Порошок наплавочный ПР-Н78Х15С3Р2 — состав, свойства и применение
Порошок наплавочный ПР-Н78Х15С3Р2 — это самофлюсующийся сплав на никелевой основе, легированный хромом, кремнием и бором. Материал предназначен для газопорошковой наплавки и наплавки плазменной струёй, формирующей износостойкий слой с высокой твердостью и коррозионной стойкостью. Химический состав соответствует маркировке: никель — основа (78 %), хром — 15 %, кремний — 3 %, бор — 2 %. Дополнительно в структуре присутствуют карбиды и бориды, обеспечивающие абразивную стойкость покрытия.
Металлографическая структура и твердость
После наплавки формируется структура из -твердого раствора никеля с равномерно распределенными включениями боридов NiB и карбидов CrC. Твердость наплавленного металла составляет 38–45 HRC в состоянии после наплавки и может быть повышена до 50–55 HRC путем термической обработки при 600–650 C в течение 2–4 часов. Микротвердость матрицы достигает 350–420 HV, а твердость упрочняющих фаз — 1100–1300 HV.
Технологические параметры наплавки
ПР-Н78Х15С3Р2 относится к самофлюсующимся порошкам: кремний и бор выполняют функцию раскислителей и флюсующих элементов, обеспечивая плотное сцепление с основным металлом без применения дополнительного флюса. Рекомендуемый диапазон температур наплавки — 1050–1150 C. Порошок поставляется в грануляциях:
- 100 +40 мкм — для плазменно-порошковой наплавки;
- 160 +63 мкм — для газопорошковой наплавки;
- 250 +100 мкм — для наплавки в среде инертных газов;
- 40 мкм — для высокоскоростного газотермического напыления (HVOF).
Эксплуатационные характеристики покрытий
Наплавленный слой сохраняет работоспособность при температурах до 650 C в окислительной атмосфере и до 800 C в восстановительной среде. Покрытие устойчиво к воздействию разбавленных минеральных кислот, щелочных растворов и морской воды. Коэффициент термического расширения покрытия близок к показателям углеродистых и низколегированных сталей, что минимизирует риск отслоения при циклических тепловых нагрузках.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия измерения | Типичный результат |
|---|---|---|---|---|
| Твердость после наплавки | 38–45 HRC | ГОСТ 9013 | Без термообработки | 42 HRC |
| Твердость после старения | 50–55 HRC | ГОСТ 9013 | 600 C, 3 ч | 52 HRC |
| Плотность покрытия | 7,8–8,0 г/см | Гидростатический | Покрытие без пор | 7,9 г/см |
| Макс. рабочая температура | 650 C | Окислительная среда | Длительная нагрузка | 650 C |
| Адгезия к стали | 200 МПа | Отрывной метод | Сталь 09Г2С | 240 МПа |
Промышленное применение
Покрытия из ПР-Н78Х15С3Р2 применяются для защиты деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания в сочетании с коррозионной средой. Основные области использования:
- уплотнительные поверхности запорной арматуры нефтегазового оборудования;
- рабочие колеса и направляющие аппараты центробежных насосов;
- шнеки экструдеров и червячные пары перерабатывающего оборудования;
- седла и клапаны гидравлических систем высокого давления;
- детали бурового инструмента и устьевого оборудования;
- валы и втулки насосного оборудования химических производств.
Совместимость с основными материалами
Порошок обеспечивает надежное сцепление с углеродистыми, низколегированными и нержавеющими сталями, а также с чугуном. При наплавке на алюминиевые и титановые сплавы требуется предварительное нанесение промежуточного подслоя из чистого никеля. Толщина наплавленного слоя за один проход составляет 0,5–2,5 мм; при необходимости многослойной наплавки каждый последующий слой наносится после остывания предыдущего до температуры ниже 300 C.
Вопросы и ответы
Чем ПР-Н78Х15С3Р2 отличается от порошка ПР-Н77Х15С3Р2?
Основное отличие — содержание никеля: 78 % против 77 %. Это незначительно повышает пластичность наплавленного металла и снижает склонность к образованию горячих трещин при наплавке на массивные детали. Твердость и износостойкость остаются сопоставимыми.
Требуется ли предварительный подогрев детали перед наплавкой?
Для деталей из углеродистых сталей с толщиной стенки более 20 мм рекомендуется предварительный подогрев до 250–350 C для снижения термических напряжений. Для нержавеющих сталей и сплавов на никелевой основе подогрев не обязателен.
Какая максимальная толщина покрытия допустима без риска отслоения?
При газопорошковой наплавке рекомендуемая толщина — до 2 мм за один проход. Для плазменно-порошковой наплавки допустимо формирование слоя до 3 мм. Увеличение толщины требует многослойной наплавки с контролем температуры между проходами.
Подвергается ли наплавленный слой механической обработке?
Да, покрытие обрабатывается шлифованием абразивными кругами на электрокорундовой основе. Токарная обработка возможна только твердосплавным инструментом с отрицательным передним углом при пониженных режимах резания.
