Зміцнення сталевих та чавунних деталей термореагуючими сумішами

Abstract

Актуальною задачею є створення дешевих термореагуючих сумішей здатних зміцнювати робочі органи грунтообробної техніки. При наявності зовнішнього джерела тепла в нанесених сумішах ініціюються і підтримуються екзотермічні реакції, в результаті яких синтезуються стабільні карбіди і вивільнюється залізо, що зв'язує ці карбіди в щільний і міцний моноліт. Для визначення складу сумішей проведено розрахунки та отримано результати термохімічних параметрів для двох типів феросплавів при різному масовому вмісті вуглецю у чавуні – від 2,2 до 6,2 %..

Суттєво підвищує міцність, твердість та зносостійкість поверхневого шару додавання у якості легувального елемента хрому та ванадію (Cr та V), за рахунок утворення карбідів в процесі екзотермічної реакції.

Задачею роботи була розробка заходів для створення такої суміші та використання її при газотермічному зміцнення деталей. Суміш: порошок низьковуглецевого ферохрому – мелена стружка білого чавуну – наносили на деталі у вигляді шлікера. Шар, що утворився, висушували, а потім нагрівали плазмотроном аж до ініціювання екзотермічної реакцій та надання йому рідко-твердого стану. Зазначені реакції істотно згладжують температурний градієнт по товщині шару і сприяють повному приварюванню останнього до металу деталі. Утворення двофазної маси розплав – карбіди з дуже низькою текучістю, порівняно з однофазним рідким станом шару при звичайному наплавленні, запобігає «сповзанню» маси з похилих поверхонь, що зміцнюються (якщо кут нахилу невеликий).

Аналіз мікроструктури наплавленого шару показав, що він має дрібнозернисту будову, відповідає принципу Шарпі: суміш твердих карбідів і м'якої залізної матриці зі структурою перліту, сорбіту або трооститу – залежно від швидкості охолодження. Має високу твердість – у межах від HRCэ 52 до HRCэ 63.

Ці суміші можуть бути використані в разі газо-термічного зміцнення поверхонь деталей.

Актуальной задачей является создание дешевых термореагирующих смесей способных упрочнять рабочие органы почвообрабатывающей техники. При наличии внешнего источника тепла в нанесенных смесях инициируются и поддерживаются экзотермические реакции, в результате которых синтезируются стабильные карбиды и высвобождается железо, что связывает эти карбиды в плотный и прочный монолит. Для определения состава смесей проведенны расчеты и получены результаты термохимических параметров для двух типов ферросплавов при различном массовом содержании углерода в чугуне – от 2,2 до 6,2 %.

Существенно повышает прочность, твердость и износостойкость поверхностного слоя добавление в качестве легирующего элемента хрома и ванадия (Cr и V), за счет образования карбидов в процессе экзотермической реакции.

Задачей работы была разработка мероприятий для создания такой смеси и использования ее при газотермическом упрочнении деталей. Смесь: порошок низкоуглеродистого феррохрома – молотая стружка белого чугуна – наносили на детали в виде шликера. Образовавшийся слой, высушивали, а затем нагревали плазмотроном вплоть до инициирования экзотермической реакций и предания ему жидко-твердого состояния. Указанные реакции существенно сглаживают температурный градиент по толщине слоя и способствуют полному привариванию последнего к металлу детали. Образование двухфазной массы расплав – карбиды с очень низкой текучестью, по сравнению с однофазным жидким состоянием слоя при обычной наплавке, предотвращает «сползание» массы с наклонных упрочняемых поверхностей (если угол наклона небольшой).

Анализ микроструктуры наплавленного слоя показал, что он имеет мелкозернистое строение, соответствует принципу Шарпи: смесь твердых карбидов и мягкой железной матрицы со структурой перлита, сорбита или троостита – в зависимости от скорости охлаждения. Имеет высокую твердость – в пределах от HRCэ 52 до HRCэ 63.

Эти смеси могут быть использованы в случае газо-термического упрочнения поверхности деталей.

The actual problem is the creation of cheap termoregulyatsii mixtures can strengthen the working bodies pecoupon technology. If you have an external source of heat applied to mixtures initiated and supported exothermic reaction, resulting in stable carbides are synthesized and released iron that binds the carbides in dense and strong monolith. To determine the composition of mixtures the calculations and the results obtained thermochemical parameters for the two types of ferro-alloys at various mass contents of carbon in cast iron – from 2.2 to 6.2%..

Significantly increases the strength, hardness and wear resistance of the surface layer of the addition as an alloying element, chromium and vanadium (Cr and V), due to the formation of carbides in the exothermic reaction.

The goal of the study was to design events to create such a mixture and use it with thermal hardening of parts. The mixture powder of low-carbon ferrochromium – ground chips of white cast iron was applied to the parts in the form of dross. Layer, formed, dried, and then heated with a torch until the initiation of the exothermic reactions, and provide the liquid-solid state. These reactions significantly smooth the temperature gradient across the thickness of the layer and contribute to the full preparando latest to metal parts. The formation of two-phase mass melt–carbides with very low rdataset, compared with single-phase liquid state at normal layer coating prevents "slipping" of the masses with inclined surfaces that are strengthened (if the tilt angle is small).

The analysis of the microstructure of the deposited layer showed that he has a fine-grained structure, in line with the principle Sharpie: a mixture of solid soft iron carbides and the matrix structure of pearlite, sorbite or troostite, depending on the cooling rate. Has a high hardness in the range of HRC 52 to 63 HRC.

The se mixtures can be used in case of gas-thermal surface hardening of parts.