UDC 621.791The paper presents the results of studying the formation of structure and properties of metals when using additive technologies, such as arc and laser surfacing of highly alloyed nickel alloys. The main problem of nickel-chromium alloys during treatment with highly concentrated energy sources (welding, surfacing, soldering, plasma and laser treatment) consists in low strength and heat resistance after heating to high temperatures and rapid cooling, which is typical for these methods. The maximum high-temperature strength of such alloys is achieved after quenching and subsequent aging resulting in the formation of finely-dispersed ′ γ -phase precipitates, which inhibit plastic deformation. However, the achieved level of high-temperature strength of nickel alloys is often reduced significantly as a result of thermal effects and unfavorable structural changes during subsequent treatment (welding, surfacing). The paper presents the results of studying the structure, phase composition and properties of EP648 alloy during argon-arc surfacing. A comparison with the EP648 alloy structures obtained by laser surfacing is provided. It was established that argon-arc welding of EP648 alloy in combination with ultrasonic treatment creates an additional effect of increasing phase dispersion, which leads to an increase in hightemperature strength of the alloy.

No abstract

Возникновение и распространение трещин в изделиях из жаропрочных никелевых сплавов при наплавке, сварке и аддитивных технологиях, связанных с использованием высококонцентрированных источников энергии, является существенной проблемой, снижающей качество изделий. Склонность к образованию горячих трещин при сварке и наплавке определяется составом и качеством сплавов, структурными факторамиразмером зерна и структурной неоднородностью, составом присадочных материалов и технологией сварки и наплавки. При наплавке на малых скоростях уменьшается скорость кристаллизации металла наплавки, увеличивается ее площадь, ширина и растет высокотемпературная околошовная зона, что вызывает снижение интенсивности нарастания сварочных напряжений, которые релаксируются в большом объеме шва и околошовной зоне. Приводятся результаты исследования влияния параметров режима аргонодуговой и лазерной наплавки на структурообразование, свойства и склонность жаропрочных никелевых сплавов к образованию трещин при различных методах наплавки. Сплавы с большой структурной неоднородностью, особенно вследствие дендритной ликвации и преимущественно с более крупным зерном, обладают повышенной склонностью к образованию горячих трещин. Структура никелевых сплавов, заданная сбалансированным химическим составом, не всегда является гарантией хорошей трещиностойкости. Как показывает практика и результаты исследований, выбор технологии и параметров режима наплавки зачастую имеет решающее значение. Установлено, что аргонодуговая наплавка никелевого сплава в сочетании с дополнительным ультразвуковым воздействием создает модифицирующий эффект увеличения дисперсии фаз. Сочетание благоприятных структурных параметровмелкозернистости γ-твердого раствора и повышенной дисперсности γ′-фазы, которое реализуется при аргонодуговой наплавке с дополнительным УЗвоздействием на оптимальных режимах, приводит к повышению микротвердости и жаропрочности никелевых сплавов. Трещин и пористости при оптимальном режиме наплавки не зафиксировано. Ключевые слова: никелевые сплавы, аргонодуговая наплавка, ультразвуковое воздействие, лазерная наплавка, режим наплавки, дефектность металла, горячие трещины, структурообразование, макроструктура, жаропрочность.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия К ПРОБЛЕМЕ КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ ШВОВПриведен краткий обзор научных исследований процесса коррозионного растрескивания под напряжением сварных соединений высоколегированных хромоникелевых сталей. С позиций общей теории коррозионной усталости металлов сварные соединения являются одними из наи-более сложных объектов. При их эксплуатации возникает ряд проблем, связанных с неоднород-ностью свойств материала, сложностью структуры, наличием конструктивных и технологических концентраторов напряжений, остаточных напряжений и т.д. Отмечены характерные особенности коррозионного растрескивания, приводимые в исследованиях российской и зарубежных научных школ. Рассмотрены основные типы коррозионного поражения на различных участках сварного соединения, а именно: коррозия металла шва, ножевое поражение, которое возникает на границе между швом и основным металлом, а также поражение зон термического влияния. Проанализи-рованы модели зарождения и развития трещин по механизму межкристаллитной коррозии. По-мимо механизмов образования трещин, описанных в научных работах исследователей, приво-дятся сведения о причинах, вызывающих склонность стали к межкристаллитной коррозии. Сис-тематизированы данные по влиянию термической обработки на склонность металла сварного шва к межкристаллитной коррозии. Отмечены основные закономерности коррозионностойкого легирования. Приводятся данные исследований по методам предотвращения межкристаллитной коррозии и снижения склонности металла сварных швов к коррозионному растрескиванию под напряжением. Описываются металлургические методы, связанные с воздействием на химиче-ский состав шва и структуру сварного соединения, и технологические методы, связанные с управлением параметрами режима сварки и термообработки, рассмотренные в различных науч-ных работах.Ключевые слова: коррозионное растрескивание под напряжением, межкристаллитная коррозия, сварной шов, концентратор напряжений, легирование, структура, термообработка, трещины, стали высоколегированные, зона термического влияния. E.A. Krivonosova, S.N. Akulova, A.V. MyshkinaPerm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation TO THE PROBLEM OF CORROSION DESTRUCTION OF WELDED JOINTSIn the article the brief review of scientific researches of process of stress corrosion cracking of welded joints of high-alloyed chromium-nickel steels is given. Welded joints, from the standpoint of the general theory of corrosion fatigue of metals, are among the most complex objects. During their operation, a number of problems arise related to the heterogeneity of the material properties, the complexity of the structure, the presence of structural and technological stress concentrators, residual stresses,

This article is devoted to the problem of transformation of nonmetallic inclusions in welded joints under the action of a plasma arc. The possibility of using a plasma arc to improve the quality characteristics of a welded seam is considered. The quantity, shape, size and distribution of nonmetallic inclusions in the weld metal before and after plasma treatment by the methods of quantitative metallography, as well as redistribution of nonmetallic inclusions over the thermal exposure zone are investigated.A significant difference was noted between the volume fraction of nonmetallic inclusions in the weld zone and in the zone of thermal action during plasma treatment of 16G2AF steel. In 100% of the samples examined in the thermal exposure zone, the total amount of nonmetallic inclusions is 20-30% higher than the number of inclusions in the weld zone, and this difference increases with increasing running energy. It is established that when the polarity of the plasma treatment changes from direct to reverse, an increase in the volume fraction of inclusions is observed, both in the weld zone and in the zone of thermal action. It is noted that irrespective of the polarity and protective gas with increasing current to 200 A, the volume fraction of nonmetallic inclusions decreases. And with a current strength of more than 200 A, the number of inclusions again increases.When carbon dioxide is used as the protective gas, a predominantly globular (rounded) form of inclusions characteristic of oxides and oxysulfides is observed. When using nitrogen as a protective gas in the weld metal, the appearance of faceted particles of complex shape -nitrides and carbonitrides -is observed.Non-metallic inclusions larger than 10 µm can be serious stress concentrators -the stress level near the inclusion may exceed the yield strength of steel and even reach the ultimate strength.The rate of floating of non-metallic inclusions depends on their size, the viscosity of the liquid metal, the difference in the specific gravity of the particle and the metal. The velocity of the particles ascending is the greater, the bigger the particle, the less its density. The rate of emergence of slag particles is significantly affected by the presence of convective flows in the metal, the release of bubbles from the metal that mix the metal and entrain the slag particles to the surface of the metal bath.Keywords: nonmetallic inclusions of the investigated samples, welded seam, heat affected zone, plasma treatment, direct polarity, reverse polarity, shielding gas, deformation development, particle emergence rate.