Детальная информация

В работе рассматривается влияние добавления азота в защитную газовую атмосферу на микроструктуру и механические свойства наплавленного металла из проволоки аустенитного класса AWS 316LSi. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ литературы в области азотсодержащих сталей, их микроструктуры, сварки и наплавки, а также влияния азота на свойства данных сталей; 2. Подбор параметров электродуговой наплавки образцов с различным содержанием азота в защитной газовой атмосфере; 3. Анализ растворимости азота в исследуемом материале; 4. Моделирование фазового состава и механических свойств наплавленного металла; 5. Оценка макро- и микроструктуры полученных образцов; 6. Оценка твердости и микротвердости полученных образцов; 7. Анализ результатов механических испытаний. Работа проведена в «Лаборатории легких материалов и конструкций» при Санкт-Петербургском политехническом университете «Петра Великого». В результате эксперимента произведена наплавка пяти «стенок» с различной концентрацией азота в защитной газовой атмосфере. Исследовано влияние азота на макро- и микроструктуру полученных образцов, оценена  твердость и микротвердость наплавленного металла, произведен расчет растворимости азота в исследуемой стали и произведено сравнение полученных показателей с предельной равновесной концентрацией азота в исходном металле при различных давлениях, рассмотрено влияние азота на образование различных фаз и механические свойства наплавленного металла. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что электродуговая наплавка является перспективным методом для производства и сварки азотсодержащих сталей.

In this study we consider the impact of adding nitrogen in the protective gas atmosphere on the microstructure and mechanical properties of metal deposited from austenite steel wire AWS 316LSi. Objectives of the study were: 1. Academic literature survey in the field of nitrogen containing steels, their microstructure, welding and deposition, and the effect of nitrogen on the properties of these steels; 2. Selection of parameters of electric arc deposition of samples with varying nitrogen concentration in protective gas atmosphere; 3. Analysis of nitrogen solubility in the investigated material; 4. Modeling of phase composition and mechanical properties of the deposited metal; 5. Assessment of macro- and microstructure of the produced samples; 6. Assessment of hardness and microhardness of the produced samples; 7. Analysis of the results of mechanical tests. The work was accomplished at the "Laboratory of lightweight materials and structures" at Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University. During experiment we performed electric arc deposition of five "wall" samples with varying nitrogen concentrations in protective gas atmosphere. The influence of nitrogen on macro- and microstructure of the produced samples was investigated, the hardness and microhardness of the deposited metal were  evaluated, the calculation of nitrogen solubility in the investigated steel was made and the obtained parameters were compared with the limit equilibrium nitrogen concentration in the base metal at various pressure, the nitrogen influence on the various phases formation and mechanical properties of the deposited metal was considered. From the conducted research we can conclude that electric arc deposition surfacing is a perspective method for additive manufacturing and welding of nitrogen-containing steels.