Popis: |
Кольцевые детали, изготавливаемые из трудносвариваемых жаропрочных дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов, в настоящее время производятся в раскатном варианте. Применение таких технологических процессов является вынужденным решением, к которому прибегают из-за низкого качества сварных соединений. Изыскание технологии изготовления таких колец в сварном варианте является весьма актуальной задачей. Основными трудностями сварки этих сплавов являются их низкие механические свойства металла шва и жаропрочность. Предложено для изготовления кольцевых заготовок из никелевых жаропрочных сплавов применять электрошлаковую сварку комбинированным электродом, осуществляемую одновременным вводом в шлаковую ванну неплавящегося и плавящегося электродов. Сварка осуществляется под флюсом АНФ-21 на установке, созданной на базе унифицированных узлов электрошлаковых аппаратов и ис точника ТШС-3000. Для повышения свойств металла шва применено модифицирование его ультрадисперсными тугоплавкими частицами карбонитрида титана (0,04 %) с помощью нетоковедущей порошковой проволоки на никелевой основе. Установлено, что механические свойства модифицированного металла шва значительно повысились и превышают требования технических условий, в том числе длительная прочность превышает требуемую более чем в два раза. Показано, что модифицирование приводит к подавлению столбчатого характера кристаллизации, измельчению кристаллической структуры литого сплава, улучшению морфологии и топографии карбидных фаз, совершенствованию γ’-фазы, что обуславливает повышение механических свойств металла шва и его жаропрочности. Полученные результаты позволяют перевести технологию изготовления колец из никелевых жаро- прочных сплавов с раскатного варианта на сварной, что дает значительный кономический эффект. Ring blanks made from difficult-to-weld heat-resistant dispersion-hardened nickel alloys are currently produced in a rolling form. Application of this technology is forced by a poor quality of welded joints. Choosing a technology for producing such rings in a welded form is a very urgent task. The main difficulties in welding these alloys are their low mechanical properties of the weld metal and their heat resistance. Electroslag welding with a combined electrode by simultaneous introduction into the slag pool nonconsumable and consumable electrodes was offered to manufacture nickel superalloy ring blanks. Welding is performed with an ANF-21 flux by the welding machine based on standardized units of electroslag devices and a TSHS-3000 source. To improve the quality of weld metal it was modified with refractory ultrafine particles of titanium carbonitride (0.04 %) using non-current-carrying flux cored nickel wire. The mechanical properties of modified weld metal were found to be improved significantly. They exceed specification requirements and the long-term strength surpasses the required one more than twice. Modifying process is shown to result in suppression of columnar nature of crystallization, in refinement of cast alloy crystal structure, in improvement of carbide phase morphology and topography, in improvement of γ'-phase which in its turn enhances mechanical properties of weld metal and its heat resistance. The results allow converting the technology of manufacturing of nickel superalloy blank rings from the rolling form into the welding one that provides a significant economic effect. Еремин Евгений Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой машиностроения и материаловедения, Омский государственный технический университет, г. Омск; weld_techn@mail.ru. Филиппов Юрий Олегович, канд. техн. наук, доцент кафедры машиностроения и материаловедения, Омский государственный технический университет, г. Омск; weld_techn@mail.ru. Бородихин Сергей Александрович, студент 5 курса специальности 150202.65 «Оборудование и технология сварочного производства», Омский государственный технический университет, г. Омск; weld_techn@mail.ru. Ильясов Равиль Ильдарович, студент 5 курса специальности 150202.65 «Оборудование и технология сварочного производства», Омский государственный технический университет, г. Омск; weld_techn@mail.ru. Губина Анастасия Сергеевна, студент 2 курса специальности 51701.65 «Проектирование технологических машин и комплексов», Омский государственный технический университет, г. Омск; weld_techn@mail.ru. E.N. Eremin, Omsk State Technical University, Omsk, Russian Federation, weld_techn@mail.ru, Yu.O. Filippov, Omsk State Technical University, Omsk, Russian Federation, weld_techn@mail.ru, S.A. Borodikhin, Omsk State Technical University, Omsk, Russian Federation, weld_techn@mail.ru, R.I. Il'yasov, Omsk State Technical University, Omsk, Russian Federation, weld_techn@mail.ru,A.S. Gubina, Omsk State Technical University, Omsk, Russian Federation, weld_techn@mail.ru |