61 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
61
Материалы и методы экспериментального исследования
В лабораторных условиях изготовлены образцы порошковых проволок с введением
углеродфторсодержащей пыли (отходы металлургического производства), со следующим
химическим составом: масс. %: Al
2
O
3
=21-46; F =18-27; Na
2
O = 8-15; К
2
O=0,4 – 6%;
CaO=0,7- 2,3; SiO
2
=0,5-2,5; Fe
2
O
3
=2,1-3,3; C
общ
=12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO=0,06-0,9;
S=0,09-0,19; P=0,10-0,18.
Углеродфторсодержащую пыль вводили взамен аморфного графита, учитывая ранее
полученные нами данные о том, что углерод в составе углеродфторсодержащей добавки
обладает повышенной активностью, раскисляет металл и восстанавливает оксиды,
находящиеся в металле и шлаке с образованием оксидов углерода [6 – 8]. В состав ряда
образцов проволоки вводили никель. Были изготовлены две партии образцов. Для
приготовления первой партии образцов в шихту вводили аморфный углерод,
углеродфторсодержащую добавку и никель в количестве 0,29, 0,33 и 0,61% (таблица 1,
образцы 1 – 5). Во второй партии были изготовлены образцы с использованием графита
аморфного, углеродфторсодержащей пыли и никеля в количестве 0,38, 0,46 и 0,58% (таблица
1, образцы 6 – 10). При этом изменялась концентрация кремния, марганца, молибдена,
вольфрама и ванадия.
Химический состав наплавленного металла определяли рентгенофлуоресцентным
методом на спектрометре XRF-1800 и атомно-эмиссионным методом на спектрометре
ДФС-71. Химический состав исследуемых образцов приведен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав исследуемых образцов
№
образца
Массовая доля элементов, %
С Si
Mn Cu Cr
Mo Ni
Al
V Ti
1
0,15 1,59 1,67 0,18 0,35 1,11 0,16 0,032 0,35 0,006
2
0,20 1,33 2,16 0,17 3,52 1,51 0,13 0,04 0,36 0,020
3
0,24 0,93 2,11 0,15 3,18 1,31 0,21 0,054 0,46 0,021
4
0,31 1,19 2,13 0,20 3,50 1,34 0,32 0,064 0,47 0,022
5
0,24 0,92 1,93 0,22 3,00 1,85 0,38 0,034 0,43 0,014
6
0,14 0,39 1,88 0,10 3,05 1,04 0,10 0,014 0,13 0,005
7
0,09 0,29 1,62 0,10 2,95 0,95 0,10 0,011 0,10 0,003
8
0,09 0,28 1,63 0,10 3,23 1,08 0,50 0,011 0,17 0,003
9
0,09 0,33 1,74 0,10 3,15 1,06 0,56 0,011 0,12 0,002
10
0,08 0,35 1,70 0,10 2,99 1,07 0,81 0,007 0,11 0,002
Примечание: 1, 6 – образцы с добавлением графита аморфного; 2, 7 – образцы с
добавлением углеродфторсодержащей пыли, 3-5 и 8-10 – образцы с добавлением
углеродфторсодержащей пыли и никеля
Металлографический анализ осуществляли с помощью оптического микроскопа
OLYMP US GX-51. Величину зерна определяли по ГОСТ 5639-82. Балл мартенсита
оценивали при сопоставлении структуры с эталонами соответствующих шкал и размеров игл
мартенсита с данными таблицы № 6 ГОСТ 8233-56. Определение длины игл мартенсита
осуществляли с помощью пакета прикладных программ для металлографических
исследований Siams Photolab 700.
Твердость определяли по методу Роквелла и Виккерса в соответствии с требованиями
ГОСТ 9013-59 и ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости мартенсита проводили на