Peculiar features of metallurgical processes at plasma-arc spraying of coatings, made of steel wire with powder fillers B4C and B4C+ZrO2
DOI:
https://doi.org/10.31498/2225-6733.32.2016.83732Keywords:
plasma-arc spraying, cored wire, carbide filler, nanocrystalline additive, phase transformations, hardening of coatings, borides and iron borocementite, micro-hardnessAbstract
The interaction of metallurgical processes occurring in plasma-arc spraying between the steel shell and the carbide fillers of B4C and B4C cored wires with the addition of nanocrystalline ZrO2 powder has been analyzed. Iron-boron compounds alloyed with carbon are formed in ingots as a result of ferritiс coating of wire interacrion with fillers while the ferritic matrix contains boride and carboboride eutectics. Average microhardness of the carboboride compounds and the matrix is high – 17,78; 16,40 and 8,69; 9,95 GPa for the ingots with с B4C and B4C+ZrO2 respectively. The best quality coatings with low porosity (~1%), lamellar structure consisting of ferrite matrix reinforced with dispersed Fe borides, were obtained at a higher heat input (plasmatron current 240-250 A). The average amount of oxides in the coatings makes 15%. 0,5% addition of nanopowder ZrO2 accelerates dispersed iron-boron compounds forming, promotes their uniform distribution in the structure and improves coating microhardness up to 7,0 GPa. Application of the differential thermal analysis method to simulate the interaction processes between the steel shell and the filler during the heating of wire in the shielding gas makes it possible to promote formation of new phases (borides and carboborides of iron) and to predict the phase composition of the coatingsReferences
Харламов Ю.А. Газотермическое напыление покрытий и экологичность производства, эксплуатации и ремонта машин / Ю.А. Харламов // Тяжелое машиностроение. – 2000. – № 2. – С. 10-13.
От дозвукового к сверхзвуковому напылению покрытий при восстановлении и уп-рочнении деталей машин (обзор) // В.Н. Хромов [и др.] // Сварочное производство. – 2001. – № 2. – С. 39-47.
Нагрев и плавление проволоки-анода при плазменно-дуговом напылении / М.Ю. Харламов, [и др.] // Автоматическая сварка. – 2011. – № 5. – С. 5-11.
Математическая модель дуговой плазмы, генерируемой плазмотроном с проволокой-анодом / М.Ю. Харламов [и др.] // Автоматическая сварка. – № 12. – 2007. – С. 15-20.
Вилаге Б. Особенности газотермического напыления покрытий порошковыми про-волоками (Обзор) / Б. Вилаге, К. Руппрехт, А. Похмурская // Автоматическая сварка. – 2011. – № 10. – С. 26-30.
Thermisches Spritzen – Potenziale, Entwicklungen, Maerkte / B. Wielage [et al.] // Thermal Spray Bulletin 1. – DVS Verlag. – 2008. – P. 30-36.
Петров С.В. Плазменное газовоздушное напыление / С.В. Петров, И.Н. Карп. – Киев : Наукова думка, 1993. – 495 с.
Кудинов В.В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование / В.В. Кудинов, Г.В. Бобров. – М. : Металлургия, 1992. – 432 с.
Формирование пленки жидкого металла на торце проволочного анода при плазменно-дуговом напылении / М.Ю. Харламов [и др.] // Автоматическая сварка. – 2011. – № 2. – С. 3-8.
Порошковые проволоки серии ФМИ для электродугового напыления покрытий (Обзор) / В.И. Похмурский [и др.] // Автоматическая сварка. – 2011. – № 9. – С. 52-57.
Борисов Ю.С. Структура и свойства газотермических покрытий, полученных с использованием порошковых проволок системы Fe–Cr–B, Fe–Cr–B–C / Ю.С. Борисов, И.А. Козьяков, В.Н. Коржик // Автоматическая сварка. – 1996. – № 5. – С. 21-24.
Белянчиков Л.Н. Современные наноматериалы и нанотехнологии – ключ к тех-ническому прогрессу / Л.Н. Белянчиков // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2002. – № 11. – С. 39-47.
Наноструктурные и нанокомпозитные сверхтвердые покрытия / А.Д. Коротаев [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2005. – Т. 8, № 5. – С. 103-116.
Исследование межфазного взаимодействия ферротитана с карбидом бора в по-рошковых смесях для нанесения газотермических покрытий / Г.М. Григоренко [и др.] // Современная электрометаллургия. – 2003. – №1. – С. 28-31.
Коржик В.Н. Механизированная линия PLAZER 30PL-W для плазменно-дугового проволочного напыления покрытий / В.Н. Коржик, М.Ф. Короб // Сварщик. – 2012. – № 4(86). – С. 13-16.
Григоренко Г.М. Особенности металлургических процессов при плазменно-дуговом напылении покрытий, полученных из стальной проволоки с порошковыми наполнителями WC и WC–Co / Г.М. Григоренко, Л.И. Адеева, А.Ю. Туник // Совре-менная электрометаллургия. – 2015. – № 4. – С. 14-24.
Downloads
How to Cite
Issue
Section
License
The journal «Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences» is published under the CC BY license (Attribution License).
This license allows for the distribution, editing, modification, and use of the work as a basis for derivative works, even for commercial purposes, provided that proper attribution is given. It is the most flexible of all available licenses and is recommended for maximum dissemination and use of non-restricted materials.
Authors who publish in this journal agree to the following terms:
1. Authors retain the copyright of their work and grant the journal the right of first publication under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). This license allows others to freely distribute the published work, provided that proper attribution is given to the original authors and the first publication of the work in this journal is acknowledged.
2. Authors are allowed to enter into separate, additional agreements for non-exclusive distribution of the work in the same form as published in this journal (e.g., depositing it in an institutional repository or including it in a monograph), provided that a reference to the first publication in this journal is maintained.
