СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОХРОМИСТОГО ЧУГУНА И НАПЛАВОК

Аннотация

Высокохромистые чугуны находят применение в горнодобывающей, металлургической и нефте-химической промышленности. Наплавку высокохромистыми чугунами используют для ремонта и защиты промышленного оборудования, повышая износостойкость и стойкость к коррозии. Выполнен краткий обзор отечественных и зарубежных исследований в области высокохромистого чугуна. Выделены основные отрасли промышленности, потребляющие изделия и наплавки из высокохромистого чугуна, отмечены требования к ним, рассмотрены способы их получения. Проанализированы ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, сварка под флюсом, газовая сварка, лазерная, индукционная и плазменная наплавки. Исследовано влияние термической обработки, легирования, высокоэнергетических воздействий на формирование функциональных свойств, проведено сравнение структуры и свойств высокохромистого чугуна с разным содержанием хрома. Отмечено, что различные порошковые материалы используют в зависимости от предъявляемых требований к деталям. Для достижения экстремальной абразивной износостойкости применяют порошки с высоким содержанием карбидов вольфрама (WC), но это значительно увеличивает хрупкость изготавливаемого покрытия. При формировании структуры покрытия высокохромистого чугуна добиваются оптимального соотношения между твердостью/износостойкостью и вязкостью/трещиностойкостью. В обычно используемой наплавке высокохромистым чугуном выделяют первичные карбиды хрома Cr₇C₃, Cr₃C₂ и металлическую матрицу. Форма карбидов — пластинчатая, игольчатая или в виде сеток. Карбиды обеспечивают сопротивляемость абразивному износу, снижают ударную вязкость и пластичность. Структура металлической матрицы может быть различной и состоять из ледебурита, аустенита, мартенсита, феррита. Отмечено, что в большинстве случаев идеальная структура наплавленных покрытий должна состоять из равномерно распределенных карбидов хрома в вязкой мартенситно-аустенитной матрице. Описаны перспективы создания наплавок высокохромистого чугуна с использованием электронно-пучковой обработки поверхности.