Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
3 results
Search Results
Item Surface Topography of Arc-Sprayed Coatings by Cored Wires of Different Compositions and Its Influence on the Wear Mechanism(ЦНТУ, 2025) Hvozdetskyi, V.; Lukyanenko, A.; Markovych, S.; Student, M.; Zadorozhna, Kh.; Mozola, N.; Гвоздецький, В. М.; Лук`яненко, О. Г.; Маркович, С. І.; Студент, М. М.; Задорожна, Х. Р.; Моцола, Н. З.The purpose of this work is to study the influence of the components of the composition of powder wires on the surface characteristics of sanded electric arc coatings. For the application of coatings used electric spray and powder wires with a diameter of 1.8 mm containing powders FeSi, FeTi, FeMn, pure metals Al and Cr and carbide B4C with a filling factor reached 24%. Spray parameters: current – 150 A, voltage – 32 V, air stream pressure – 0.6 MPa, spray distance – 120 mm. The surface topography revealed the plate structure of the coating with slats of different chemical composition. In coating are presence of carbides and borides, a significant amount of iron oxides and oxides of alloyed elements at the slats. Provisions from a considerable height contribute to intense wear due to reducing the friction steam surface. The interaction is regulated by the ratio of the depth of the projections (H) to the radius of its sharp tip (r). When H/r <0.02, there is only elastic interaction, with the material of counteraction elastic. In the range of 0.02 < H/r <0.7, the projections induce plastic deformation of the counter-body. If H/r > 0.7, sharp projections are cut to the surface, generating micro -cutting. Reducing the number and size of inclusions and increasing their rounding radii are critical for improving wear resistance etc. Робота присвячена дослідженню впливу компонентів складу порошкових дротів на поверхневі характеристики відшліфованих електродугових покриттів. Для нанесення покриттів застосовувався електродуговий розпилювач та порошкові дроти діаметром 1,8 мм, що містять порошки FеSі, FеTі, FеMn, чисті метали Al і Cr та карбід B4C з коефіцієнтом наповнення досяг 24%. Параметри розпилення: струм – 150 А, напруга – 32 В, тиск повітряного струменя – 0,6 МПа, відстань розпилення – 120 мм. Топографія поверхні виявила пластинчасту структуру покриття з ламелями різного хімічного складу і мікротвердості, наявність карбідів та боридів, значну кількість оксидів заліза та оксидів легованих елементів на межах ламелей. Виступи з значної висоти сприяють інтенсивному зносу через зменшення поверхні пари тертя тощо.Item Вплив складу шихтових матеріалів порошкових дротів на механічні характеристики та корозійну стійкість електродугових покриттів(ЦНТУ, 2020) Студент, М. М.; Головчук, М. Я.; Гвоздецький, В. М.; Веселівська, Г. Г.; Маркович, С. І.; Яцюк, Р. А.; Student, M.; Golovchuk, M.; Hvozdetskii, V.; Veselivska, H.; Markovych, S.; Yatsyuk, R.Встановлено вплив шихтових матеріалів порошкових дротів на їх механічні характеристики, хімічну мікрогетерогенність та корозійну стійкість у середовищі водного розчину 3%NaCl. Показано, що на відміну від покриттів із суцільних дротів покриття, напилені із використанням порошкових дротів (ПД), мають високу хімічну гетерогенність. Це зумовлено тим, що краплини, які диспергуються із розплаву ПД та формують покриття мають неоднаковий хімічний склад. Спричинено це неповним сплавленням шихти та сталевої оболонки на торцях ПД під час електродугового напилення покриттів. Для зменшення хімічної мікро гетерогенності запропоновано у шихту порошкового дроту що містить хром, бор, вуглець місткі компоненти (Cr, ФХ, ПГ-100, B4C, ФХБ) додавати порошки феросплавів FeSi, FeMn та самофлюсу ПГ-10Н-01, які сприяють утворенню евтектик між складниками шихти, гомогенізують розплав ПД та, як наслідок, зменшують мікрогетерогенність покриттів. Наявність у шихті ПД 90Х17РГС та ПД 75Х19Р3ГС2 хрому, ферохрому, ферокремнію та феромарганцю зумовлює мінімальну хімічну мікрогетерогенність покриттів з цих дротів і, як наслідок забезпечує їх високу корозійну тривкість, що наближається до корозійної тривкості наржавної сталі Х18Н9Т. The influence of charge materials of flux-cored wires on their mechanical characteristics, chemical microheterogeneity and corrosion resistance in an aqueous solution of 3% NaCl was established. It is shown that, in contrast to coatings made of solid wires, coatings sprayed using flux-cored wires (PO) have a high chemical heterogeneity. This is due to the fact that the droplets that disperse from the PD melt and form a coating have different chemical compositions. This is caused by incomplete fusion of the charge and steel shell at the ends of the PD during electric arc spraying of coatings. To reduce the chemical micro-heterogeneity, it is proposed to add powders of ferroalloys FeSi, FeMn and self-flux PG-10H-01 to the charge of powder wire containing chromium, boron, carbon-containing components (Cr, FH, PG-100, B4C, FCB) between the components of the charge, homogenize the melt of PD and, as a consequence, reduce the microheterogeneity of the coatings. The presence of chromium, ferrochrome, ferro-silicon and ferromanganese in the charge of PD 90Х17РГС and PD 75Х19Р3ГС2 determines the minimum chemical microheterogeneity of coatings from these wires and, as a result, ensures their high corrosion resistance, which is close to corrosion steel18. To increase the completeness of fusion of the components of the PD charge between itself and its steel shell, it is proposed to add to the PD charge powders of ferroalloys Fe-Mn, Fe-Si, which have a low melting point, able to interact with refractory components of the charge to form low-temperature eutectics. The addition of ferro-silicon, ferromanganese and self-flux alloy PN-10H-01 powders based on ferrochrobor and ferrochrome provided high hardness of electric arc coatings, low heterogeneity in terms of chromium content in coating lamellae and, as a consequence, high corrosion resistance. Установлено влияние шихтовых материалов порошковых проволок на их механические характеристики, химическую микрогетерогенность и коррозионную стойкость в среде водного раствора 3% NaCl. Показано, что в отличие от покрытий из сплошных проводов покрытия, напыленные с использованием порошковых проволок (ПД), имеют высокую химическую гетерогенность. Это обусловлено тем, что капли, которые диспергируются с расплава ПД и формируют покрытия имеют неодинаковый химический состав. Причины этого вызваны неполным сплавлением шихты и стальной оболочки на торцах ПД при электродуговом напылении покрытий. Для уменьшения химической микрогетерогенности предложено в шихту порошковой проволоки содержащей хром, бор, углерод вместительные компоненты (Cr, ФХ, ПГ-100, B4C, ФХБ) добавлять порошки ферросплавов FeSi, FeMn и самофлюса ПГ-10Н-01, которые способствуют образованию эвтектик между составляющими шихты, гомогенизируют расплав ПД и, как следствие, уменьшают микрогетерогенность покрытий. Наличие в шихте ПД 90Х17РГС и ПД 75Х19Р3ГС2 хрома, феррохрома, ферокремния и ферромарганца приводит к минимальной химической микрогетерогенности покрытий из этих проволок и, как следствие обеспечивает их высокую коррозионную стойкость, которая приближается к коррозионной стойкости наржавеющей стали Х18Н9Т.Item Вплив діаметра електродних порошкових дротів на механічні характеристики електродугових покриттів(ЦНТУ, 2020) Студент, М. М.; Головчук, М. Я.; Чумало, Г. В.; Гвоздецький, В. М.; Маркович, С. І.; Похмурська, Г. В.; Student, M.; Golovchuk, M.; Chumalo, H.; Hvozdetskii, V.; Markovych, S.; Pohkmurska, H.; Гвоздецкий, В. М.; Маркович, С. И.; Похмурская, Г. В.В роботі проведено впливу діаметра електродних порошкових дротів на механічні характеристики електродугових покриттів. Покриття отримували на оригінальному обладнанні, застосовуючи для напилювання модельні порошкові дроти базових систем легування Fe–Cr–C та Fe–Cr–B діаметром 1,6 та 2,4 мм. Досліджено вплив діаметра порошкових дротів на структуру, електродугових покриттів різного діаметра. Встановлено залежність поруватості, мікротвердості, адгезії до сталевої основи, абразивної зносостійкості електродугових покриттів, напилених з порошкових дротів з різною кількістю шихти, від товщини ламелей у структурі покриттів. Визначено вплив товщини ламелей у структурі покриттів, напилених з порошкових дротів з різною кількістю шихти (залежно від їх діаметра 1,6 та 2,4 мм), на їх абразивну зносостійкість. Встановлено, що товщина ламелей у покриттях усіх проаналізованих систем легування зростала зі збільшенням об'єму розплавленого металу. Показано, що кількість оксидної фази у структурі покриттів зростає вдвічі зі збільшенням дистанції розпилювання порошкових дротів від 80 до 120 мм. Більше оксидної фази (на 40…100%) виявили у покриттях, сформованих із ПД діаметром 2,4 мм з вищим коефіцієнтом заповнення його оболонки шихтою порівняно із покриттями, сформованими із порошкових дротів діаметром 1,6 мм з нижчим заповненням. Встановлено, що поруватість, та мікротвердість покриттів із розроблених порошкових дротів зростає із збільшенням товщини ламелей в їх структурі та, відповідно, діаметру. Встановлено, шо із збільшенням товщини ламелей у структурі покриттів з порошкових дротів 250Х21ВФГС та порошкових дротів 50ХН2Р5ГС їх адгезія до сталевої основи дещо зменшилася, що зумовлено виникненням в покриттях напружень розтягу, які спричиняють появу мікротріщин або мережі тріщин у їх структурі. Водночас адгезія покриттів із порошкових дротів 50Х6МГ2С до сталі зросла, що зв’язали з більшим вмістом вуглецю у крупних ламелях та сприятливими умовами для формування в них високовуглецевого мартенситу, який має найменший коефіцієнт термічного розширення та спричиняє найменші залишкові напруження розтягу у покриттях. Встановлено, що абразивна та газоабразивна зносостійкість покриттів із ПД 250Х21ВФГС знизилася, а із ПД50ХН2Р5ГС підвищилася внаслідок збільшення товщини ламелей у їх структурі за використання порошкових дротів більшого діаметра. The influence of the diameter of the electrode flux-cored wires on the mechanical characteristics of the electric arc coatings is carried out in the work. Electric arc coatings were obtained on the original equipment, developed and manufactured at the Institute of Physics and Mechanics. GV Karpenko NAS of Ukraine. For spraying, model flux-cored wires of basic doping systems Fe – Cr – C and Fe – Cr – B with a diameter of 1.6 and 2.4 mm were used. The influence of the diameter of flux - cored wires on the structure, electric arc coatings from model flux - cored wires of different diameters is investigated. The dependence of porosity, microhardness, adhesion to the steel base, abrasive wear resistance of electric arc coatings sprayed from flux-cored wires with different amounts of charge on the thickness of the lamellae in the coating structure has been established. The influence of the thickness of the lamellae in the structure of coatings sprayed from flux-cored wires with different amounts of charge (depending on their diameter 1.6 and 2.4 mm) on their abrasive wear resistance was determined. It was found that the thickness of the lamellae in the coatings of all analyzed alloying systems increased with increasing volume of molten metal at the ends of flux-cored wires with the corresponding formation of droplets of larger diameter during its dispersion by air jet. shell charge and high arc current. It is shown that the amount of oxide phase in the structure of coatings doubles with increasing spray distance of flux-cored wires from 80 to 120 mm. More oxide phase (40… 100%) was found in coatings formed of flux-cored wires with a diameter of 2.4 mm with a higher filling factor of its shell charge compared to coatings formed of flux-cored wires with a diameter of 1.6 mm with lower filling. This is due to the larger volume of the charge in the powder wires of larger diameter, the cavities between the powders in which are filled with air, which intensively oxidizes the melt droplets inside the powder wires and at their ends during spraying. It is established that the porosity and microhardness of coatings from the developed flux-cored wires increase with the increase of the thickness of the lamellae in their structure and, accordingly, the diameter of the flux-cored wires. The increase in micro hardness is due to less evaporation and burnout of alloying elements from the droplets forming the coating, and the increase in porosity is caused by intensive spraying of droplets when hitting the sprayed surface, which contributes to micro cavities between the lamellae of the coating. It was found that with increasing the thickness of the lamellae in the structure of coatings of flux-cored wires 250H21VFGS and flux-cored wires 50HN2R5GS their adhesion to the steel base decreased slightly due to the occurrence of tensile stresses in coatings, which cause micro cracks or cracks. At the same time, the adhesion of 50X6MG2C flux-cored wire coatings to steel increased due to the higher carbon content of large lamellae and favorable conditions for the formation of high-carbon martensite, which has the lowest coefficient of thermal expansion and causes the lowest residual tensile stresses. It was found that the abrasive and gas-abrasive wear resistance of coatings from flux-cored wires 250Х21ВФГС decreased, and from flux-cored wires 50ХН2Р5ГС increased due to the increase in the thickness of the lamellae in their structure using a larger diameter. В работе проведено исследование влияния диаметра электродных порошковых проволок на механические характеристики електродугових покрытий. Покрытия получали на оригинальном оборудовании, применяя для напиливания модельные порошковые провода базовых систем легирования Fe–Cr–C и Fe–Cr–B діаметром 1,6 и 2,4 мм. Исследовано влияние диаметра порошковых проволок разного диаметра на структуру електродугових покрытий. Установлена зависимость пористости, микротвердости, адгезии к стальной основе, абразивной износостойкости електродугових покрытий, напыленных из порошковых проводов с разным количеством шихты, от толщины ламелей в структуре покрытий. Определенно влияние толщины ламелей в структуре покрытий, напиленных из порошковых проводов с разным количеством шихты (в зависимости от их диаметра 1,6 и 2,4 мм), на их абразивную износостойкость. Установлено, что толщина ламелей в покрытиях всех проанализированных систем легирования росла с увеличением объема расплавленного металла. Показано, что количество оксидной фазы в структуре покрытий растет вдвое с увеличением дистанции распыливания порошковых проволок от 80 до 120 мм Больше оксидной фазы (на 40-100%) обнаружили в покрытиях, сформированных из порошковых проволок диаметром 2,4 мм с высшим коэффициентом заполнения его оболочки шихтой сравнительно с покрытиями, сформированными из порошковых проводов діаметром 1,6 мм с низшим заполнением. Установлено, что пористость и микротвердость покрытий из разработанных порошковых проволок растет с увеличением толщины ламелей в их структуре и, соответственно, диаметру. Установлено, что с увеличением толщины ламелей в структуре покрытий из порошковых проволок 250Х21ВФГС и порошковых проводов 50ХН2Р5ГС их адгезия к стальной основе несколько уменьшилась, что предопределено возникновением в покрытиях растягивающих напряжений, которые влекут появление микротрещин или сети трещин в их структуре. В то же время адгезия покрытий из порошковых проводов 50Х6МГ2С к стали выросла, что связали с большим содержанием углерода в крупных ламелях и благоприятными условиями для формирования в них высокоуглеродистого мартенсита, который имеет наименьший коэффициент термического расширения и влечет наименьшие остаточные напряжения в покрытиях. Установлено, что абразивная и газоабразивная износостойкость покрытий из ПД 250Х21ВФГС снизилась, а из ПД50ХН2Р5ГС повысилась в результате увеличения толщины ламелей в их структуре за использование порошковых проводов большего диаметра.