Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 27 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В качестве защитных покрытий использовали цинкование трех видов: гальваническое (ГВЦ), термодиффузионное (ТДЦ) и горячее (ГЦ). Цинковые покрытия наносили на муфты НКТ условного диаметра 60 мм и образцы-свидетели (25×10×10 мм), вырезанные без нагрева из пяти заготовок муфт. Горячее цинкование проводи- ли на предприятии ОАО «Уралэлектромедь» (УГМК) при температуре расплава 450°С в ван- не объемом 72 м 3 . Состав ванны: Zn – 98 %, Pb – 0,56 %, Al – 0,003 %, Ni – 0,006 %. При- меси: Fe < 0,025 %, Cd < 0,0012, Sn < 0,001 %, Cu < 0,01 %. Термодиффузионное цинкование в порошко- вых смесях осуществляли в условиях «Финиш- ного центра» цеха № 4 ОАО «Первоуральский новотрубный завод» (Группа ЧТПЗ). Процесс термодиффузионного цинкования проводили при температуре 380–420°C в атмосфере азо- та (остаточное давление воздуха cоставляло 0,1 атм.) при реверсивном движении печи в на- клонном положении (5–10° к горизонту) в те- чение 3,5–4 часов. Состав насыщающей смеси: модифицированный порошок цинка (99 % Zn) с размером частиц цинка 10–60 мкм и удельной поверхностью ≤ 0,8 м 2 /г. Гальваническое покрытие было выполнено на ОАО «Уральский завод тяжелого машино- строения» (Машиностроительная корпора- ция) и проходило в два этапа: пескоструйная обработка поверхности для улучшения адге- зии цинка и цинкование в ванне с электроли- том, состоящим из 200 г сернокислого цинка, 50 г сернокислого аммония, 15 г уксуснокис- лого натрия и 1000 г воды. Рабочая темпера- тура электролита составляла 20 °C, плотность тока – 1,5 А/дм 2 . Цинковый электрод (катод) и защищаемый металл (анод) подключали к внешнему источнику тока. На рис. 1 показаны муфты резьбового соединения НКТ после го- рячего, гальванического и термодиффузионно- го цинкования. Оценка толщины покрытия проводилась методом неразрушающего контроля по ГОСТ 9.302-88 с помощью прибора «Константа К5», работа которого основана на методе вихревых Т а б л и ц а 1 Химический состав исследуемых сталей Материал Марочный состав сталей, масс.% Номер режима ТО Марка стали C Si Mn Cr V Ni Cu S P 1 30Г2 0,28 0,25 1,70 0,15 – 0,10 0,06 0,037 0,035 2 37Г2Ф 0,35 0,28 1,52 0,22 0,15 0,20 0,01 0,035 0,032 3 45 0,46 0,22 0,72 0,21 – 0,11 0,02 0,030 0,040 4 30Г2 0,29 0,26 1,67 0,12 – 0,13 – 0,040 0,030 5 37Г2С 0,37 0,89 1,45 0,10 – 0,10 0,03 0,035 0,030 Т а б л и ц а 2 Режимы термообработки и механические свойства сталей Материал Режим термообработки Группа прочности Механические свойства Номер режима ТО Марка стали σ В , МПа σ Т , МПа δ,% ψ, % KCU, Дж/см 2 1 30Г2 Закалка от 850°C, 40 мин, вода; отпуск 500°C, 80 мин М 960 880 14 60 50 2 37Г2Ф С прокатного нагрева (1280-1180 ° С); без ТО Е 705 650 16 60 30 3 45 С прокатного нагрева (1280-1180 ° С); без ТО Д 660 420 17 66 35 4 30Г2 Закалка 900°C, 50 мин, вода; отпуск 550°C, 60 мин Л 800 740 14 65 55 5 37Г2С С прокатного нагрева(1280-1180 ° С); без ТО К 700 640 16 60 40