Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 116 МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ Для достижения второй задачи было разрабо- тано устройство, через которое осуществлялось введение наноструктурированных элементов- модификаторов в сварочную ванну. Устройство предназначено для получения смеси Ar с нано- порошком. Оно осуществляет регулирование концентрации частиц нанопорошков в объеме защитного газа, подающегося в зону горения дуги. В устройстве смесь образуется за счет ин- жектирования нанопорошка защитным газом. Для достижения третьей и четвертой задач была произведена наплавка образцов, изготов- ленных из стали 12Х18Н10Т, в среде аргона проволокой 12Х18Н9Т диаметром 1,2 мм с ис- пользованием описанного устройства. В каче- стве элементов-модификаторов использовали нанопорошки оксида Al и вольфрама (W), из- готовленные в Институте физики высоких тех- нологий национально-исследовательского Том- ского политехнического университета. Порошки получены по электровзрывной технологии, кото- рая разработана и реализована в указанном Ин- ституте. Образцы наплавлялись по трем различ- ным вариантам: № 1 – наплавка в среде аргона проволокой сплошного сечения; № 3 – наплавка в среде аргона проволокой сплошного сечения с добавлением W в защитный газ; № 5 – наплавка в среде аргона проволокой сплошного сечения с добавлением Al 2 O 3 в защитный газ. Режимы сварки для всех вариантов одинаковы. На каждом образце для исследования микро- структуры были изготовлены поперечные шли- фы. При изготовлении шлифов использовались механическая шлифовка, механическая поли- ровка на алмазной пасте АСМ 10/7 НВЛ и хими- ческое травление в концентрированной «царской водке» (75 % HCl + 25 % HNO 3 ). Исследование проводилось методом оптической металлогра- а б в Рис. 2. Структура границы сплавления и зоны термического влияния: а – образец № 1; б – образец № 3; в – образец № 5 Рис. 1. Схема расположения мест исследования микроструктуры сварного шва: А – верхний слой наплавленного металла; Б – средний слой наплавленного металла; В – нижний слой наплавленного металла; Г – участок перехода от наплавленного металла к основному; Д – основной металл фии на микроскопе Neophot-21 с записью изо- бражений при помощи цифровой камеры Genius VileaCam. Результаты исследования Анализ исследования показал, что наплав- ленный металл можно разделить на три слоя, структура которых существенно различается. Толщина слоев для разных вариантов различна. На рис. 1 представлена схема расположения мест исследования микроструктуры швов. Обсуждение результатов На рис. 1 точка Г соответствует структуре участка перехода от наплавленного металла к зоне термического влияния и далее к основному металлу (рис. 2). Зона термического влияния во всех образцах четко не выявляется, но имеет одинаковую ши- рину. На границе сплавления происходит плав- ный переход от дендритной структуры наплав-