Studium vlastností návarů s karbidy wolframu

Petra Hájková

Doctoral thesis

The Study of Properties of Hardfacing Surfaces with Wolfram Carbides

Abstract:

Funkční součásti strojů jsou v průběhu své životnosti vystaveny nestálému zatížení. V počáteční fázi proces probíhá bez viditelných znaků, který postupem času a způsobem zatížení podléhá různým typům opotřebení vedoucím k nevratnému úbytku materiálu. Proto je kladen stále větší důraz na vývoj a výzkum nových, odolnějších materiálů a technologii, které vedou k prodloužení životnosti těchto dílů. V disertační práci je řešena problematika navařování vrstvy v ochranné atmosféře M21. Jako přídavné materiály byly zvoleny STEIN – MEGAFIL A 220 M a MEGAFIL A 760 M, které vytvářejí austenitickou a martenzitickou matrici. V průběhu navařování byly do tohoto návaru přidány pomocí vibračního podavače částice karbidu wolframu o velikosti cca 2 mm. Celý návar byl proveden na konstrukční ocel S 690 QL. K hlavním cílům práce patří analýzy metalurgických dějů a strukturních přeměn u obou typů přídavných materiálů s ohledem na použité svařovací parametry. Provedené návary byly následně testovány na odolnost proti abrazivnímu opotřebení metodou Pin-on-disc, dále bylo provedeno hodnocení tvrdosti a mikrotvrdosti vybraných míst, chemický rozbor návarů pomocí elektronové mikroskopie a porovnání množství částic karbidu wolframu na finální životnost povrchu. Výsledkem disertační práce je posouzení vlastností návarů s vloženými zrny karbidu wolframu s ohledem při použití rozdílných matricí návarů s cílem prodloužení životnosti a bezpečnosti návarů při použití v praxi.

Abstract:

Functional components of machines are exposed to unstable loads during their service life. In the initial phase, the process takes place without visible signs, which over time and under the way of loading are subject to various types of wear leading to irreversible lost of material. Therefore, there is an increasing emphasis on the development and research of new, more durable materials and technologies that lead to extended life of these parts. The dissertation solve the issue hardfacing in a protective atmosphere M21. As additive materials were used STEIN - MEGAFIL A 220 M and MEGAFIL A 760 M, which form an austenitic and martensitic matrix. During hardfacing, tungsten carbide particles with a size of about 2 mm were added to this Hardfacing using a vibrating feeder. The entire hardfacing was made on structural steel S 690 QL. The main objectives of the work includes the analysis of metallurgical processes and structural changes in both types of additional materials with respect to the used hardfacinging parameters. The hardfacings were subsequently tested for resistance to abrasive wear by the Pin-on-disc method, the next step were hardness and micro-hardness of selected sites were evaluated, the chemical analysis of the hardfacing by electron microscopy and comparing the amount of tungsten carbide particles with the final surface life. The result of the dissertation is an assessment of the properties of hardfacings with inserted grains of tungsten carbide with respect to the use of different matrices of hardfacings in order to prolong the life and safety of hardfacings when used in practice.

Keywords

navařování, plněný drát, karbid wolframu, jemnozrnná ocel

Keywords

Hardfacing, Filled wire, Wolfram Carbide, Fine grain steel

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 7. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 27. 8. 2020
• Supervisor: Lucie Krejčí
• Reader: Eva Schmidová, Ivo Hlavatý, Ladislav Kolařík

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie