РОЗРОБЛЕННЯ ЗНОСО- ТА УДАРОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ СИСТЕМИ Fe-Ti-Mn-C ДЛЯ НАФТОГАЗОВОГО ОБЛАДНАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9973-2018-4(69)-50-56Анотація
Наведено результати досліджень зі створення зносостійких покриттів на робочих поверхнях обладнання та інструменту, що працює в умовах інтенсивного абразивного зношування. Основою для створення покриттів слугувала високомарганцева сталь із високою здатністю до деформаційного зміцнення, легована карбідами титану. Покриття наносили шляхом електродугового наплавлення порошковими електродами, шихта яких складалась із феросилікомарганцю, порошку титану, графіту та компонентів, які забезпечують захист дуги від дії атмосфери. Структура розроблених покриттів складається із марганцевого аустеніту та дисперсних включень карбіду титану розмірами ~ 1 мкм. Твердість за методом Роквелла вимірювали на твердомірі ТК-2 (ГОСТ 3882-74) втискуванням алмазного конуса при навантаженні ~ 150 Н (шкала С). Перед вимірюванням твердості проводилось деформування поверхневого наплавленого шару із використанням твердоміру ТШ-2. При цьому як індентор використовувалась твердосплавна кулька діаметром 10 мм, виготовлена за ГОСТ 3722-81. Зусилля втискування становило 3000 кг. Твердість вимірювалась як у лунці, так і поза нею. За різницею твердості розраховували ступінь наклепу. Розроблені покриття характеризуються здатністю до деформаційного зміцнення в умовах пластичної деформації. При цьому встановлено, що твердість деформованих покриттів перевищує твердість покриттів у вихідному стані на понад 57 %. Експериментальні дослідження абразивної зносостійкості за умов тертя по закріпленому абразиву проводились шляхом порівняння розроблених покриттів та серійних матеріалів для наплавлення. Результати порівняння абразивної зносостійкості показали, що розроблені покриття характеризуються зносостійкістю, майже удвічі вищою порівняно із серійними високохромистими сплавами для наплавлення. Зносостійкість покриттів за умов аероабразивної ерозії проводились із використанням відцентрового прискорювача Клейса у середовищі кварцового піску за кутів атаки 30°, 60° та 90°. Результати випробовувань показали, що найвища зносостійкість у розроблених покриттів за кута атаки, рівному 90°. Аналіз поверхні покриттів проведений методом електронної мікроскопії показав відсутність слідів крихкого руйнування. Отже, розроблені покриття можуть бути застосовані для підвищення довговічності робочих поверхонь нафтогазового обладнання, яке працює в умовах абразивного зношування.
Завантаження
Посилання
2 Развитие технологий добычи, обогащения и переработки титанового сырья в мире и Украине / Т. А. Олейник, Т. П. Гурьянова, Г. А. Колобов та ін. // Наукові праці Запорізької державної академії. – 2010. – № 22. – С. 23-29.
3 Вашуль Х. Практическая металлография. Методы изготовления образцов: монографія / Х. Вашуль. – Москва: Металлургия, 1988. – 320 с.
4 ImageJ: Image Processing and Analysis in Java. – Режим доступу: http://rsbweb.nih.gov/ij
5 Присяжнюк П. М. Триботехнічні властивості карбідосталі NbC-сталь Гадфільда / П. М. Присяжнюк, М. Й. Бурда // Проблеми трибології. – 2014. – № 1. – С. 88-94.
6 Криль Я.А. Структуроутворення та властивості керметів NbC - сталь Гадфільда / Я.А. Криль, П.М. Присяжнюк // Сверхтвердые материалы. – 2013. – № 5. – С. 49-55.
7 Присяжнюк П. М. Розрахунок фазової рівноваги у системі NbC – марганцева сталь для розробки карбідосталей / П. М. Присяжнюк // Фізика і хімія твердого тіла. – 2014. – № 3. – С. 575-578.
8 Присяжнюк П.М. Формування структури керметів Cr3C2–МНМц 60-20-20 / П.М. Присяжнюк, Т. Шіхаб, В.Г. Панчук // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2016. – №52(2). – С. 43-47.
9 Lutsak D. Development of a Method and an Apparatus for Tribotechnical Tests of Materials Under Loose Abrasive Friction / D. Lutsak, P. Prysyazhnyuk, M. Burda, V. Aulin // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – No 7(83). – 2016. – С. 19-26.
10 Lutsak D. L. Formation of Structure and Properties of Composite Coatings TiB2-TiC-Steel Obtained by Overlapping of Electric-Arc Surfacing and Self-Propagating High-Temperature Synthesis // D. L. Lutsak, P. M. Prysyazhnyuk, M. O. Karpash, V. M. Pylypiv, V. O. Kotsyubynsky // Metallofiz. Noveishie Tekhnol. – 2016. – Т. 38, №9. – С. 1265-1278.
.png)
