Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 3. 2017 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 89 швов [15, 16] и повышает производительность процесса сварки и наплавки [16]. Несмотря на достаточное количество работ, посвященных сварке с использованием ВМП различных материалов, данных о сварке и наплавке с ВМП низкоуглеродистых сталей практически не встречается. Таким образом, целью настоящей работы является исследование влияния ВМП на структуру и свойства композиций из низкоуглеродистых сталей, полученных при помощи наплавки под флюсом. Методика экспериментального исследования В качестве материала основы была выбрана низкоуглеродистая конструкционная сталь марки ST-355. Сварочную проволоку KF S2 производства Kjellberg диаметром 3 мм использовали в качестве наплавочного материала. Химический состав стальных пластин и сварочной проволоки представлен в таблице 1. Сварочную проволоку наплавляли под слоем флюса марки KF AB 123 производства Kjellberg (SiO 2 + TiO 2 ; CaO + MgO; Al 2 O 3 ; CaF 2 ) на стальные пластины размерами 300  120 мм и толщиной 10 мм. Наплавку проводили на автоматическом сварочном комплексе KA 2-UP в институте материаловедения (IW) г. Ганновера. Режимы наплавки были следующими: ток дуги – 600 А (с ВМП и без ВМП); напряжение – 32 В; скорость наплавки – 300 мм/мин. Перед наплавкой поверхность стальных заготовок очищали при помощи пескоструйной обработки. Таблица 1 Химические элементы, вес. % Fe C Si Mn P S Cr Ni другие Сталь ST-355 Основа 0.131 0.392 1.38 0.0122 0.0113 0.0179 0.0207 0.2815 Сварочная проволока Основа 0.12 0.7 1.46 0.02 0.04 0.1 0.14 - Для проведения металлографических исследований использовали оптический микроскоп Carl Zeiss AxioObserver Alm. Образцами для структурных исследований выступали поперечные микрошлифы, запрессованные в полимерную матрицу и подготовленные по стандартной методике (шлифование абразивными бумагами и полирование суспензией, содержащей частицы оксида алюминия). Для травления микроструктуры использовали раствор следующего состава: 5 мл HNO 3 и 95 мл этилового спирта. Микротвердость оценивали на микротвердомере Wolpert Group 402MVD при нагрузке 50 г. Испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы проводили по схеме «цилиндрический образец - вращающийся диск». В качестве эталона использовали сталь 45 после отжига. Результаты и обсуждение Макроскопическими исследованиями показано, что глубина проплавления композиций, полученных с ВМП, в 3 раза больше, чем глубина проплавления композиций, полученных без ВМП, и равна, примерно, 16 и 4 мм, соответственно. При этом ширина крупнозернистого участка зоны термического влияния практически не изменяется. Оптической микроскопией выявлено, что полученные композиции состоят из трех зон: наплавленный металл, зона термического влияния и основной металл. Основной металл имеет полосчатую структуру и характеризуется наличием ферритных и перлитных зерен. В