nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2024-2-43-49nuc-632Research ArticleСтатьиВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ СВЕРХДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ НА СТРУКТУРУ И КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ ИЗ СТАЛИ 30ХГСАINFLUENCE OF WIRE FEED RATE OF HIGH-SPEED ELECTRIC ARC METALLISATION ON STRUCTURE AND CORROSION PROPERTIES OF 30HGSA STEEL COATINGShttps://orcid.org/0000-0001-5990-7123РахадиловБ. К.RakhadilovB. K.

 Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

rakhadilovb@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-2877-5178ШынарбекА. Б.ShynarbekA. B.

 Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

aibeek-99@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9453-0456КакимжановД. Н.KakimzhanovD. N.

 Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

dauir_97@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5221-1772СтепановаО. А.StepanovaO. A.

 Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

aug11@mail.ruТОО «PlasmaScience»; Восточно-Казахстанский университет им. Сарсена АманжоловаКазахстан“PlasmaScience”, LLP; Sarsen Amanzholov East Kazakhstan UniversityKazakhstanУниверситет Шакарима города СемейКазахстанShakarim University of SemeyKazakhstanТОО «PlasmaScience»; Университет Шакарима города СемейКазахстан“PlasmaScience”, LLP; Shakarim University of SemeyKazakhstan202430062024024349Copyright © Рахадилов Б.К., Шынарбек А.Б., Какимжанов Д.Н., Степанова О.А., 20242024Рахадилов Б.К., Шынарбек А.Б., Какимжанов Д.Н., Степанова О.А.Rakhadilov B.K., Shynarbek A.B., Kakimzhanov D.N., Stepanova O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/632

В исследовании рассматриваются характеристики пористости, анализ коррозии, микроструктура покрытий на основе железа, напыленных высокоскоростной дуговой металлизацией, с целью понимания закономерности влияния параметров в зависимости от скорости подачи проволоки. Работоспособность покрытий на основе железа зависит от целостности структуры покрытия. Оптимизация параметров дугового напыления позволяет минимизировать дефекты (поры, границы зерен, нерасплавленные частицы, оксиды и микротрещины), ухудшающие свойства покрытия. При высоком уровне тока микроструктура покрытий становиться более плотной и размер частиц уменьшается, также средний размер пор уменьшается. При увеличении скорости подачи проволоки значение силы тока увеличивается, что приводит к выделению большей тепловой энергии на электрической дуге для плавления проволоки и соответственно способствует образованию плотных покрытий с низкой пористостью.

The study examines the porosity characteristics, corrosion analysis, and microstructure of iron-based coatings sprayed by supersonic arc metallisation in order to understand the regularity of the influence of the parameters by wire feed rate dependence. The performance of iron-based coatings depends on the integrity of the coating structure. Optimisation of arc spraying parameters allows minimising defects (pores, grain boundaries, unmelted particles, oxides and microcracks) that deteriorate coating properties. At high current levels, the microstructure of the coatings becomes more dense and the particle size decreases, also the average pore size decreases. As the wire feed rate increases, the value of current increases, which leads to the release of more heat energy at the arc to melt the wire and consequently favours the formation of dense coatings with low porosity.

электродуговая металлизацияпокрытиестальструктуракоррозияпроволока стальная наплавочнаяelectric arc metallisationwirecoatingsteelstructurecorrosionsteel cladding wireРабота выполнена при финансовой поддержке Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан AP14871373 «Разработка технологии сверхзвуковой дуговой метализации для восстановления изношенных поверхностей коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания».ReferencesFukumoto M. The current status of thermal spraying in Asia. – 2008.Fukumoto M. The current status of thermal spraying in Asia. – 2008.Davis J. R. (ed.). Handbook of thermal spray technology. – ASM international, 2004.Davis J. R. (ed.). Handbook of thermal spray technology. – ASM international, 2004.Shi P. J. et al. Advanced Rapid Forming Technology for Remanufacturing Engineering // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 271. – P. 386–389.Shi P. J. et al. Advanced Rapid Forming Technology for Remanufacturing Engineering // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 271. – P. 386–389.Szymański K. et al. Thermally sprayed coatings resistant to erosion and corrosion for power plant boilers: A review // Surface and Coatings Technology. – 2015. – Vol. 268. – P. 153–164.Szymański K. et al. Thermally sprayed coatings resistant to erosion and corrosion for power plant boilers: A review // Surface and Coatings Technology. – 2015. – Vol. 268. – P. 153–164.Steffens H. D., Babiak Z., Wewel M. Recent developments in arc spraying // IEEE Transactions on Plasma Science. – 1990. – Vol. 18. – No. 6. – P. 974–979.Steffens H. D., Babiak Z., Wewel M. Recent developments in arc spraying // IEEE Transactions on Plasma Science. – 1990. – Vol. 18. – No. 6. – P. 974–979.Матюшкин, Б. А. Технологические особенности электродуговой металлизации в отрасли АПК / Б. А. Матюшкин, В. И. Денисов, А. А. Толкачев // Сварочное производство. – 2016. – № 12. – С. 46–50. – EDN: YQYVEF.Matyushkin, B. A. Tekhnologicheskie osobennosti elektrodugovoy metallizatsii v otrasli APK / B. A. Matyushkin, V. I. Denisov, A. A. Tolkachev // Svarochnoe proizvodstvo. – 2016. – No. 12. – P. 46–50. (In Russ.) – EDN: YQYVEF.Логачев, В. Н. Электродуговая металлизация: пути совершенствования оборудования и технологии / В. Н. Логачев, Н. Н. Литовченко // Труды ГОСНИТИ. – 2014. – Т. 117. – С. 228–234. – EDN: TFDLXD.Logachev, V. N. Elektrodugovaya metallizatsiya: puti sovershenstvovaniya oborudovaniya i tekhnologii / V. N. Logachev, N. N. Litovchenko // Trudy GOSNITI. – 2014. – Vol. 117. – P. 228–234. (In Russ.) – EDN: TFDLXD.Huang B. et al. Wear and corrosion resistant performance of thermal-sprayed Fe-based amorphous coatings: A review // Surface and Coatings Technology. – 2019. – Vol. 377. – P. 124896.Huang B. et al. Wear and corrosion resistant performance of thermal-sprayed Fe-based amorphous coatings: A review // Surface and Coatings Technology. – 2019. – Vol. 377. – P. 124896.Wielage B. et al. Iron-based coatings arc-sprayed with cored wires for applications at elevated temperatures // Surface and Coatings Technology. – 2013. – Vol. 220. – P. 27–35.Wielage B. et al. Iron-based coatings arc-sprayed with cored wires for applications at elevated temperatures // Surface and Coatings Technology. – 2013. – Vol. 220. – P. 27–35.Degnan C. C., Shipway P. H. A comparison of the reciprocating sliding wear behaviour of steel based metal matrix composites processed from self-propagating hightemperature synthesised Fe–TiC and Fe–TiB2 masteralloys // Wear. – 2002. – Vol. 252. – No. 9–10. – P. 832–841.Degnan C. C., Shipway P. H. A comparison of the reciprocating sliding wear behaviour of steel based metal matrix composites processed from self-propagating hightemperature synthesised Fe–TiC and Fe–TiB2 masteralloys // Wear. – 2002. – Vol. 252. – No. 9–10. – P. 832–841.ImageJ – open source software for processing and analyzing scientific images. URL: https://imagej.net/ImageJ – open source software for processing and analyzing scientific images. URL: https://imagej.net/Newbery A. P., Grant P. S. Arc Sprayed Steel: Microstructure in severe substrate features // Journal of Thermal Spray Technology. – 2009. – Vol. 18. – P. 256–271.Newbery A. P., Grant P. S. Arc Sprayed Steel: Microstructure in severe substrate features // Journal of Thermal Spray Technology. – 2009. – Vol. 18. – P. 256–271.Ageev M. et al. Study influence factors of the spraying process on the properties of electric arc spraying coatings // Problems of Tribology. – 2021. – Vol. 26. – No. 1/99. – P. 74–83.Ageev M. et al. Study influence factors of the spraying process on the properties of electric arc spraying coatings // Problems of Tribology. – 2021. – Vol. 26. – No. 1/99. – P. 74–83.Lin J. et al. Microstructure and corrosion resistance of Fe-based coatings prepared by twin wires arc spraying process // Journal of Thermal Spray Technology. – 2014. – Vol. 23. – P. 333–339.Lin J. et al. Microstructure and corrosion resistance of Fe-based coatings prepared by twin wires arc spraying process // Journal of Thermal Spray Technology. – 2014. – Vol. 23. – P. 333–339.Pokhmursky V. I. et al. Influence of electric arc metallizing modes and compositions of applied flux-cored wires on structure and abrasive wear resistance of coatings // Paton welding journal C/C of avtomaticheskaia svarka. – 2006. – Vol. 2006. – No. 7. – P. 26.Pokhmursky V. I. et al. Influence of electric arc metallizing modes and compositions of applied flux-cored wires on structure and abrasive wear resistance of coatings // Paton welding journal C/C of avtomaticheskaia svarka. – 2006. – Vol. 2006. – No. 7. – P. 26.Kolomeichenko A.V., Logachev V.N., Deev V.B., Dudareva N.Yu. Properties of coatings obtained by supersonic electric arc metallization with aerosol fluxing // Izvestiya. Ferrous Metallurgy. – 2022. Vol. 65. – No. 9. – P. 637– 643. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-9-637-643Kolomeichenko A.V., Logachev V.N., Deev V.B., Dudareva N.Yu. Properties of coatings obtained by supersonic electric arc metallization with aerosol fluxing // Izvestiya. Ferrous Metallurgy. – 2022. Vol. 65. – No. 9. – P. 637– 643. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-9-637-643

The authors declare that there are no conflicts of interest present.