| 2021 №08 (09) |
DOI of Article 10.37434/as2021.08.01 |
2021 №08 (02) |
Журнал «Автоматичне зварювання», № 8, 2021, с. 3-8
Втомна довговічність зразків зі сталі 40Х після зносостійкого наплавлення з підшаром з низьколегованої сталі
В.В. Книш, С.О. Соловей, І.О. Рябцев, А.А. Бабінець
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Досліджено опір втомному руйнуванню багатошарового матеріалу, зносостійкий шар якого наплавлений порошковим дротом ПП-Нп-25Х5ФМС з підшаром з низьколегованого матеріалу, наплавленого дротом ПП-Нп-12Х1МФ. Конструкція наплавлених зразків і методика їх випробувань імітували умови експлуатації сталевих прокатних валків. Комплексна методика оцінки опору втомному руйнуванню багатошарових наплавлених зразків включала три етапи: встановлення циклічної довговічності зразків після виготівного наплавлення; дослідження циклічної тріщиностійкості різних наплавлених шарів; визначення втомної довговічності зразків, які в процесі попередніх випробувань мали в наплавленому шарі втомні тріщини, після ремонтного наплавлення. Встановлено, що циклічна довговічність зразків з вуглецевої сталі 40Х, наплавлених порошковим дротом ПП-Нп-25Х5ФМС з підшаром з низьколегованої сталі 12Х1МФ при рівні максимальних напружень 500 МПа знаходиться в діапазоні 346…716 тис. циклів. Виявлено особливості кінетики втомного руйнування досліджуваного багатошарового матеріалу. Встановлено, що в наплавленому металі (в зносостійкому шарі та в підшарі з низьколегованої сталі) втомна тріщина розвивається нестабільно, постійно змінюючи швидкість та напрям. Показано, що видалення втомних тріщин та наступне наплавлення місць їх видалення дозволяє відновити циклічну довговічність зразка до рівня вихідного стану, тобто збільшити загальну довговічність у 2 рази. Бібліогр. 16, табл. 4, рис. 7.
Ключові слова: дугове наплавлення, ремонтне наплавлення, підшар, втомна довговічність, тріщини втоми, коефіцієнт інтенсивності напружень.
Надійшла до редакції 09.06.2021
Список літератури
1. Du Toit, M., Van Niekerk, J. (2010) Improving the Life of Continuous Casting Rolls Through Submerged Arc Cladding with Nitrogen-Alloyed Martensitic Stainless Steel. Welding in the World, 54(11-12), 342–349. Doi:10.1007/bf032667482. Jhavar, S., Paul, C.P., Jain, N.K. (2013) Causes of failure and repairing options for dies and molds: A review. Engineering Failure Analysis, 34, 519–535. DOI: https://doi. org/10.1016/j.engfailanal.2013.09.006
3. Ahn, D.-G. (2013) Hardfacing technologies for improvement of wear characteristics of hot working tools: A Review. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 14(7), 1271–1283. Doi:10.1007/s12541-013-0174-z
4. Zhang, J., Zhou, J., Tao, Y. et al. (2015) The microstructure and properties change of dies manufactured by bimetal-gradient-layer surfacing technology. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 80, 1807–1814 (2015). DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-015-7170-7
5. Gao, F., Zhou, J., Zhou, J. et al. (2017) Microstructure and properties of surfacing layers of dies manufactured by bimetal-gradient-layer surfacing technology before and after service. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 88, 1289–1297. DOI: https://doi.org/10.1007/ s00170-016-8679-0
6. Vundru, C., Paul, S., Singh, R., Yan, W. (2018) Numerical analysis of multi-layered laser cladding for die repair applications to determine residual stresses and hardness. Procedia Manufacturing, 26, 952–961. DOI: https://doi.org/10.1016/j. promfg.2018.07.122
7. Рябцев И.А., Сенченков И.К. (2013) Теория и практика наплавочных работ. Киев, Екотехнологія.
8. Rjabcev, I.A., Senchenkov, I.K., Turyk, Je.V. (2015) Naplavka. Materialy, tehnologii, matematicheskoe modelirovanie [Surfacing. Materials, technologies, mathematical modeling]. Gliwice, Wydawnictwo politechniki slaskiej [in Russian].
9. Babinets, A.A., Ryabtsev, І.A. (2016) Fatigue life of multilayer hard-faced specimens. Welding International, 30, 4, 305–309. DOI: https://doi.org/10.1080/01431161.2015.1058004
10. Ryabtsev, I.O., Knysh, V.V., Babinets, A.A. et al. (2020) Fatigue life of specimens after wear-resistant, manufacturing and repair surfacing. The Paton Welding J., 9, 19–25. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2020.09.03
11. Ryabtsev, І.О., Knysh, V.V., Babinets, A.A., Solovej, S.O. (2021) Fatigue life of steel 40Kh specimens after wear-resistant surfacing with a sublayer of low-carbon steel. Ibid, 3, 2–8. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2021.03.01
12. Oberg, E. et al. (1996) Machinery’s Handbook (25th ed.), Industrial Press Inc.
13. Murakami, Yu. (1990) Reference book on stress intensity efficients. In: 2 Vol. Moscow, Mir [in Russian].
14. (2004) Пристрій контролю механічних напружень та деформацій в твердих середовищах. Пат. UА 71637 С2.
15. Kaierle, S., Overmeyer, L., Alfred, I. et al. (2017) Single-crystal turbine blade tip repair by laser cladding and remelting. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 19, 196–199. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2017.04.001
16. Kim, D.-Y., Kim, D., Kang, M., Kim, Y.-M. (2017) Improvement of fatigue strength of lap fillet joints by using tandem MAG welding in a 590-MPa-grade galvannealed steel sheet. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 93(9-12), 4379–4387. DOI: https://doi.org/10.1007/ s00170-017-0828-6.
Реклама в цьому номері:
