TY - JOUR

T1 - ВОССТАНОВЛЕНИЕ СТЕНОК КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ХРОМОЦИРКОНИЕВОЙ БРОНЗЫ МЕТОДОМ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ

AU - Макаров, Алексей Викторович

AU - Лежнин, Никита Владимирович

AU - Котельников, Александр В.

AU - Вопнерук, Александр Александрович

AU - Коробов, Юрий Станиславович

AU - Валиуллин, А. И.

AU - Волкова, Елена Геннадьевна

N1 - Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России (тема «Структура», № 122021000033-2) и комплексного проекта «Разработка новых материалов и технологий для формирования покрытий, стойких в условиях абразивного и коррозионного изнашивания» УМНОЦ мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы». Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Испытательный центр нанотехнологий и перспективных материалов» ИФМ УрО РАН.

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Разработана и практически реализована инновационная технология восстановительного ремонта и производства новых стенок кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с износостойкими композиционными покрытиями, значительно (до 20 раз) превосходящих ресурс импортных стенок с гальваническими покрытиями. Однако нерешенной остается актуальная задача восстановления медных стенок (плит) кристаллизаторов после достижения ими минимально допустимой толщины. Целью работы являлось исследование возможности восстановления плиты из дисперсионно-твердеющей хромоциркониевой бронзы марки БрХЦр этим же материалом с использованием сварки трением с перемешиванием (СТП), изучение структуры, качества и твердости сварного соединения, а также влияния на его структуру и твердость термической обработки (закалки и старения). С применением многопроходной плоскостной СТП вращающимся инструментом из жаропрочного сплава при наложении (частичном перекрытии) последовательных дорожек получено сварное соединение толщиной ~5 мм без критичных дефектов сплошности (трещин, пор). В восстановленном способом СТП слое бронзы обнаружено разупрочнение до 85-105 HV1 по сравнению с исходной твердостью бронзы в закаленном и состаренном состоянии плиты, бывшей в эксплуатации (116-126 HV1). Это связано с рекристаллизацией и перестариванием (укрупнением частиц хрома) в Cr-Zr-бронзе в результате нагрева ядра сварки (зоны перемешивания) до температур 600-700 °С. Отмеченное разупрочнение при СТП может быть эффективно устранено термической обработкой (закалкой с последующим старением), приводящей к повышению твердости до 120-150 HV1. Восстановление медных плит до первоначальной толщины прогрессивным экологичным методом СТП с последующим нанесением износостойких композиционных покрытий открывает перспективы практически бесконечного цикла эксплуатации кристаллизаторов и исключения потребности России в их импорте.

AB - Разработана и практически реализована инновационная технология восстановительного ремонта и производства новых стенок кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с износостойкими композиционными покрытиями, значительно (до 20 раз) превосходящих ресурс импортных стенок с гальваническими покрытиями. Однако нерешенной остается актуальная задача восстановления медных стенок (плит) кристаллизаторов после достижения ими минимально допустимой толщины. Целью работы являлось исследование возможности восстановления плиты из дисперсионно-твердеющей хромоциркониевой бронзы марки БрХЦр этим же материалом с использованием сварки трением с перемешиванием (СТП), изучение структуры, качества и твердости сварного соединения, а также влияния на его структуру и твердость термической обработки (закалки и старения). С применением многопроходной плоскостной СТП вращающимся инструментом из жаропрочного сплава при наложении (частичном перекрытии) последовательных дорожек получено сварное соединение толщиной ~5 мм без критичных дефектов сплошности (трещин, пор). В восстановленном способом СТП слое бронзы обнаружено разупрочнение до 85-105 HV1 по сравнению с исходной твердостью бронзы в закаленном и состаренном состоянии плиты, бывшей в эксплуатации (116-126 HV1). Это связано с рекристаллизацией и перестариванием (укрупнением частиц хрома) в Cr-Zr-бронзе в результате нагрева ядра сварки (зоны перемешивания) до температур 600-700 °С. Отмеченное разупрочнение при СТП может быть эффективно устранено термической обработкой (закалкой с последующим старением), приводящей к повышению твердости до 120-150 HV1. Восстановление медных плит до первоначальной толщины прогрессивным экологичным методом СТП с последующим нанесением износостойких композиционных покрытий открывает перспективы практически бесконечного цикла эксплуатации кристаллизаторов и исключения потребности России в их импорте.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=58909449

U2 - 10.17073/0021-3438-2023-6-66-83

DO - 10.17073/0021-3438-2023-6-66-83

M3 - Статья

VL - 29

SP - 66

EP - 83

JO - Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

JF - Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

SN - 0021-3438

IS - 6

ER -