Наплавочные электроды 5Х10С3М: состав, свойства и применение
Наплавочные электроды 5Х10С3М — порошковые проволоки и покрытые электроды для дуговой наплавки, обеспечивающие получение слоя с высокой теплостойкостью и сопротивлением абразивному износу при повышенных температурах. Наплавленный металл типа 5Х10С3М содержит 0,45–0,55 % углерода, 9,5–11,5 % хрома, 2,5–3,5 % кремния и до 1,0 % молибдена, что формирует мартенситно-карбидную структуру с дисперсными карбидами CrC и MoC. Такое сочетание обеспечивает твёрдость 48–54 HRC в наплавленном состоянии и сохранение работоспособности при нагреве до 600–650 C.
Технические характеристики наплавленного слоя
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 48–54 | после наплавки, без термообработки | HRC | ГОСТ 9013 |
| Твёрдость | 55–60 | после отпуска 400 C | HRC | ГОСТ 9013 |
| Предел текучести | 850 | наплавленный металл, 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость | 12 | образцы без надреза, 20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Жаростойкость | до 650 | длительная эксплуатация | C | ГОСТ 6130 |
| Износ | 0,08–0,12 | абразив, кварцевый песок | мм/км | ГОСТ 23.208 |
Области применения
Электроды 5Х10С3М применяют для наплавки быстроизнашивающихся деталей, работающих в условиях абразивного износа и одновременного нагрева. Типовые узлы:
- шнеки и корпуса экструдеров для переработки полимеров и керамических масс;
- лопатки и броня углеразмольных мельниц, дробилок, смесителей;
- штампы горячей деформации, вырубные матрицы, ножи горячей резки;
- детали агломерационного и коксохимического оборудования;
- уплотнительные поверхности арматуры высокотемпературных трубопроводов;
- рабочие органы почвообрабатывающей и дорожной техники.
Технология наплавки
Наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности. Рекомендуемые режимы: сила тока 180–260 А для диаметра 3,0 мм и 220–320 А для 4,0 мм, напряжение дуги 22–28 В. Перед наплавкой детали подогревают до 300–400 C для предотвращения трещин; после наплавки — замедленное охлаждение под слоем асбеста или в термостате. Наплавленный слой обрабатывается только шлифованием, так как твёрдость выше 48 HRC исключает лезвийную обработку.
Структура и фазовый состав
После кристаллизации наплавленный металл имеет мартенситную матрицу с включениями карбидов хрома и молибдена. Кремний в количестве 2,5–3,5 % повышает стойкость к окислению и улучшает формирование валика. Молибден увеличивает теплостойкость и препятствует отпускной хрупкости. Дополнительное легирование возможно введением ванадия или титана для повышения износостойкости при ударных нагрузках.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у наплавленного слоя электродами 5Х10С3М?
Твёрдость составляет 48–54 HRC сразу после наплавки и возрастает до 55–60 HRC после отпуска при 400 C за счёт дисперсионного твердения карбидной фазы.
Требуется ли предварительный подогрев детали?
Да, подогрев до 300–400 C обязателен для деталей из среднеуглеродистых и легированных сталей. Без подогрева возможно образование холодных трещин в зоне термического влияния.
Можно ли обрабатывать наплавленный слой резцом?
Нет. При твёрдости выше 48 HRC лезвийная обработка неэффективна. Применяют шлифование абразивными кругами или электроэрозионную обработку.
При какой температуре сохраняется работоспособность наплавки?
Наплавленный металл сохраняет износостойкость при длительной эксплуатации до 600–650 C. Кратковременный нагрев до 700 C допустим без необратимой потери свойств.
