Методика испытаний наплавленных сплавов на стойкость к высокотемпературному газоабразивному изнашиванию
https://doi.org/10.32864/0202-4977-2024-45-4-289-299
Аннотация
Разработана методика и установка для испытаний материалов на стойкость к газоабразивному изнашиванию при нормальной и повышенных до 1000 °С температурах. Результаты испытаний позволяют сделать обоснованный выбор наплавочных материалов для восстановления рабочих поверхностей деталей тягодутьевых машин, промышленных вентиляторов, засыпных устройств доменных печей, газотурбинных установок и другого оборудования. Определены зависимости величины износа некоторых наплавленных сплавов от температуры испытаний, скорости газоабразивного потока и угла его атаки поверхности образцов. Показано, что в условиях высокотемпературного газоабразивного изнашивания при малых углах атаки и повышенной скорости абразивных частиц целесообразно применение эвтектических сплавов с пониженным содержанием дорогостоящих карбидообразующих элементов и углерода, а при больших углах атаки и низкоскоростном абразиве — жаростойких и жаропрочных сталей аустенитного класса. Установлено, что наибольшей стойкостью к газоабразивному изнашиванию при нормальной температуре среди испытанных обладает зарубежный наплавленный сплав 600Х23Б7М7В2С2ФТ, характеризующийся самым высоким уровнем легирования и объемной долей упрочняющих фаз. При повышении температуры испытаний до 600 °С его износостойкость снижается в 2,5 раза, уступая показателю экспериментального сплава 280Х14Н6Г6М3Т2Б2. Методом электронно-ионной микроскопии изучены процессы деструкции тонких поверхностных слоев сплавов, позволившие оценить влияния их структурно-фазового состава на механизмы высокотемпературного изнашивания. Изучение характера изнашивания сплава 280Х14Н6Г6М3Т2Б2 показало, что под ударным воздействием абразива происходит формирование трещин в пластинчатых карбидах Me3C2 и Me7C3, однако высокая пластичность легированного никелем аустенита снижает вероятность выкрашивания образующихся осколков. При этом мелкие карбиды (Ti,Nb,Mo)xCy и Mo2C компактной формы сдерживают пластическую деформацию аустенитно-карбидной эвтектики без разрушения.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. АртемьевРоссия
просп. им. Ленина, 28, г. Волгоград 400005
Д. В. Прияткин
Россия
просп. им. Ленина, 28, г. Волгоград 400005
И. В. Зорин
Россия
просп. им. Ленина, 28, г. Волгоград 400005
В. И. Лысак
Россия
просп. им. Ленина, 28, г. Волгоград 400005
Список литературы
1. Шумилов А.А., Штанько П.К., Гордиенко В.Н. Разработка наплавочных материалов для повышения износостойкости деталей тягодутьевых машин тепловых электростанций // Вестник СевНТУ. — 2010, № 110, 216—218
2. Юзвенко Ю.А. [и др.] Дуговая наплавка деталей засыпного устройства доменной печи // Автоматическая сварка. — 1972, № 2, 59—63
3. Клейс И.Р. Основы выбора материалов для работы в условиях газоабразивного изнашивания // Трение и износ. — 1980, № 2, 263—271
4. Полярус Е.Н., Уманский А.П., Стельмах А.У. [и др.] Влияние состава материалов на механизм их высокотемпературного газоабразивного изнашивания / // Вестник двигателестроения. — 2017, № 2, 149—152
5. Gee M.G. and Hutchings I.M. General Approach and Procedures for Erosive Wear Testing // Measurement Good Practice Guide. — 2002, no. 51, 42
6. Жудра А.П. Исследование износостойкости композиционных сплавов в условиях газоабразивного износа при повышенных температурах // Автоматическая сварка. — 2014, № 11, 31—34
7. Kleis I. and Kulu P. Solid Particle Erosion: Occurrence, Prediction and Control. — London: Springer. — 2008
8. Badisch E. [et al.] Wear Behaviour of Hardfaced Fe-Cr-C Alloy and Austenitic Steel under 2-Body and 3-Body Conditions at Elevated Temperature // Tribology International. — 2010 (43), no. 7, 1234—1244
9. Higuera Hidalgo [et al.] High Temperature Erosion Wear of Flame and Plasma-Sprayed Nickel–Chromium Coatings under Simulated Coal-Fired Boiler Atmospheres // Wear. — 2001, no. 247, 214—222
10. Shimizu K. [et al.] Erosive Wear Properties of High V–Cr–Ni Stainless Spheroidal Carbides Cast Iron at High Temperature // Wear. — 2009 (267), no. 1-4, 104—109
11. Zhang Y. [et al.] Effect of Co Addition on High Temperature Erosive Wear Characteristics of Fe-C-Cr-Mo-W-V Multi-Component White Cast Iron // Materials Transactions. — 2017 (58), no. 6, 927—931
12. Тхабисимов А.Б., Качалин Г.В., Медников А.Ф. [и др.] Экспериментальный стенд для изучения абразивной стойкости конструкционных материалов и защитных покрытий // Естественные и технические науки. — 2013, № 5(67), 234—238
13. Артемьев А.А., Антонов А.А., Соколов Г.Н. [и др.] Методика испытаний наплавленных сплавов на стойкость к высокотемпературному абразивному изнашиванию // Трение и износ. — 2017 (38), № 3, 247—254
14. Прияткин Д.В., Артемьев А.А., Лысак В.И. Исследование наплавленного металла системы Fe-Cr-Ni-Mn-Mo-Ti-Nb-C для работы в условиях высокотемпературного газоабразивного изнашивания // Вопросы материаловедения. — 2022, № 3(111), 17—28
15. Терещенко А.Ф., Шимановский В.П., Юзвенко Ю. А. Исследование струйного износа наплавленного металла // Автоматическая сварка. — 1966, № 11, 32—35
Рецензия
Для цитирования:
Артемьев А.А., Прияткин Д.В., Зорин И.В., Лысак В.И. Методика испытаний наплавленных сплавов на стойкость к высокотемпературному газоабразивному изнашиванию. Трение и и износ. 2024;45(4):289-299. https://doi.org/10.32864/0202-4977-2024-45-4-289-299
For citation:
Artem’ev A.A., Priyatkin D.V., Zorin I.V., Lysak V.I. Methodology for Testing Welded Alloys for Resistance to High-Temperature Gas-Abrasive Wear. Title in english. 2024;45(4):289-299. (In Russ.) https://doi.org/10.32864/0202-4977-2024-45-4-289-299
JATS XML