Регион:

Легирование покрытием хромом, никелем и медью

Легирование покрытием хромом, никелем и медью

Процесс производства сварочной проволоки включает следующие этапы: волочение заготовки до требуемого размера, отжиг для снятия наклепа, химическое травление в серной кислоте для удаления окалины, гальваническое меднение.

При химическом травлении сварочная проволока протягивается через раствор серной кислоты с помощью специальных барабанов, изготовленных из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т. Скольжение сварочной проволоки по специальным канавкам шириной 6 мм вызывает износ рабочей поверхности барабана, что требует частой реставрации. Обычно реставрацию барабанов осуществляют аргоннодуговой наплавкой изношенных поверхностей с использованием присадочной проволоки из стали 12Х18Н10Т. Низкая твердость данной стали не позволяет увеличить ресурс работы барабанов между реставрациями.

Использование борированной проволоки из коррозионностойкой стали 06Х19Н9Т для наплавки канавок барабана повысило ресурс работы барабана, однако в наплавленном покрытии наблюдаются участки питтинга. Это связанно с распределением хрома и никеля в структуре наплавленного покрытия. Хром неравномерно распределяется по сечению дендрита и в твердой фазе: дендриты, состоящие из аустенита, содержат меньшее количество хрома 12,92 - 14,49%, чем исходная сталь 06Х19Н9Т, что обуславливает снижение коррозионной стойкости. Никель по структуре распределяется более равномерно и изменяется в пределах 8-9,5%. Повышение коррозионной стойкости наплав- ленных покрытий возможно дополнительным легированием их хромом, никелем и медью.

Коррозионная стойкость сплавов определяется правилом Таммана, в соответствии с которым скачкообразное повышение коррозионной стойкости сплава происходит при наличии коррозионноустойчивых атомов в сплаве равной n/8, где n – целое число (1, 2, 3). При легировании хромом скачкообразное повышение коррозионной стойкости происходит при содержании 11,8% масс. хрома (имеют в решетке 1/8 атомов хрома); 23,7% масс (соответствует 2/8 атомных доли хрома в твердом растворе), а также при содержании хрома не менее 18%. Поэтому для наплавленных покрытий, полученных из борированной проволоки с минимальным содержанием хрома >18% и >23,7% необходимо дополнительно ввести 6% и 11% хрома соответственно.

Расчеты показывают, что для дополнительного введения 6 и 11% хрома в наплавленное покрытие, необходимо на композиционный электрод диаметром 2 мм нанести слои гальванического хрома толщиной 35 и 65 мкм соответственно. При легировании никелем скачкообразное повышение коррозионной стойкости происходит при введении в сплав 13,5% (n=1) и 27% (n=2) никеля. Поэтому для получения никеля в наплавленном покрытии >13,5% и >27% необходимо дополнительно ввести 5 и 17% никеля соответственно и на композиционный электрод диаметром 2 мм нанести слой гальванического никеля толщиной 30 и 90 мкм. Для легирования медью наплавленного покрытия в пределах 3,5 - 5% на проволочный электрод диаметром 2 мм необходимо гальванически осадить медь толщиной 16–23 мкм.

Наплавленные покрытия повышенной коррозионной стойкости, дополнительно легированные никелем, хромом и медью, получали из композиционных электродов с гальваническими покрытиями: меди 25 мкм, никеля 20 мкм и хрома 35 мкм.

В результате выполненных исследований по распределению элементов в наплавленных покрытиях установлено, что количество хрома колеблется в следующих пределах: в центре дендрита >19%; на краю дендрита >20%; в твердой фазе >30%. Распределение никеля практически равномерное по структуре и находится в пределах 13,34-14,96%. Медь в структуре распределяется равномерно и изменяется в количествах 3,37-4,42%.

На основе данных по распределению элементов в наплавленных покрытиях определены коэффициенты усвоения легирующих элементов из проволочного электрода в наплавленное покрытие, которые составляют: для хрома и никеля 95-100%, меди – 67-70%.

Исследование структуры наплавленных покрытий показало, что при дополнительном легировании хромом количество эвтектики в структуре увеличивается и это приводит к повышению твердости и износостойкости наплавленных покрытий. Наплавленные покрытия, дополнительно легированные хромом, никелем и медью не склонны к межкристаллитной коррозии и обладают коррозионной стойкостью в серной кислоте на уровне стали 12Х18Н10Т.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments