) порошковые проволоки не нашли широкого применения вследствие дороговизны и отдалённости предприятий по их производству. Ближайшие заводы находятся в городах Магнитогорск, Череповец и Новосибирск. Учитывая, что на территории Дальнего Востока (ДВ) имеются большие запасы минерального сырья содержащего необходимые компоненты (бадделеит, брусит, датолит, флюорит, гранодиорит и др.) его можно использовать для производства сварочно-наплавочных материалов. Однако это минеральное сырьё значительно отличается по химическому составу и реологическим свойствам, что требует дополнительных исследований по влиянию доли компонентов шлаковой системы на физико-механические и технологические характеристики формируемых покрытий.

В связи с этим, проблема создания новых сварочно-наплавочных материалов на основе минерального сырья ДР с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей на ремонтных предприятиях ДВЖД является весьма актуальной.

Актуальность также подтверждается выполнением научно-исследовательских работ в соответствии с планами фундаментальных исследований Министерства путей сообщения, программы вузов МПС Дальневосточного региона и Сибири (тема № 15П404 «Создание и внедрение сварочно-наплавочных материалов для восстановления деталей подвижного состава», 2002 - 2004 гг.) в рамках хоздоговорных работ с предприятиями ДВЖД.

Цель и задачи исследования.

Целью работы является разработка технологии производства сварочно-наплавочных порошковых проволок на основе получения шлаковой системы карбонатно-флюоритного типа из минерального сырья Дальневосточного региона для повышения физико-механических и технологических свойств рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Разработка основных принципов выбора компонентов шихты для формирования шлаковой системы с использованием минерального сырья, позволяющих получать новые сварочно-наплавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами.

2. Исследование и разработка технологии изготовления порошковых прово— -лок с использованием минерального сырья.

3. Исследование влияния компонентов карбонатно-флюоритной шлаковой системы, а также режимов наплавки на физико-механические и технологические характеристики формируемых покрытий.

4. Разработка новых составов порошковых проволок для механизированных способов сварки и наплавки, обеспечивающих высокие механические и эксплуатационные свойства.

5. Оценка экономической эффективности полученных сварочно-напла-вочных материалов на производстве.

Научная новизна.

1. Научно обоснованы основные принципы выбора компонентов шихты для формирования шлаковой системы, позволяющей получать новые сварочно-наплавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами.

2. Установлено влияние технологических факторов (сила тока, коэффициент заполнения и массовой доли гранодиорита; последовательность технологических операций) на потери наплавленного металла, общую пористость и переход легирующих элементов (Si, Мп) из ферросплавов и металлического стержня, шлаковой системы в формируемые покрытия.

3. Выявлены зависимости работоспособности шлаковой системы карбонат-но-флюоритного типа от массовых долей ферромарганца, ферросилиция и графита в шихте, в результате анализа которых установлено, что оптимальная область факторного пространства находится при расчётном отношении кремния к марганцу равном 0,98.1,02.

4. Построены регрессионные зависимости механических характеристик формируемых покрытий и коэффициентов перехода (распределения) легирующих элементов Si, Мп и С в наплавленный металл от содержания в шихте ферроси-ликомарганца и графита, обеспечивающие прогнозирование химического состава и механических свойств формируемых покрытий.

-------5? Создана совмещенная диаграмма, позволяющая оптимизировать состав легирующих компонентов с целью формирования необходимых свойств наплавленного металла, на основании которой получены новые составы порошковых проволок (патент № 55319).

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается современными методами исследования состава, структуры и свойств материалов и применением оборудования, которое аттестовано государственной и международными службами стандартизации и метрологии, а также результатами производственного внедрения.

Практическая значимость.

1. Разработан технологический процесс изготовления, порошковых проволок на основе шихты из минеральных компонентов Дальневосточного региона.

2. На основе созданной шлаковой системы получена новая сварочная порошковая проволока, позволяющая формировать наплавленный металл с ударной вязкостью 195. .203 Дж/см (при t = +20 °С), пределом текучести 380.410 МПа и относительным удлинением 24.28 %;

3. Созданы новые наплавочные порошковые проволоки, позволяющие формировать поверхности с твердостью 140.450 НВ и ударной вязкостью 15. .140 Дж/см2 (при t = +20 °С);

4. Результаты исследования внедрены на ремонтных предприятиях Дальневосточной железной дороги, что подтверждается актами внедрения.

На защиту выносятся:

- принципы выбора компонентов шихты для получения новых сварочно-наплавочных порошковых проволок;

- технологический процесс изготовления порошковых проволок, разработанный на основе минерально-сырьевой базы Дальневосточного региона;

- результаты экспериментальных исследований по созданию карбонатно-флюоритной шлаковой системы порошковых проволок;

- результаты экспериментальных исследований по созданию наплавочных порошковых проволок; - ---

- результаты эксплуатационных испытаний покрытий, формируемых созданными порошковыми проволоками.

Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждались:

- на 43-й научно-практической конференции учёных транспортных вузов «Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности», Хабаровск, 22-23 октября. 2003 г;

- 4-й международной научной конференции творческой молодёжи «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке». Хабаровск, 12-14 апреля. 2005 г;

- 6-й международной научно-практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока». Владивосток, 5-7 октября. 2005 г;

- 44-й Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности». Хабаровск, 2526 января. 2006 г;

- Joint China-Russia symposium on advanced materials processing technology, Harbin, P.R. China, 21-22 August, - 2006;

- 6-й региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования. Образование». Благовещенск, 26-28 сент. 2006 г;

- на заседаниях кафедры: «Технология металлов» ПГУПС (г. Санкт-Петербург) и «Технология сварки, материаловедение, износостойкость деталей машин» МИИТ (г. Москва) в 2005 г, а также в институте «Материаловедения» ХНЦ ДВО РАН (г. Хабаровск) в 2007 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, из них пять - в рецензируемых журналах. Получены патенты № 55319 (заявка № 2006104131) и № 60888 (заявка № 2006133705).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений. Содержит 152 страницы машинописного текста, 99 рисунков, 68 таблиц и библиографический список из

5.6. Выводы по главе 5

1. Проведённая работа подтвердила экспериментальные данные, полученные в процессе исследований при создании наплавочных порошковых проволок.

2. Разработана технология механизированной наплавки, созданными порошковыми проволоками, предназначенная для повышения эксплутацион-ных свойств рабочих поверхностей восстанавливаемых деталей.

3. Проведены испытания в условиях эксплуатации восстановленных деталей автосцепного устройства, в результате чего было установлено, что работоспособность их возросла в среднем в 1,5.2 раза.

4. Разработанные составы порошковых проволок на основе минерального сырья Дальневосточного региона внедрены в технологический цикл вагонного депо станции Хабаровск II и локомотивного депо ст. Вяземская.

5. Рассчитана цена реализации продукции порошковых проволок, разработанных на основе минерального сырья Дальневосточного региона.

6. По результатам технико-экономического анализа установлено, что годовой экономический эффект от внедрения разработанных порошковых проволок при ремонте вагонов (на примере вагонного железнодорожного депо ст. Хабаровск II.) составит 1 млн. 42 тыс. 687 рублей (Прил. 3), а при наплавке лабиринтовых колец (на примере локомотивного депо станции Вяземская) составит 182 тыс. 274 рубля (Прил. 4).

7. Расширение сферы внедряемого варианта на рынке сварочных материалов (предприятия, обслуживающие ДВЖД и ЗабЖД) позволит резко увеличить экономическую эффективность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённой работы обобщим сделанные выводы.

1. Научно обоснованы и апробированы основные принципы выбора компонентов шихты для формирования шлаковой системы, позволяющей получать новые сварочно-наплавочные порошковые проволоки и покрытия с заданными свойствами.

2. Разработана технология получения шихты, позволяющая изготавливать необходимые порошки-компоненты на основе минерально-сырьевой базы Дальневосточного региона.

3. Разработано и изготовлено вспомогательное устройство дозатора, обеспечивающее равномерное заполнение шихтой сердечника порошковых проволок.

4. Установлено, что на критерии работоспособности шлаковой системы порошковых проволок наиболее сильное воздействие оказывают такие факторы, как сила тока, коэффициент заполнения и массовая доля гранодиорита в шихте.

5. Построены регрессионные зависимости, описывающие закономерности перехода легирующих элементов, общую пористость и потери наплавленного металла, от таких факторов, как сила тока, коэффициент заполнения и массовая доля гранодиорита в шихте.

6. Установлено, что максимальная работоспособность шлаковой системы порошковой проволоки на основе минерального сырья Дальневосточного региона определена при таких составляющих факторах: коэффициент заполнения — 30.31 %, массовые доли гранодиорита - 9. 10%, флюорита-22.24%, мрамора -44.46 %, бадделеита - 2.3 %, ферромарганца - 9. 11 %, ферросилиция - 6.8 %, силы тока - 380.400А, вылет электрода - 20.40 мм, напряжение — 22.24 В, режим прокалки шихты 300. .350 °С при выдержке не менее 4,5 часов.

7. Выявлены закономерности влияния легирующих элементов (ферромарганца, ферросилиция и графита) на критерии работоспособности полученной шлаковой системы, анализ результатов которых потребовал объединить кремне- и марганцесодержащие компоненты в один компонент — ферросили-комарганец.

8. Получены регрессионные зависимости, описывающие закономерности перехода легирующих элементов (кремний, марганец и углерод) из шихты в наплавленный металл, что позволяет определять их концентрации в формируемых покрытиях.

9. Построены регрессионные зависимости, позволяющие прогнозировать твердость наплавленного металла от 140.450 НВ и ударную вязкость от л

15. 130 Дж/см , в результате чего повышается износостойкость формируемых слоев в 1,6. 1,8 раза в сравнении со сталью 20ФЛ (из которой в основном изготавливаются металлоемкие детали железнодорожного транспорта).

10. Установлено, что работоспособность наплавленного металла обеспечена большим баллом зерна (6.8 балл) и повышенной твердостью структуры (феррит 94. 194 НУ, перлит Нц= 168.245 НУ), полученной за счёт легирования Si, Мп, Zr и С.

11. По результатам технико-экономического анализа установлено, что годовой экономический эффект от внедрения разработанных порошковых проволок при ремонте вагонов (на примере вагонного железнодорожного депо ст. Хабаровск II.) составит 1 млн. 42 тыс. 687 рублей (Прил. 3), а при наплавке лабиринтовых колец (на примере локомотивного депо станции Вяземская) составит 182 тыс. 274 рубля (Прил. 4).

12. Разработанные-порошковые проволоки внедрены на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта.

1. Тарахов, Н.А. Производство металлических электродов Текст. / Н.А. Тарахов, 3. А. Сидлин, А.Д. Рахманов. М. : Высш. шк., 1986. - 288 с.

2. Полищук, Г.Н. Проблемы обеспечения качества сварочных электродов и современный рынок сырья Текст. / Г.Н. Полищук // Электродное производство на пороге нового тысячелетия: Сб. матер, науч.-техн. семинара. — СПб, 2000,-С. 132-134.

3. Полищук, Г.Н. Анализ рынка сырья для производства электродов: проблемы, перспективы Текст. / Г.Н. Полищук // Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже века: сб. докл. II Междунар. конф. по сварочным материалам стран СНГ. Орел, 2001, - С. 165 - 168.

4. Верхотуров, А.Д. Использование природного минерального сырья в качестве наплавочных флюсов Текст. / А.Д. Верхотуров, Ю.Ф. Гладких // Сварочное производство, 1989, №8 . С. 21 -22.

5. Бабенко, Э.Г. Основные аспекты транспортного минералогического материаловедения: монография Текст. / Э.Г. Бабенко, А.Д. Верхотуров, В.Г. Григоренко. Владивосток ДВО РАН, 2004, - 127 с.

6. Игнатенко, П.В. Состояние производства сварочных материалов на пороге нового тысячелетия Текст. / П.В. Игнатенко, А.И. Бугай. Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже XXI века. Орел^ 2001. - 81 с.

7. Объяснительная записка к обзорной карте месторождений Хабаровского края. — М.: Министерство геологии- РСФСР, Геологический фонд РСФСР, 1987. -329. с.

8. И. Онихимовский, В .В. Полезные ископаемые Хабаровского края Текст. / В.В. Онихимовский, Ю.С. Беломестных. Хабаровск: Дальгеолком, 1996. -495 с.

9. Елагин, А.В. Электродуговая сварка;порошковой проволокой Текст. / А.В-Елагин, М.Ф. Векслер. М. : Стройиздат, 1973. -.118. с.i1'3>. Иоффе, И.С. Сварка порошковой проволокой Текст. / И.С. Иоффе, М.В. Ханопетов. М.: Высш. шк., 1986. - 95 с.

10. Пацекин, В.П. Производство порошковой проволоки: 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / В.П. Пацекин, К.З. Рахимов. М. : Металлургия, 1979. -С. 17, 24.

11. Сварка в Сибири: специализированный научно технический и производственный журнал, 2002 г. №2. - 33. с.

12. Думов, С.И. Технология электрической сварки плавлением : 3-е изд., перераб. и доп. Текст. / С.И. Думов. JI. : Машиностроение, 1987. - 457 с.

13. Тархов, Н.А. Производство металлических электродов Текст. / Н.А. Тархов, З.А. Сидлин, А.Д. Рахманов. М. : Высш. шк., 1986: - 52 с.

14. Баранов, М. И. Справочник по сварке Текст. / М. И: Баранов, И.Л. Бринберг, К.В. Васильев; под ред. Е. В. Соколова. — М. : Машиностроение 1961.-665 с.

15. Берзин, М.М. Современное состояние сварочных технологий на железнодорожном транспорте Текст. / М:М. Берзин, В.Н. Лозинский, // Вестник ВНИИЖТ. -2003. №6. С. 12-36.

16. Лозинский, В.Н. Восстановление деталей пассажирских вагонов типа «Вал» механизированной электродуговой наплавкой: технологическая инструкция Текст. / В.Н. Лозинский; М.М. Берзин, А.Н. Перехов. — М. : ГУПНИИЖТ, 2001. 10 с.

17. Макиенко, В.М. Повышение долговечности деталей подвижного < состава электрошлаковой сваркой и наплавкой*: автореф. дис. канд. техн. наук Текст. / В.М. Макиенко; Омский ин-т. инж. ж-д. транспорта. — Омск, 1986. — 24 с.

18. Кузьмичёв, Е.Н. Повышение ресурса деталей подвижного состава, восtстанавливаемых с применением керамических флюсов на основе шеелита: автореф.- дис. канд. техн. наук- Текст.- / Е.Н. Кузьмичёв; ДВГУПС. — Хабаровск, Изд-во ДВГУПС, 2002. 23 с.

19. Войнов, Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия Текст. / Б.А. Вой-нов. -М.: Машиностроение, 1980. 120 с.

20. Виноградова, Ю.М. Износостойкие материалы в химическом машиностроении: справочник Текст. / Ю.М. Виноградова. Л. : Машиностроение, 1977.-256 с.

21. Костецкий, Б.И. Исследование динамического состояния поверхностных слоёв при износе металлов Текст. / Б.И. Костецкий [и др.] Киев. УкрНИИНТИ, 1970, - С. 98 - 105.

22. Картышов, А.В. Износостойкость деталей земснарядов Текст. / А.В. Картышов, Н.С. Пенкин, Л.И. Погодаев. Л. : Машиностроение, 1972. -160 с.

23. Любарский, И.М. Металлофизика трения Текст. / И.М. Любарский, Л.С. Палатник. Сер. «Успехи современного металловедения» — М. : Металлургия, 1976. -176 с.

24. Кащеев, В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов / В.Н. Кащеев. -М. : Машиностроение, 19781 — 213 с.

25. Крагельский, И.В. Трение и износ Текст. / И.В. Крагельский. — М. : Машиностроение, 1968. 480 с.

26. Пружанский, Л.Ю. Исследования методов испытаний на изнашивание Текст. / Л.Ю. Пружанский. М. : Наука, 1978. - 116 с.

27. Рыбакова, Л.М. Структура и износостойкость металла Текст. / Л.М. Рыбакова, Л.И. Куксёнова. М.: Машиностроение,1982. - 212 с.

28. Тушенский, Л.И. Методы исследования материалов : структура, свойства и процессы нанесения неорганических покрытий Текст. / Л.И. Тушенский [и др.]. М.: Мир, 2004. - 384 с.

29. А. с. 1780253 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока для сварки углеродистых и низколегированных сталей Текст. / Мойсов Л.П. (СССР). Заявитель и патентообладатель: Л.П. Мойсов; опубл. 11.28.89: Бюл. -№02.

30. А. с. 527278 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Состав порошковой проволоки Текст. / (СССР). Опубл. 1975.

31. А. с. 1439881 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Состав порошковой проволоки Текст. / (СССР). Опубл. 1986.

32. А. с. 1425015 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока для сварки углеродистых и низколегированных сталей Текст. / (СССР). Опубл. 12.06.87.

33. А. с. 1626560 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока для сварки углеродистых и низколегированных сталей Текст. / (СССР). Опубл. 08.06.89.

34. А. с. 2084322 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока для дуговой сварки Текст. / Мойсов Л.П. (СССР). Заявитель и патентообладатель: ЛЛТ. Мойсов; опубл.07.20.97. Бгол. № 16.

35. А. с. 4541480 США Кл. В' 23-К 35/368. Порошковая проволока для сварки углеродистых и низколегированных сталей Текст. / (США). Опубл. 1986.

36. А. с. 2032515 СССР, Кл. В 23-К 35/368. Состав шихты самозащитной порошковой проволоки Текст. / Иоффе И.С. (СССР).- Заявитель и патентообладатель: И.С. Иоффе, В:И. Зеленова, В.А. Матвеев, А.И. Бугай, В.Н. Кобза-рев; опубл. 04.10.95. Бюл. № 24. .

37. А. с. 625874 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Самозащитная порошковая проволока Текст. / (СССР). Опубл. 1977.

38. А. с. 1433709 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Самозащитная порошковая проволока Текст. / (СССР). Опубл.Л988.

39. А. с. 1605451 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Состав порошковой проволокиi

40. Текст. / Ющенко К.А. (СССР). Заявитель и патентообладатель: К.А. Ющен-ко, Г.В. Фадеева, Ю.Н. Каховский, B.C. Савченко; опубл. ОГ.27.95. Бюл. № 08.

41. А. с. 527278 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Самозащитная порошковая проволока Текст. / (СССР). Опубл. 1975.

42. А. с. 1439881 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Самозащитная порошковая проволока Текст. / (СССР). Опубл. 1986.

43. А. с. 2083341 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока Текст. / Язовских В.М. (СССР). Заявитель и патентообладатель: В.М. Язовских, Н.В. Королев, Н.М. Разиков, Н.П. Надымов, Г.Л. Губин, Ю.М. Минкин, Н.В. Вол-нин; опубл. 07.10.97. Бюл. № 02.

44. А. с. 538873 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока Текст. / (СССР). Опубл. 1976.

45. А. с. 273032 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока Текст. / (СССР). Опубл. 1976.

46. А. с. 2083340 СССР; Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока Текст. / Язовских В.М. (СССР). Заявитель и патентообладатель: В.М. Язовских, Н.В". Королев, Н.М*. Разиков, Н.П. Надымов, Г.Л. Губин, Ю.М: Минкин, Н.В. Вол-нин; опубл. 07.10.97. Бюл. № 02.

47. А. с. 1817400 СССР, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока для наплавки Текст. / Абдулина Э.Б. (СССР). Заявитель и патентообладатель: Э.Б. Абдулин, С. Л. Григорьев; опубл. 1996. Бюл. №. 04

48. А. с. 59-141396 Япония, Кл. В 23 К 35/368. Порошковая проволока для наплавки Текст. / (СССР). Опубл. 1984.

49. Лозинский, В.Н. Инструкция по сварочным и- наплавочным работам при ремонте тепловозов, электровозов, электропоездов и дизель поездов: Инструкция Текст. / В.Н. Лозинский, [и др.]. -М. : Транспорт, 1996. — 458 с.

50. Котельников, В.Л. Инструкция по сварке и наплавке приремонте грузовых вагонов Текст. / В.Л. Котельников [и др.]. М. : Транспорт, 1999. — 255 с.

51. ГОСТ 2246-70. Проволоки стальные наплавочные. Технические условия Текст. Введ. 1972-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1970. 30 с.: ил.

52. ГОСТ 26101-84. Порошковая проволока наплавочная. Технические условия Текст. Введ. 1986-01-01. М. : Издательство стандартов, 1984. - 76 с. ил.

53. ГОСТ 26271-84. Проволока порошковая для-дуговой сварки углеродистых и, низколегированных сталей. Общие технические условия Текст. 1987-01-01.- М.: Изд-во стандартов, 1984. 19 с. ил.

54. Гуляев, А.П. Металловедение: 5-е изд. перераб. Текст. / А.П. Гуляев. -М. : Металлургия, 1978. 646 с.

55. Лахтин, FO.M. Материаловедение : учеб. для высш. техн. завед. |Текст. / Ю.М. Лахтин, В.П.Леонтьева.-М.: Машиностроение, 1990. 528 с.

56. Г. Сидорин, И.И. Основы материаловедения : учеб. для вузов Текст. / И.И. Сидорин [и др.]. М. : Машиностроение, 1976. - - 436 с.

57. Солнцев, Ю.П. Материаловедение : учеб. для вузов ■ Текст. / Ю.П. Солнцев, Е.И1 ГТряхин. СПб. : Химиздат, 2004. - 735 с.63: Лейкин, А.Е. Материаловедение : учеб. для вузов Текст. / А.Е. Лейкин, Б.И. Родин.-М. : Высш. шк., 1971.-414 с.

58. Шлепаков, В.Н!; Исследование и разработка порошковых проволок карбонатно-флюоритного. типа для сварки открытой дугой: автореф. дис. канд. техн. наук Текст. / В.Н. Шлепаков. — Киев. 1969. 25 с.

59. Походня, И.К. Сварка порошковой проволокой : И.К. Походня, A.M. Суптель, BlH. Шлепаков. Киев. : Наук, думка, 1972. - 215 с.

60. Фрумин, И.И. Образование пор в сварных швах и влияние состава флюса? на склонность к порам Текст. / И.И: Фрумин, И.В: Кир до, В.В. Под-гаецкий // Автогенное дело. 1949. - № 3. - С. 10- 12.

61. Походня, И.К. Разы в сварных швах Текст. / И.К. Походня. — М.„: Машиностроение, 1972.- 255 е.

62. Петров, Г.Л. Теория сварочных процессов Текст. / FJI: Петров, А.С.1. Тумарев. М. : 75. Ерохин,1. Высш. шк., 1977.-392 с.

63. А.А. Металлургия сварки Текст. / А.А. Ерохин // Сварка в машиностроении, под ред: F.A. Николаева: М. : Машиностроение, 1978. — с.62-97. .,. .■;. . .■Л;;.;:.:.

64. Коротков, В.А. Уральская школа наплавки Текст. / В.А. Коротков // Сварка в Сибири:-2003.-№ 2. С. 44 -49. •

65. Верхотуров, А.Д. Материаловедение электродных материалов для электроэрозионной обработки : препринт Текст. / А.Д. Верхотуров. — Владивосток: Изд-во Дальнаука, 1997. -27 с.

66. Верхотуров, А.Д. Комплексное использование минерального сырья в порошковой металлургии Текст. / А.Д. Верхотуров, Н.В. Лебухова. — Владивосток: Дальнаука, 1998. 116 с.

67. Бабенко, Э.Г. Особенности формирования покрытий на металлах методом электроискрового легирования Текст. / Э.Г. Бабенко, А.Д. Верхотуров. Владивосток : Дальнаука, 1998. - 89 с.

68. Любавский, К.В. Металлургия сварки стали плавлением : справ. Текст.: Том-1/ К.В. Любавский. -М. : Машгиз, 1948. - 33, 48 с.

69. Фролов, В.В. Поведение водорода при сварке плавлением Текст. / В.В. Фролов. М. : Машиностроение, 1966. - С. 14-50.

70. Морозов, А.Н. Водород и азот в стали Текст. / А.Н. Морозов. М. : Металлургия, 1968. - 26 с.

71. Фишер, В.А. Влияние кислорода на растворимость азота и скорость его поглощения жидким железом Текст. / В.А. Фишер, Н.А. Гофман. «Проблемы современной металлургии». — 1960. № 5. - С. 66.

72. Чипман, Дж. Физическая химия жидкой стали Текст. / Дж. Чипман и Дж. Эллиот // Производство стали в электропечах: сб. / пер. с англ. М. : Металлургия, 1965. - 55 с.

73. Джоши, В.Б. Роль поверхностных явлений в процессах перераспределения азота между расплавленной металлической и газовой фазами Текст. / В.Б. Джоши, А.Ф. Вишкарев, В.И. Явойский // Известия вузов. Сер. Чёрная металлургия. 1960. -№11.— С. 17.

74. Сефериан, Д. Металлургия сварки : Текст. / Д. Сефериан: сб. / пер. с франц. — М.: Машгиз. 1963. — 118 с.

75. Кривенко, JI. Ф. Влияние легирующих на остаточное содержание азота в металле шва при сварке открытой дугой Текст. / JI. Ф. Кривенко, Т. М. Слуцкая // Автоматическая сварка. — 1967. —№ 3. — 36 с.

76. Глазов, В.М. Микротвердость металлов Текст. / В.М. Глазов, В.Н Ви-гдорович -М. : Металлургия, 1962. 224 с.

77. Алёшин, Н.П. Контроль качества сварных работ Текст. / Н.П. Алешин, В.Г. Щербинский. М. : Высш. шк., 1986. -207 с.

78. Богомолова, Н.А. Практическая металлография Текст. / Н.А. Богомолова — М.: Высш. шк., 1978. — 272 с.

79. Приборы и методы физического металловедения : справ. Текст. / под ред. Ф. Вейнберга. М. : Мир, 1973. - 427 с.

80. Чернышов, Г.Г. Справочник электрогазосварщика и газорезчика

81. Текст. / Г.Г. Чернышов и др.]. — М. : Изд. центр «Академия»,-2004.~-^400 с. ,*К

82. Конищев, Б.П. Сварочные материалы для дуговой сварки : Справочное пособие: в 2-х т. Текст.: Т. 1 / Б.П. Конищев [и др.]. М. : Машиностроение, 1989.-544 с.

83. Берг, JI. Г. Введение в термографию Текст. / JI. Г. Берг. М. : Высш. шк., 1961.-368 с.

84. Бутт, Ю.М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов Текст. / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. -М. : Высш. шк., 1973. 504 с.

85. Горшков, B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ Текст. / B.C. Горшков, В.В. Тимашев. М. : Высш. шк., 1963. — 286 с.

86. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М. : Наука, 1976.-279 с.

87. Горский, В. Г. Планирование промышленных экспериментов: модели динамики Текст. / В. Г. Горский, Ю.П. Адлер, A.M. Талалай. М. : Металлургия, 1978.- 112 с.

88. Налимов, В. В. Логические основания планирования эксперимента. -2-е изд., перераб. и доп. Текст. / В.В. Налимов, Т.Н. Голикова. М. : Металлургия, 1981. — 152 с.

89. Белый, Н.В. Основы научных исследований и технического творчества Текст. / Н.В. Белый, К.П. Власов, В.Б. Клепиков. Харьков: Изд-во при Харьк. ун-те, 1989. - 200 с. •

90. Митропольский, А.К. Техника статистических вычислений Текст. / А.К. Митропольский. — М.: Наука, 1979. 576 с.

91. Линник, Ю.В. Метод наименьших, квадратов и математико-статистической теории обработки наблюдений. 2-е изд., дополн. и испр. Текст. / Ю.В. Линник. - М.: Изд-во физ.-мат. литер., 1962. - 352 с.

92. Тушинский, Л.И. Методы исследования материалов Текст.' / Л.И. Тушинский [и др.]. М. : Мир, 2004. - 384 с.

93. Монтгомери, Д. К. Планирование эксперимента и анализ данных Текст. / Д.К. Монтгомери.— Л. : Судостроение; 1980.-384^с. „ "

94. Васильев, А.Н. Научные вычисления в Microsoft Excel Текст. / А.Н. Васильев. М.: Издательский дом "Вильяме", 2004. - 512 с.

95. Зедгинидзе, И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем Текст. / И.Г. Зедгинидзе М. : Наука, 1976. -390 с.

96. Конищев, Б.П. Сварочные материалы для дуговой сварки : справочное пособие: в 2-х т. Текст.: Т. 1./ Б.П. Конищев, [и др.]. М. : Машиностроение, 1989. - 544 с.

97. Курдюмов, А.В. Производство отливок из цветных сплавов Текст. / А.В. Курдюмов-М. : МИСиЗ, 1984. 620 с.

98. Коломийченко, В.В. Техническое обслуживание ифемонт автосцепного устройства подвижного состава железных дорог Текст. /В.В. Коломийченко. -М. : Трансинфо, 2004. 192 с.

99. Косов, В.В. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (Вторая редакция). Официальное издание Текст. / В.В. Косов, В.Н. Лившиц, А.Г. Шахназаров. М. : Экономика, 2000. — С. 12-27.

100. Ковалёв, В.В. Методы оценки инвестиционных проектов Текст. / В.В. Ковалёв. М.: ИКЦ "МПС", 1997. - С. 11 - 44.

101. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 1998. - С. 25 - 28.

102. Ефанов, А.Н. Оценка экономической эффективности инвестиций и инноваций на железнодорожном транспорте Текст. / А.Н. Ефанов, Т.П. Ко-валенок, А.А. Зайцев. СПб.: ПГУПС, 2001. - 149 с.

103. Doria, J. G. Welding consumables: Market Trends Текст. / J. G. Doria // European Welding Association. Istanbul, 2001. pp. 20.-121. The Japan Welding News for the World // Autumn issue. 2001. Vol.5. (№17). pp. 10.

104. Ozawa M., Morita T. The Measurement of Heat Quantity in Melted Metals Текст. / Ozawa M., Morita T // Journal of the Japan Welding Society. 1963. vol. 32.-№2.

105. Inouye, M. On the Rate of Absorption of Nitrogen in the Liquid Iron Containing Surface Active Elements Текст. / M. Inouye and T. Cho // «Journal of the Iron and'Steel Institute of Japan», 1966, vol. 52. № 9.

106. Miller, J. W. Nitrogen in Metallic Arc Weld Metal Текст. / J. W. Miller // «The Welding Journal», 1965. № 3.

107. Spraragen, W. The Effect Nitrogen on the Welding on Steel (A Review of the Literature to July 1937) Текст. / W. Spraragen and G. E. Claussen // «The Welding Journal», 1965. № 4.

108. Box, G. E. P. On the Experimental Attainement of Optimum Conditions Текст. / G. E. P. Box, К. B. Wilson // J. Royal Statist. Soc., ser. В., 1951, v. 13, № 1, pp. 1-45.лаг