ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВО

ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗВАРНИХ ШВІВ ТА ПЛАЗМОВИХ ПОКРИТТІВ З ЗАСТОСУВАННЯМ НАНОПОРОШКІВ

Смирнов І.В., Кузнецов В.Д., Чорний А.В., Зіберов М.
Національний технічний університет України «КПІ» (Україна)

Постановка проблеми. Застосування різних технологій зварювання та нанесення захисних покриттів є невід’ємною складовою у галузі суднобудування та судноремонті. Одним з ефективних способів керування структурою, підвищення експлуатаційних властивостей зварювальних швів, наплавлених і напилених покриттів вважається введення в матрицю добавок нанокомпонентів. Серед перспективних для практичного застосування це різноманітні види нанопорошків оксидів, карбідів, нітридів металів, які в широкому асортименті пропонуються закордонними компаніями. Залежно від типу наночастинок, їх морфології, розміру та способу введення в матеріал шва або покриття можна одержувати композиційні матеріали із заданими властивостями.
Аналіз публікацій за темою дослідження. Одним з основних завдань застосування нанопорошків при зварюванні є вибір типів тугоплавких сполук і способів їх введення у зварювальну ванну. Наприклад, у роботі [1] досліджувались процеси лазерного зварювання із застосуванням нанопорошкових інокуляторів ТіN, ТіС, Y2О3, які наносились у вигляді суспензії на поверхню пластин перед зварюванням. У роботі [2] представлений спосіб зварювання із введенням мікрогранул нікелю, що містять нанодисперсні частинки монокарбіду вольфраму в покриття зварювальних електродів. В [3] також зварювання здійснювали плавким електродом з композиційним покриттям, що містить частинки нанопорошку з додатковим захистом зварювальної ванни газовим середовищем. Авторі роботи [4] вводили наночастинки у зварювальну ванну за допомогою порошкового дроту, який безпосередньо підключали до зварювального кола або закладали у розробленні кромки. В наслідок використання даних технології відбувається поліпшення властивостей дуги, підвищення продуктивності процесу зварювання і фізико-механічних властивостей зварних швів.
Сучасний стан досліджень в галузі газотермічних покриттів із застосуванням нанопорошків презентований в роботах [5,6]. Основними перевагами даного підходу є можливість нанесення тонких зносостійких композиційних покриттів з поліпшеними трибологічними характеристиками. За критеріями зносостійкості, задиростійкості та антифрикційності наноструктуровані газотермічні покриття більш ефективніші твердого електролітичного хромування, а за економічними показниками в умовах серійного виробництва та за екологічністю процесу суттєво кращі [7].
Таким чином, основні тенденції та перспективи у створенні нових зварювальних, порошкових матеріалів і покриттів, на думку більшості дослідників, пов'язані з введенням до їх складу наноскладових.
Мета роботи полягала в дослідженні впливу наночастинок оксидів на структуроутворення та експлуатаційні властивостей зварних швів та плазмових покриттів.
Для досягнення поставленої мети були проаналізовані можливі методи введення нанодисперсних тугоплавких порошків у зварювальну ванну та покриття з врахуванням того факту, що при проходженні скрізь високотемпературну зону плазми дуги може відбутися деактивація наночастинок порошку. Для збереження активності, наночастинки необхідно прикріплювати до мікрочастинок, що може бути зроблено за допомогою механохімічної обробки порошкової суміші у спеціальних високоенергонапружених планетарних млинах. Механічна енергія, яка передається порошку під час такій обробці, сприяє утворенню міцних хімічних зв'язків між макро- і наночастинками. Після обробки порошок пресувався і спікався у вигляді стрижнів певного діаметра та довжини, які закладалися у розробленні кромки перед зварюванням. Таким чином в процесі зварювання частинки нанопорошку не проходять скрізь дугу і потрапляють у зварювальну ванну без високотемпературного впливу.
У якості нанопорошків використовували оксиди Al2O3, ТіО2 фракцією 50нм отримані криохімічним методом. Основними перевагами даного методу є можливість одержання гранульованих матеріалів зі строго контрольованим розміром частинок і високим ступенем хімічної однорідності; одержання порошків з високою питомою поверхнею, а також гідрофобних хімічних речовин і матеріалів з високою стабільністю в умовах тривалого збереження.
Процес зварювання здійснювали з застосуванням зварювального апарату АДФ 231 і напівавтомату КП 004В3 у суміші газів 72%Ar+28%CO2. Режими зварювання: струм I = 170–180А, напруга дуги U = 25–27В, швидкість зварювання V = 12,5 м/год., витрати газу 8–9 л/год.
Результати експериментів показали, що у вихідних умовах, без введення нанооксидів, у металі шва формується структура, основними складовими якої є виділення полігонального фериту, голчастого і пластинчастого з упорядкованими та неупорядкованими фазами. Особливістю такої структури є наявність великих грубопластинчастих утворень переважно голчастого фериту (ГФ) по границях зерен. Мікротвердість складових змінюється відповідно від 145 до 187 МПа. Мікроструктура металу шва при введенні нанопорошку оксиду Al2O3 і ТіО2 у кількості 0,5–1об.% має здрібнену дисперсну структуру, яка переважно складається з верхнього бейниту, частково нижнього та голчастого фериту. Мікротвердість складових становить 264–304 МПа [8].
Важливою характеристикою, яка визначає можливість одержання дрібнозернистої мікроструктури з високою часткою ГФ, є кількість включень, які можуть слугувати центрами зародження фериту в сталі. Для оцінки вп

Результаты (русский) 1:

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ NANOPOROŠKÌVИ Смирнов в.в., Кузнецов в.д., черный, а., Zìberov М.Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» (Украина)Постановка задачи. Применение различных технологий сварки и нанесения защитных покрытий является неотъемлемой частью в области судостроения и sudnoremontì. Один из эффективных способов управлять структурой, повышение эксплуатационных свойств сварных соединений, naplavlenih и napilenih покрытия считается введение в добавок nanokomponentìv матрицы. Среди потенциал для практического применения являются различные виды nanoporoškìv оксидов, карбидов, нитридов металлов, который предлагает широкий спектр иностранных компаний. В зависимости от типа наночастиц, их морфологии, размер и метод вхождения в материал шва или обложки вы можете получать композиционные материалы с определенными свойствами.Анализ публикаций по теме исследования. Одна из основных задач приложения nanoporoškìv при сварке является выбор типов тугоплавких соединений и методы их ввода в сварных. Например в работе [1] лазер сварочных процессов были исследованы с использованием nanoporoškovih ìnokulâtorìv Te N, тис, Y2O3, который nanosilis′ в виде суспензии на поверхность плит перед сваркой. В документе [2], представленном путем сварки с mìkrogranul никель содержащих наноразмерные частицы вольфрама monokarbìdu сварочные электроды с покрытием. В [3] также сварка осуществляется plavkim электрод с композитного покрытия, содержащий частицы nanoporošku с дополнительной защиты сварных соединений газовой среды. И исполнителей. работы [4] вводят наночастиц в сварного шва с использованием порошковой проволоки, который непосредственно подключен к сварочной цепи или заложен в развитии края. Вследствие использования информации технология является улучшить свойства процесс дуговой сварки, улучшить производительность и физико механические свойства сварных соединений.Текущее состояние исследований в области газотермические покрытия с использованием nanoporoškìv, представленные в работах [5,6]. Основным преимуществом такого подхода является возможность применения тонких износостойких композиционных покрытий с более tribologìčnimi характеристиками. По критериям прочности, zadirostìjkostì и antifrikcìjnostì nanostrukturovanì gazotermìčnì покрытие более эффективным твердых электролитическое Хромирование и экономических показателей с точки зрения производства и низкой процесс значительно лучше [7].Таким образом основные тенденции и перспективы в создании новых сварочных, порошковых материалов и покрытий, по данным большинства исследователей, связанные с введением их состав nanoskladovih.Целью данной работы было изучить влияние наночастиц оксидов на формирование структуры и эксплуатационные свойства сварных швов и плазменных покрытий.Для досягнення поставленої мети були проаналізовані можливі методи введення нанодисперсних тугоплавких порошків у зварювальну ванну та покриття з врахуванням того факту, що при проходженні скрізь високотемпературну зону плазми дуги може відбутися деактивація наночастинок порошку. Для збереження активності, наночастинки необхідно прикріплювати до мікрочастинок, що може бути зроблено за допомогою механохімічної обробки порошкової суміші у спеціальних високоенергонапружених планетарних млинах. Механічна енергія, яка передається порошку під час такій обробці, сприяє утворенню міцних хімічних зв'язків між макро- і наночастинками. Після обробки порошок пресувався і спікався у вигляді стрижнів певного діаметра та довжини, які закладалися у розробленні кромки перед зварюванням. Таким чином в процесі зварювання частинки нанопорошку не проходять скрізь дугу і потрапляють у зварювальну ванну без високотемпературного впливу.Как nanoporoškìv оксиды Al2O3, разрешить фракции Начинать 50nm производный метод kriohìmìčnim. Основным преимуществом этого метода является способность производить гранулированные материалы с размером частиц строго контролируемых и высокой степенью химической однородности; Получение порошков с высоким конкретной поверхности, а также ниже в химических веществ и материалов с высокой стабильностью в условиях длительного хранения.Процесс сварки осуществляется с использованием сварки машина 231 АДФ и napìvavtomatu CP 004V3 в газовых смесях 72% Ar + 28% CO2. Режимов сварки: текущий я = 170 – 180, дуговое напряжение U = 25-27 в скорость сварки V = 12,5 м/ч, стоимость газа 8-9 л/ч.Результаты экспериментов показали, что начальные условия, без введения nanooksidìv в металл шва образуется структура, основные компоненты которых являются игольчатого феррита, организовать извлечение и плита с и neuporâdkovanimi фазы. Особенностью такой структуры является наличие больших gruboplastinčastih образований главным образом игольчатого феррита (GF) в рамках зерна. Микротвердость компонентов соответственно колеблется от 145 до 187 МПа. Микроструктура металла сварного шва при вводе nanoporošku оксид Al2O3 и разрешить в размере 0.5 – 1ob.% разгромил dispersnu структуру, которая в основном состоит из верхнего bejnitu, Нижняя часть и игольчатого феррита. Микротвердость составляющих-264-304 МПа [8].Важной характеристикой, которая определяет возможность получения мелкозернистой микроструктурой с высоким процентом GF является количество включений, которые могут служить в качестве центров происхождения феррита в стали. Для оценки ВП

Результаты (русский) 2:

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СВАРНЫХ ШВОВ И ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ нанопорошков Смирнов И.В., Кузнецов В.Д., Черный А.В., Зиберова М. Национальный технический университет Украины «КПИ» (Украина) Постановка проблемы. Применение различных технологий сварки и нанесения защитных покрытий является неотъемлемой составляющей в области судостроения и судоремонте. Одним из эффективных способов управления структурой, повышение эксплуатационных свойств сварных швов, наплавленных и напыленных покрытий считается введение в матрицу добавок нанокомпонентов. Среди перспективных для практического применения это виды нанопорошков оксидов, карбидов, нитридов металлов, в широком ассортименте предлагаются зарубежными компаниями. В зависимости от типа наночастиц, их морфологии, размера и способа введения в материал шва или покрытия можно получать композиционные материалы с заданными свойствами. Анализ публикаций по теме исследования. Одной из основных задач применения нанопорошков при сварке является выбор типов тугоплавких соединений и способов их введения в сварочную ванну. Например, в работе [1] исследовались процессы лазерного сварки нанопорошкових инокуляторив ТиN, ТиС, Y2О3, которые наносились в виде суспензии на поверхность пластин перед сваркой. В работе [2] представлен способ сварки с введением микрогранул никеля, содержащие нанодисперсные частицы монокарбида вольфрама в покрытие сварочных электродов. В [3] также сварки осуществляли плавящимся электродом с композиционным покрытием, содержащим частицы нанопорошка с дополнительной защитой сварочной ванны газовой средой. Авторе работы [4] вводили наночастицы в сварочную ванну с помощью порошковой проволоки, непосредственно подключали к сварочной цепи или закладывали в разработке кромки. Вследствие использования данных технологии происходит улучшение свойств дуги, повышение производительности процесса сварки и физико-механических свойств сварных швов. Современное состояние исследований в области газотермических покрытий с применением нанопорошков представлен в работах [5,6]. Основными преимуществами данного подхода является возможность нанесения тонких износостойких композиционных покрытий с улучшенными трибологических характеристик. По критериям износостойкости, задиростийкости и антифрикцийности наноструктурированные газотермические покрытия более эффективные твердого электролитического хромирования, а по экономическим показателям в условиях серийного производства и по экологичности процесса существенно лучшие [7]. Таким образом, основные тенденции и перспективы в создании новых сварочных порошковых материалов и покрытий , по мнению большинства исследователей, связанные с введением в их состав наноскладових. Цель работы заключалась в исследовании влияния наночастиц оксидов на структурообразование и эксплуатационные свойства сварных швов и плазменных покрытий. Для достижения поставленной цели были проанализированы возможные методы введения нанодисперсных тугоплавких порошков в сварочную ванну и покрытия с учетом того факта, что при прохождении везде высокотемпературную зону плазмы дуги может произойти отключение наночастиц порошка. Для сохранения активности, наночастицы необходимо прикреплять к микрочастиц, что может быть сделано с помощью механохимической обработки порошковой смеси в специальных високоенергонапружених планетарных мельницах. Механическая энергия, которая передается порошка при такой обработке, способствует образованию прочных химических связей между макро- и наночастицами. После обработки порошок пресувався и спикався в виде стержней определенного диаметра и длины, которые закладывались в разработке кромки перед сваркой. Таким образом в процессе сварки частицы нанопорошка не проходят везде дугу и попадают в сварочную ванну без высокотемпературного воздействия. В качестве нанопорошков использовали оксиды Al2O3, TiO 2 фракцией 50 нм полученные криохимичним методом. Основными преимуществами данного метода является возможность получения гранулированных материалов со строго контролируемым размером частиц и высокой степенью химической однородности; получения порошков с высокой удельной поверхностью, а также гидрофобных химических веществ и материалов с высокой стабильностью в условиях длительного хранения. Процесс сварки осуществляли с применением сварочного аппарата АДФ 231 и полуавтомата КП 004В3 в смеси газов 72% Ar + 28% CO2. Режимы сварки: ток I = 170-180, напряжение дуги U = 25-27В, скорость сварки V = 12,5 м / ч., Расход газа 8-9 л / ч. Результаты экспериментов показали, что в исходных условиях, без введения нанооксидов, в металле шва формируется структура, основными составляющими которой является выделение полигонального феррита, игольчатого и пластинчатого с благоустроенными и неупорядоченными фазами. Особенностью такой структуры является наличие больших грубопластинчастих образований преимущественно игольчатого феррита (ГФ) по границам зерен. Микротвердость составляющих изменяется соответственно от 145 до 187 МПа. Микроструктура металла шва при введении нанопорошка оксида Al2O3 и TiO 2 в количестве 0,5-1об.% Имеет измельченную дисперсную структуру, в основном состоит из верхнего бейнита, частично нижнего и игольчатого феррита. Микротвердость составляющих составляет 264-304 МПа [8]. Важной характеристикой, определяющей возможность получения мелкозернистой микроструктуры с высокой долей ГФ, является количество включений, которые могут служить центрами зарождения феррита в стали. Для оценки оп

Результаты (русский) 3:

Увеличение числа оперативных атрибутов ZVARNIKH SHVIV и PLAZMOVIKH POKRITTIV с администрацией NANOPOROSHKIV

Смирнов I. V. , Кузнецов V. D. , черный A. V. , Ziberov M.
национального технического университета Украины "KPI" (Украина) в прошлом месяцеПроблема параметр имеет значение. Администрации различных технологий сварки и молитвенников nanesennya pokrittiv является неоспоримым композитный в области sudnobuduvannya и sudnoremonti. Один из эффективных способов манипуляции, структура ,