Розрахувати вуглецевий еквівалент сталі 25ХГСА і визначити твердість нааесенного шару при наплавленні та температуру попереднього нагріву.

Зносостійкість матеріалу залежить від його структури й складу. При наплавленні маловуглецевих і низьколегованих сталей більш зносостійким виявляється метал, склад якого відповідає середньолегованим сталям. Однак введення в наплавлений метал великої кількості вуглецю ускладнює наплавлення завдяки необхідності попереднього підігріву деталі і її сповільненого охолодження. Тому для підвищення зносостійкості наплавлений метал рекомендують легувати хромом, марганцем, молібденом та іншими елементами при обмеженій кількості вуглецю.

Однією з характеристик зносостійкості матеріалу є твердість. При наплавленні вуглецевої низьколегованої сталі вуглецевий еквівалент використовують як показник здатності до наплавлення і якості наплавленого шару. Вуглецевий еквівалент для цих сталей становить:

C_e = C + Mn/6 + Si/24 + Ni/15 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 (2.1)

Символ кожного елементу означає максимальний вміст його у металі ( за технічними умовами або стандарту). Визначення вуглецевого еквіваленту є непрямим методом визначення стійкості зварюванного металу проти утворення навколошовних тріщин. Якщо вуглецевий еквівалент C_e > 0,45% , то для забезпечення стійкості навколошовної зони проти утворення навколошовних тріщін та гартувальних структур слід використовувати попередній нагрів до температури 100 – 200 ^оС.

Між вуглецевим еквівалентом і максимальною твердістю нанесеного шару перехідної зони термічного впливу при наплавленні електродами існує залежність:

HV_max =660C_e ±40, (2.2)

де HV_max - максимальна твердість по Вікерсу (навантажження 100 Н).

Згідно ГОСТ 4543- 85 сталь 25ХГСА має наступний хімічний склад:

%С = 0,25; %Cr =1,0; %Mn = 1,0; %Si = 0,9.

Тоді згідно рівнянню (2.1) вуглецевий еквівалент дорівнюється:

C_e = 0,25+ 1,0/6 + 0,8/24 + 1,0/5 + = 0,25 + 0,17 + 0,031 + 0,2 = 0,651

N = 0,005 s C_e = 0,005* 100*0,651 = 0,3255

C_e’ = C_e + N =0,651+ 0,3255 = 0,84

Температура попереднього підігріву знаходимо за формулою:

Т _пп = 350 C_e’ – 0,25 = 350 *0,84 – 0,25 = 290^оС

HV_max =660C_e ±40,0 = 660 *0,84 ± 40,0 = 514...590 МПа