Search

Проаналізовано металургійні процеси взаємодії, що відбуваються при плазмово-дуговому напилені між сталевою оболонкою і карбідними наповнювачами порошкових дротів B4C і B4C з додаванням наноразмірного порошку ZrO2. В результаті взаємодії феритной оболонки дроту з наповнювачами в модельних злитках утворюються бориди заліза, леговані вуглецем, а феритна матриця містить боридні та карбоборідні евтектики. Середня мікротвердість карбоборідів і матриці висока – 17,78; 16,40 і 8,69; 9,95 ГПа відповідно для злитків з B4C і B4C+ZrO2. Найбільш якісні покриття з низькою пористістю (~1%), ламелярною структурою, що складається з феритної матриці, зміцненої дисперсними боридами заліза, були отримані при більшому тепловкладенні. Добавка 0,5% нанопорошку ZrO2 прискорює реакції утворення дисперсних боридов заліза, сприяє їх рівномірному розподілу в структурі і підвищенню мікротвердості покриття до 7,0 ГПа, Проанализированы металлургические процессы взаимодействия, происходящие при плазменно-дуговом напылении между стальной оболочкой и карбидными наполнителями порошковых проволок B4C и B4C с добавкой наноразмерного порошка ZrO2. В результате взаимодействия ферритной оболочки проволоки с наполнителями в модельных слитках образуются бориды железа, легированные углеродом, а ферритная матрица содержит боридные и карбоборидные эвтектики. Средняя микротвердость карбоборидов и матрицы высокая – 17,78; 16,40 и 8,69; 9,95 ГПа соответственно для слитков с B4C и B4C+ZrO2. Наиболее качественные покрытия с низкой пористостью (~1%), ламелярной структурой, состоящей из ферритной матрицы, упрочненной дисперсными боридами Fe, были получены при большем тепловложении. Добавка 0,5% нанопорошка ZrO2 ускоряет реакции образования дисперсных боридов железа, способствует их равномерному распределению в структуре и повышению микротвердости покрытия до 7,0 ГПа, The interaction of metallurgical processes occurring in plasma-arc spraying between the steel shell and the carbide fillers of B4C and B4C cored wires with the addition of nanocrystalline ZrO2 powder has been analyzed. Iron-boron compounds alloyed with carbon are formed in ingots as a result of ferritiс coating of wire interacrion with fillers while the ferritic matrix contains boride and carboboride eutectics. Average microhardness of the carboboride compounds and the matrix is high – 17,78; 16,40 and 8,69; 9,95 GPa for the ingots with с B4C and B4C+ZrO2 respectively. The best quality coatings with low porosity (~1%), lamellar structure consisting of ferrite matrix reinforced with dispersed Fe borides, were obtained at a higher heat input (plasmatron current 240-250 A). The average amount of oxides in the coatings makes 15%. 0,5% addition of nanopowder ZrO2 accelerates dispersed iron-boron compounds forming, promotes their uniform distribution in the structure and improves coating microhardness up to 7,0 GPa. Application of the differential thermal analysis method to simulate the interaction processes between the steel shell and the filler during the heating of wire in the shielding gas makes it possible to promote formation of new phases (borides and carboborides of iron) and to predict the phase composition of the coatings

Установлено, что присутствие определенного количества неметаллических включений в металле сварных швов является необходимым условием для получения микроструктуры, которая способна обеспечить высокие показатели прочности, пластичности и вязкости металла. Анализ полученных данных показал, что положительное влияние на формирование структуры и механических свойств металла производят включения размером от 0,3 до 0,8 мкм, которые имеют многофазную морфологию и содержат на внешнем слое наноразмерные образования типа карбидов титана. Такие включения имеют сердечника, как правило из оксида алюминия, внешнюю многослойную мантию, основу которой составляют соединения типа галакситу и оксиды титана, а на зовнишниповерхни расположены выделения сульфидной или карбидной фазы. Доля таких включений в преувеличивает 30%, но именно они определяют условия формирования микроструктуры и уровень механических свойств металла сварных швов., Встановлено, що присутність певної кількості неметалевих включень в металі зварних швів є необхідною умовою для отримання мікроструктури, яка здатна забезпечити високі показники міцності, пластичності і в’язкості металу. Аналіз отриманих даних показав, що позитивний вплив на формування структури і механічних властивостей металу справляють включення розміром від 0,3 до 0,8 мкм, які мають багатофазну морфологію і містять на зовнішньому шарі нанорозмірні утворення типу карбідів титану. Такі включення мають осердя, як правило з оксиду алюмінію, зовнішню багатошарову мантію, основу якої складають сполуки типу галакситу та оксиди титану, а на зовнішніповерхні розташовані виділення сульфідної чи карбідної фази. Частка таких включень на перебільшує 30 %, але саме вони визначають умови формування мікроструктури і рівень механічних властивостей металу зварних швів.