Геометрия на претопяванията

  Геометрията на получените претопявания на повърхността беше изследвана на напречен-разрез, перпендикулярен на надлъжната ос на претопяването (фиг. 1). Образците бяха нарязани на металографската машина за рязане-off Labotom 3 от марката Struers, използвайки Supra TRD 15 cut-off колело при линейна скорост на изместване на ръба на колелото от 37,2 m/s. Колелото беше усъвършенствано със скорост от около 10 mm/min, на няколко интервала. По време на рязането на пробите колелото беше интензивно охладено с вода. Избраните за наблюдения повърхности на проби бяха- подготвени с абразивни хартии с гранулирани гранули от 150, 500 и накрая 1000 при скорост на въртене на полиращата подложка от 150 об \/ мин. По време на подготовката на образеца абразивните хартии бяха навлажнени с воден поток.

Измервания на геометрични параметри, характеризиращи

   претопяванията бяха извършени с помощта на оптичен микроскоп NEOPHOT 2, оборудван с видеокамера VIDEOTRONIC CC20P, с използването на усъвършенствана система за улавяне и анализ на изображения Multiscan v. 08. Ширина w и дълбочина h на претопените зони бяха измерени. Приетият метод позволи отчитане на стойностите на параметрите w и h с точност до 0,01 mm. 

   Резултатите или измерванията на геометрията на претопяване (ширина и дълбочина) и изчислените стойности на топлинната ефективност и ефективността на топене са представени в таблица 1. 

3. Заключения

   Въз основа на получените резултати от теста беше установено, че с увеличаване на интензивността на електрическия ток и намаляване на скоростта на сканиране на електрическата дъга се увеличават както ширината, така и дълбочината на претопяването на повърхността. Най-голямата ширина w 17,8 mm и дълбочина h=3,2 mm са получени при интензитета на електрическия ток I=300 A и скоростта на сканиране vS=200 mm=min. Получена е най-малката ширина w/3,5 mm и дълбочина h=0,7 mm претопяване за интензитета на електрическия ток I=100 A и скоростта на сканиране vS=800 mm=min./ 

  В приетия диапазон на параметрите на процеса GTAW, ширината на претопяване е по-чувствителна към текущите промени в интензитета, отколкото към вариацията на скоростта на сканиране на електрическата дъга. Всяка промяна в технологичните параметри, характеризиращи техниката на претопяване на повърхността, приложена към сплавите MAR M509, води до значителни разлики в топлинната ефективност и ефективността на топене на процеса. По-високата интензивност на тока и по-ниските скорости на сканиране на електрическата дъга водят до повишено количество топлина, генерирана в електрическата дъга. Съответно, количеството топлина, погълната от затоплената отливка също се увеличава. Скоростта на нарастване на количеството топлина, прихваната от отливката, свързано с увеличаване на интензитета на тока, е по-ниска от съответната скорост на нарастване на топлината, генерирана в електрическа дъга. Ефектът е намаляване на топлинната ефективност. Увеличаването на интензивността на тока и скоростта на сканиране на електрическата дъга води до повишена ефективност на топене. По-високата интензивност на тока означава по-висока енергия на електрическата енергия и по-високата скорост на сканиране съкращава продължителността на процеса на претопяване и следователно топлинните загуби, свързани с нагряване на образеца до температура точно под температурата на топене, са по-малки.--

 

 Получените резултати позволиха да се определят връзките между топлинната ефективност, ефективността на топене и геометричните параметри на претопяванията от една страна и технологичните параметри на процеса на претопяване от друга. Връзката между топлинната ефективност, от една страна, и интензитета на тока и скоростта на сканиране на електрическата дъга, от друга, се описва по формула:  

η

0,0006 · I -= 0.0004 ·vs0.57 (3) +

Статистически параметри на уравнението:

R0.98 ; =R20,96;=

F

 =242.1; Δη0,018; =α0,05. =

Връзката между ефективността на топене от една страна и текущия интензитет и скоростта на сканиране на електрическата дъга

onдругата е описана с формула:

η

m 0,0007 ·=I 0,0004 ·+vs –0.19 (4) 

Статистически параметри на уравнението:

R0.92; =R20,86;=

F

 =53,5; Δηm0,041;=α0,05. =

Връзката между ширината на претопяване от една страна и текущия интензитет и скоростта на сканиране на електрическата дъга

onдругата е описана с формула:

w

 0,04 ·=I – 0,008 ·vs4.28 (5) +

Статистически параметри на уравнението:

R0.96; =R20,92;=

F

 =103.1; Δw1,05 мм; =α0,05. =

Връзката между дълбочината на претопяване от една страна и текущия интензитет и скоростта на сканиране на електрическата дъга

onдругата е описана с формула:

h

 0,009 ·=I –0 .0013 ·vs0,69 (6) +

Статистически параметри на уравнението:

R0,99;=R20,98;=

F

 =730.4; Δh0,08; =α0,05. =

Получените формули, характеризиращи се с високи стойности на статистически коефициенти, могат да се използват ефективно в промишлената практика за оценка на топлинната ефективност и ефективността на разтопяване в процеса на повърхностно претопяване, прилагани за отливки на

MARM509 сплав и геометрия на получените модели на претопяване въз основа на технологични параметри на повърхностния процес на претопяване, извършен чрез метода GTAW. -