Особливості структуроутворення при наплавленні сталі (заліза) на титан із плазмово-напиленими покриттями в технології отримання стикового з’єднання біметалевих пластин «титан – сталь»

Autor: Khaskin, Vladyslav, Guo, Chunfu
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 2 No. 12 (122) (2023): Materials Science; 6-16
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2 № 12 (122) (2023): Матеріалознавство; 6-16
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The object of this study is structural formation during the surfacing of steel (iron) on titanium with plasma-sprayed coatings to obtain a butt connection of titanium-steel bimetallic plates. The task to be solved was to devise a technology for applying a barrier layer between titanium and steel to obtain a defect-free butt joint of the edges of bimetallic sheets of carbon steel, clad with a layer of titanium, under conditions of arc or plasma surfacing of carbon steel on titanium. The application of the barrier layer was carried out by plasma spraying of steel wire or iron powder. In this case, a coating with a thickness of 150...750 μm was applied on Grade2 titanium, on which 1–2 mm thick layers of materials similar to the sprayed ones were deposited by arc and plasma deposition. It was established that during spraying with subsequent surfacing of steel wire or iron powder, the main technological factors for eliminating cracks in the resulting compound are the thickness of the sprayed coating and the amount of linear surfacing energy. The thickness of the sprayed coating was selected (at least 400...600 microns) followed by plasma surfacing of ER70S-6 steel wire with a diameter of 1.0 mm or CNPC-Fe200 iron powder with unit energy up to ~200...250 J/mm. A defect-free transition layer from titanium to steel was obtained. It is a continuous layer with a thickness of 50–60 microns, consisting of intermetalides FeTi and FeTi2, as well as a β-phase titanium with an enhanced iron content, which retains certain ductility without cracks and other defects. With the help of the devised approach for connecting titanium-steel bimetallic edges, it is planned to manufacture seam bimetallic pipes for main pipelines to transport oil and gas raw materials extracted from wells.
Об’єкт дослідження – структуроутворення при наплавленні сталі (заліза) на титан із плазмово-напиленими покриттями для отримання стикового з’єднання біметалевих пластин «титан – сталь». Проблема, що вирішувалася, – створення технології нанесення бар’єрного прошарку між титаном і сталлю для отримання бездефектного з’єднання встик крайок біметалічних листів вуглецевої сталі, плакованих шаром титану, в умовах дугового або плазмового наплавлення вуглецевої сталі на титан. Нанесення бар’єрного прошарку виконували методами плазмового напилення сталевого дроту або залізного порошку. При цьому наносили покриття товщиною 150…750мкм на титані Grade2, на яке наплавляли дуговим та плазмовим наплавленням шари товщиною 1–2мм із матеріалів, аналогічних напиленим. Встановлено, що при напиленні із подальшим наплавленням сталевого дроту або залізного порошку, основними технологічними факторами усунення тріщин в отриманому з’єднанні, є товщина напиленого покриття та величина погонної енергії наплавлення. Проведено підбір товщини напиленого покриття (не менш 400…600мкм) із наступним плазмовим наплавленням сталевого дроту ER70S-6 діаметром 1.0мм або порошку заліза CNPC-Fe200 при погонній енергії до ~200…250Дж/мм. Отримано бездефектний перехідний шар від титану до сталі. Він являє собою суцільний прошарок товщиною 50–60мкм, що складається з інтерметалідів FeTi і FeTi2, а також β-фази титану з підвищеним вмістом заліза, що зберігає певну пластичність без тріщин та інших дефектів. За допомогою розробленого підходу з’єднання біметалевих крайок «титан – сталь» планується виготовлення шовних біметалевих труб магістральних трубопроводів для транспортування нафтової та газової сировини, видобутої зі свердловин
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: