Search

The paper presents a study of the effect of adding Mo and MoS2 on the microstructure and properties of a powder coating based on austenitic steels. The coatings have been studied using X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), a Vickers hardness tester, and abrasion wear resistance has been determined by the Pin on disk method. The results show that a coating that does not contain Mo and MoS2 consists of the phases g(Fe), M7(C, B)3 and (Fe, Cr)2B. The addition of Mo and MoS2 leads to the formation of phases M23(C, B)6, Mo2(B, C) and Fe3Mo3(C, B), where M = Fe, Cr, Mo. The main goal of these studies was to study characteristics of Mo and MoS2 distribution and the effect of their addition on the microstructure, hardness, and abrasion wear resistance of an alloy coating based on austenitic steels. Composite materials based on austenitic steels obtained by diffusion alloying (Aus0Mo), which has a nearly spherical shape with a diameter of 50–100 μm, have been used for deposition. 3–7 wt. % of Mo powder and 1.0–1.5 wt. % of MoS2 powder with a diameter less than 50 μm have been added in the powder of the composite material based on austenitic steels (Aus3Mo, Aus5Mo, Aus7Mo). Surfacing methods, including gas arc welding with a tungsten electrode, arc welding in shielding gas, plasma surfacing (PTA) and laser surfacing are widely used in industry to increase wear resistance of surfaces. The most important differences between these methods are deposition rate, applicability of materials, substrate dilution, microstructure and hardness stability after exposure to high temperatures, as well as manufacturing cost. Among the methods described above, plasma spraying followed by fusion is a good alternative to other surfacing processes. The coating should not be overheated until it is completely melted, since in this case the primary crystals of chromium carbides and borides pass into a liquid solution and upon subsequent crystallization, form a coarser structure, worsening the quality of the coating. This is precisely what does not occur during plasma spraying followed by reflow; in addition, the method is cheap, coatings are of high quality, competitive wear resistance and high stability of properties at high temperature.

The article analyzes the conventional and new methods and control systems for electrode wire feeding in the arc welding and surfacing equipment. Special attention is paid to the feed rate control (stabilization) systems. The major part of the paper considers pulsed and oscillatory feed systems. They allow obtaining a number of technological effects that significantly improve the quality of the welded joint and expand the scope of application of the mechanized equipment, including the spheres of manufacture and repair in shipbuilding and ocean engineering. It is shown that advanced technical means allow solving virtually any technical problem related to control of the electrode metal transfer., Представлен анализ традиционных и новых способов и систем управления подачей электродной проволоки в оборудовании для дуговой сварки и наплавки, особое внимание уделено системам регулирования (стабилизации) скорости подачи. Значительная часть работы посвящена импульсным и колебательным системам подачи, позволяющим получить ряд технологических эффектов, существенно повышающих качество сварного соединения и расширяющих сферу применения механизированного оборудования, в том числе при изготовлении и ремонте объектов судостроения и океанотехники. Показано, что современные технические средства дают возможность решить практически любые технические задачи, связанные с управлением переносом электродного металла., Подано аналіз традиційних і нових способів і систем управління подачею електродного дроту в обладнанні для дугового зварювання й наплавлення, особливу увагу приділено системам регулювання (стабілізації) швидкості подачі. Значну частину роботи присвячено імпульсним і коливальним системам подачі, що дозволяють отримати ряд технологічних ефектів, які істотно підвищують якість зварного з’єднання й розширюють сферу застосування механізованого устаткування, у тому числі при виготовленні та ремонті об’єктів суднобудування та океанотехніки. Показано, що сучасні технічні засоби дають можливість вирішити практично будь-які технічні завдання, пов’язані з управлінням перенесенням електродного металу.

Термообработанные конструкционные хладостойкие стали с содержанием никеля до 9% считаются наиболее подходящим по своим стоимостным показателям материалом для изготовления элементов криогенных систем в различных сегментах энергетического машиностроения. Данный тип сталей характеризуется высокими прочностными показателями в сочетании с высокими значениями ударной вязкости при температурах эксплуатации до -196 0C. Для сварки хладостойких никельсодержащих сталей рекомендованы, и в настоящее время широко используются присадочные материалы на основе никеля. Основной проблемой этого выбора является снижение предела текучести металла сварного шва, которое компенсируется за счет увеличения толщины стенки изделия. Присадочные материалы на никелевой основе относительно дороги и необходимы в большом количестве для заполнения разделок под многопроходную сварку. Эти факторы значительно увеличивают затраты при изготовлении крупногабаритных толстостенных изделий, как например резервуаров для хранения сжиженного природного газа. По этим причинам, освоение новых сварочных технологий представляет большой экономический интерес. Значительный потенциал предлагают методы сварки, основанные на применении современных высокомощных оптоволоконных лазеров. Лазерный луч приводит к возникновению гораздо меньшей зоны плавления по сравнению с традиционными, дуговыми процессами. При этом уменьшается тепловая нагрузка на основной металл. Металл шва по своему химическому составу и прочностным свойствам приближается к основному металлу. Форма разделки под лазерную сварку толстостенных изделий подразумевает наличие высокого притупления проплавляемого за один проход, что позволяет значительно сократить количество присадочного материала, необходимого для заполнения разделки. До настоящего времени подробные исследования относительно применения лазерных технологий для сварки хладостойкой никельсодержащей стали не были проведены. В настоящей работе рассмотрены особенности формирования сварного шва при лазерной и гибридной лазерно-дуговой сварке листов хладостойкой никельсодержащей стали толщиной 11,5 мм. Рекомендованы параметры процесса, обеспечивающие стабильное проплавление стыка и равномерное формирование корня шва. С помощью электроннозондового микроанализа определена глубина проникновения и исследован характер распределения присадочной проволоки в узком гибридном лазерно-дуговом шве. Испытания на разрыв не выявили снижения прочностных свойств как лазерных, так и гибридных лазерно-дуговых швов. Разрушение испытанных образцов происходит по основному металлу вдали от сварного шва., Heat treated 9%Ni steel is considered the most suitable and economic material for construction of large-size liquefied natural gas (LNG) storage tanks which operate at cryogenic temperatures (-196°C). Strength above 700 MPa as well as a minimum impact value of 60 J are required to ensure reliable operation of the LNG tanks at operating temperature. Conventional arc welding processes, including shielded metal arc welding, gas metal arc welding, gas tungsten arc welding and submerged arc welding, are currently used in construction of LNG tanks. Ni based filler wire is the preferred filler metal of choice in LNG tank construction. The main problem with this choice is the lower mechanical properties, particularly tensile strength of the weld metal. To compensate, the wall thickness needs to be excessively thick to ensure the strength of the welded structures. Ni based filler material is expensive and a large quantity is needed to fill the multi-pass weld grooves. These factors significantly add to the cost in the fabrication of LNG storage tanks. For these reasons, exploration of new welding technologies is a priority. A big potential can be seen in laser based welding techniques. Laser beam welding results in much smaller fusion zone with chemical composition and mechanical properties similar to that of the base material. Laser welding is a much faster process and allows for a joint geometry which requires less filler material and fewer welding passes. The advantages of laser welding can help to overcome the problems pointed out above. Trials of autogenous laser welding, laser cold-wire welding and hybrid laser-arc welding conducted on the 9%Ni steel are presented in this paper. Chemical composition of the weld metal as well as effects of welding parameters on the weld formation, microstructure and tensile strength is discussed. Filler wire penetration depth as well as character of its distribution in the narrow laser welds was examined using EPMA electron probe microanalysis.