Проволока ПП-Нп-90Г13Н4: порошковая наплавочная проволока для аустенитных высокомарганцевых покрытий
Проволока ПП-Нп-90Г13Н4 — порошковая проволока для наплавки, обеспечивающая получение аустенитного высокомарганцевого наплавленного металла типа 110Г13Л с дополнительным легированием никелем. Химический состав наплавленного слоя формируется из шихты, заключённой в стальную оболочку: углерод — 0,8–1,0 %, марганец — 12,5–14,5 %, никель — 3,5–4,5 %, кремний — не более 0,6 %, сера и фосфор — не более 0,03 % каждого. Сочетание марганца и никеля стабилизирует аустенитную структуру и повышает сопротивление ударно-абразивному износу при одновременном сохранении вязкости.
Маркировка расшифровывается как проволока порошковая наплавочная с номинальным содержанием углерода около 0,9 % и легирующими элементами — марганцем (Г13) и никелем (Н4). Проволока поставляется диаметром 1,2–4,0 мм в мотках или кассетах и предназначена для механизированной наплавки в среде защитных газов или под флюсом.
Технические характеристики наплавленного металла
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после наплавки | 180–220 HB | ГОСТ 9012 | Без наклёпа | Аустенитная структура |
| Твёрдость после наклёпа | до 450 HB | ГОСТ 9012 | Деформационное упрочнение | Самоупрочнение под нагрузкой |
| Предел прочности | 650 МПа | ГОСТ 1497 | Наплавленный металл | Аустенит |
| Относительное удлинение | 25 % | ГОСТ 1497 | Наплавленный металл | Высокая пластичность |
| Ударная вязкость KCU | 120 Дж/см | ГОСТ 9454 | +20 C | Аустенитная матрица |
| Коэффициент наплавки | 8–12 г/Ач | Расчётный | Постоянный ток | Зависит от режима |
Области применения
Наплавленный металл типа 90Г13Н4 применяется для восстановления и упрочнения быстроизнашивающихся деталей, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного воздействия без нагрева выше 300 C. Основные узлы:
- Конусы и чаши дробилок КСД, КМД, щёки щековых дробилок СМД.
- Била и молотки ударных мельниц, отбойные плиты роторных дробилок.
- Зубья ковшей экскаваторов ЭКГ, драглайнов, фронтальных погрузчиков.
- Траки и звенья гусеничных цепей тяжёлой техники, катки ходовых систем.
- Крестовины и сердечники стрелочных переводов, элементы путевой техники.
- Шнеки и корпуса углеразмольных мельниц, детали коксовых батарей.
Технология наплавки
Проволока ПП-Нп-90Г13Н4 наплавляется на постоянном токе обратной полярности в среде аргоно-углекислотной смеси (75–80 % Ar + 20–25 % CO) либо под керамическим флюсом. Рекомендуемый сварочный ток — 280–420 А при диаметре 1,6–2,0 мм, напряжение дуги — 26–32 В, скорость подачи проволоки — 4–8 м/мин. Перед наплавкой деталь нагревают до 200–300 C для снижения градиента температур и предотвращения образования холодных трещин в зоне сплавления.
Наплавку ведут с перекрытием валиков 30–40 % и минимальным разбавлением основным металлом. Для деталей из высокомарганцевой стали 110Г13Л наплавка выполняется без предварительного подогрева, поскольку основной металл также аустенитный. При восстановлении деталей из углеродистых и низколегированных сталей обязателен буферный слой из аустенитных электродов или проволоки Св-08Х19Н10Г2Б.
Условия эксплуатации наплавленного слоя
Наплавленный металл сохраняет работоспособность в диапазоне температур от –60 C до +300 C. При нагреве выше 350 C происходит выделение карбидов по границам зёрен, что снижает ударную вязкость и способствует охрупчиванию. В связи с этим проволока не применяется для деталей, работающих в горячем состоянии — клапанов, штампов горячей деформации, деталей печной арматуры.
Эффект самоупрочнения реализуется при ударных нагрузках: поверхностный слой претерпевает деформационное мартенситное превращение, твёрдость возрастает с 200 до 400–450 HB, при этом сердцевина сохраняет вязкость. Это обеспечивает ресурс деталей дробильно-размольного оборудования в 2–3 раза выше по сравнению с наплавкой низкоуглеродистыми материалами.
Нормативная база и аналоги
- ГОСТ 26101-84 — проволока порошковая для наплавки, общие технические условия.
- ТУ производителей — ПП-Нп-90Г13Н4, ПП-Нп-110Г13, ПП-Нп-100Г13Н4.
- Зарубежные аналоги — проволоки типа Fe-Mn-Cr-Ni для наплавки Hadfield-стали.
- Сварочные материалы — Св-08Х19Н10Г2Б для буферного слоя.
- Защитные газы — смесь Ar + CO по ГОСТ 10157 и ГОСТ 8050.
Вопросы и ответы
Чем отличается ПП-Нп-90Г13Н4 от ПП-Нп-110Г13?
Проволока ПП-Нп-90Г13Н4 содержит никель 3,5–4,5 %, что повышает стабильность аустенита и ударную вязкость наплавленного слоя. Проволока ПП-Нп-110Г13 не легирована никелем и обеспечивает более высокую твёрдость после наклёпа, но меньшую пластичность.
Требуется ли предварительный подогрев при наплавке деталей из стали 110Г13Л?
Нет. Основной металл аустенитный, наплавка ведётся без подогрева. При восстановлении углеродистых и низколегированных сталей подогрев до 200–300 C обязателен, а также необходим буферный слой.
Какой защитный газ применяется при наплавке проволокой ПП-Нп-90Г13Н4?
Используется смесь 75–80 % аргона и 20–25 % углекислого газа. Возможна наплавка под керамическим флюсом. Чистый CO не рекомендуется из-за повышенного разбрызгивания и окисления марганца.
При какой температуре наплавленный металл теряет ударную вязкость?
При нагреве выше 350 C происходит выделение карбидов марганца и хрома по границам аустенитных зёрен, что приводит к охрупчиванию. Рабочий диапазон — от –60 C до +300 C.
