resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)resar-644Research ArticleМеталлургия и материаловедение. МатериаловедениеMetallurgy and materials science. Materials scienceОценка содержания корунда в износостойком покрытии, полученном электродуговой металлизацией порошковой проволоки с тугоплавкими добавкамиAssessment of the Content of Corundum in Wear Resistant Coatings Obtained by Arc Metallization with Cored WiresБорисоваМария ЗахаровнаBorisovaMaria Zakharovna

БОРИСОВА Мария Захаровна – к.т.н., с.н.с.

mz_borisova@yahoo.comСтручковНиколай ФедоровичStruchkovNikolay Fedorovich

СТРУЧКОВ Николай Федорович – к.т.н., с.н.с.

mz_borisova@yahoo.comВинокуровГеннадий ГеоргиевичVinokurovGennadiy Georgievich

ВИНОКУРОВ Геннадий Георгиевич – к.т.н., в.н.с.

mz_borisova@yahoo.comИнститут физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАНРоссияLarionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RASRussian Federation2017220120252227075Copyright © Борисова М.З., Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г., 20252025Борисова М.З., Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г.Borisova M.Z., Struchkov N.F., Vinokurov G.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/644

Приведены результаты изучения структуры упрочненного покрытия, полученного методом электродуговой металлизации порошковой проволоки с тугоплавкими модифицирующими добавками α-Al2O3 разработки Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН. Проведены анализ состояния и оценка содержания корунда в износостойких покрытиях. Известно, что покрытия из порошковых проволок характеризуются высокой степенью неоднородности структуры, выделениями избыточных дисперсных и коагулированных фаз, слоистым строением и пористостью. Поэтому остается актуальным вопрос изучения состояния модифицирующих частиц в покрытии с учетом особенностей технологии электродуговой металлизации, для которой свойственна высокая температура дуги, которая может достигать нескольких тысяч градусов, что в свою очередь приводит к выгоранию легирующих элементов. Так как структура покрытий в значительной степени определяет как физико-механические, так и эксплуатационные свойства, то количественный анализ доли тугоплавких включений в покрытиях является актуальной научнопрактической проблемой. В работе проведен металлографический и микрорентгеноспектральный количественный анализ макроструктуры износостойкого покрытия и определена доля включений αAl2O3. Установлено удовлетворительное согласие экспериментальных данных содержания корунда, полученных количественным микрорентгеноспектральным анализом ~10,88%, с данными, полученными различными аналитическими методами металлографии: линейным методом сечений ~10,7% и планиметрическим способом с обработкой в MathCad ~12,2%. Цель настоящей работы – выявление характеристик заполнения порошковой проволоки и содержания включений корунда (α-Al2O3) в структуре износостойкого модифицированного покрытия.

The results of studying the structure of the hardened coating obtained by electric arc metallization using cored wire with a refractory modifying additives α-Al2O3 elaborated in the Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North of SB RAS (Yakutsk). The analysis of corundum state and content in the wear-resistant coatings is carried out. It is known that coatings of flux-cored wires are characterized by a high degree of heterogeneity of the structure, the exuding of excessive particulate and coagulated phases, layered structure and porosity. Therefore, it remains a topical issue of studying the state of the modifier particles in a coating with taking into account the features of the technology of electric arc metallization, which is characterized by high temperature arc that can reach several thousand degrees, which in turn leads to burnout of alloying elements. Since the structure of coatings largely determines physical-mechanical and operational properties, a quantitative analysis of the fraction of refractory inclusions in the coatings is an important scientific and practical problem. In the work the metallographic and electron microprobe quantitative analysis of the macrostructure of wear-resistant coatings is presented and the proportion of inclusions of α-Al2O3 is determined. Established a satisfactory agreement of the experimental data of the content of corundum, found by quantitative electron microprobe analysis ~10.88 per cent, with the data obtained by different analytical methods of metallography: a linear method of sections ~10.7 % and planimetric method with the processing in MathCad ~12.2 %. The aim of this work is to identify the characteristics of the fill of a cored wire and contents of inclusions of corundum (α-Al2O3) in the structure of a modified wear-resistant coating.

электродуговая металлизацияпорошковые проволокиизносостойкие покрытиямодифицированиеструктуракорундelectric arc metallizationcored wirewear-resistant coatingmodificationstructurecorundumReferencesХасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990. 408 c.Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990. 408 c.Тушинский Л.И., Плохов А.В. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: Наука, 1986. 200 с.Тушинский Л.И., Плохов А.В. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: Наука, 1986. 200 с.Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1991. 432 с.Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1991. 432 с.Чуфистов О.Е., Демин С.Б., Чуфистов Е.А. Микродуговое оксидирование деталей из алюминиевых сплавов в растворах с мелкодисперсным корундом // Упрочняющие технологии покрытия. 2010. №1. С. 16–21.Чуфистов О.Е., Демин С.Б., Чуфистов Е.А. Микродуговое оксидирование деталей из алюминиевых сплавов в растворах с мелкодисперсным корундом // Упрочняющие технологии покрытия. 2010. №1. С. 16–21.Коржик В.Н., Борисова А.Л., Гордань Г.Н. и др. Особенности структуры покрытий из порошковой проволоки системы Fe-Cr-Al, полученных в условиях сверхзвуковой металлизации // Автоматическая сварка. 2010. №2. С. 33–38.Коржик В.Н., Борисова А.Л., Гордань Г.Н. и др. Особенности структуры покрытий из порошковой проволоки системы Fe-Cr-Al, полученных в условиях сверхзвуковой металлизации // Автоматическая сварка. 2010. №2. С. 33–38.Коробов Ю.С., Филиппов М.А., Табатчиков А.С. и др. Порошковые проволоки Fe-Cr-Al для дуговой металлизации жаростойких покрытий // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2015. Т. 15, №1. С. 81–84.Коробов Ю.С., Филиппов М.А., Табатчиков А.С. и др. Порошковые проволоки Fe-Cr-Al для дуговой металлизации жаростойких покрытий // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2015. Т. 15, №1. С. 81–84.Korzhik V.N., Borisova A.L., Gordan G.N et al. Peculiarities of structure of coatings of Fe-Cr-Al system flux-cored wire produced under conditions of supersonic electric arc metallization // The Paton welding journal. 2014. №2. P. 31–36.Korzhik V.N., Borisova A.L., Gordan G.N et al. Peculiarities of structure of coatings of Fe-Cr-Al system flux-cored wire produced under conditions of supersonic electric arc metallization // The Paton welding journal. 2014. №2. P. 31–36.Патент РФ 2048273. Порошковая проволока для получения покрытий / Н.П. Болотина, С.Е. Милохин, В.П. Ларионов, В.Г. Шевченко, А.В. Виноградов. Опубл. 20.11.1995.Патент РФ 2048273. Порошковая проволока для получения покрытий / Н.П. Болотина, С.Е. Милохин, В.П. Ларионов, В.Г. Шевченко, А.В. Виноградов. Опубл. 20.11.1995.Смирнов А.Н., Князьков К.В., Радченко М.В.и др. Структурно-фазовое состояние и поля внутренних напряжений в износостойких покрытиях, модифицированных наноразмерными частицами Al2O3 // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012.Смирнов А.Н., Князьков К.В., Радченко М.В.и др. Структурно-фазовое состояние и поля внутренних напряжений в износостойких покрытиях, модифицированных наноразмерными частицами Al2O3 // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012.№4. С. 106–111.№4. С. 106–111.Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Яковлева С.П. Состав, структура и свойства газотермических покрытий из порошковых проволок и их влияние на процессы изнашивания при трении скольжения // Физическая мезомеханика. 2007. №4. С. 97–105.Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Яковлева С.П. Состав, структура и свойства газотермических покрытий из порошковых проволок и их влияние на процессы изнашивания при трении скольжения // Физическая мезомеханика. 2007. №4. С. 97–105.Томилин А.В. Основные соотношения геометрического структурного анализа // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. №4. С. 97–101.Томилин А.В. Основные соотношения геометрического структурного анализа // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. №4. С. 97–101.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.