ハードフェイスに7018を使用できますか？

ハードフェイスは、溶接技術を通じて金属表面に耐摩耗性、耐腐食性、または高温耐性コーティングを堆積するプロセスです。鉱業機械、セメント機器、冶金ローラー、その他のフィールドで広く使用されています。最近、ユーザーは「E 7018溶接ロッドをハードフェイス溶接に使用できるかどうか」という問題を提起しました。この記事では、科学的研究データと産業慣行を組み合わせて、この問題の詳細な分析を実施しています。

E7018は、高水素カリウムタイプの溶接棒で、その高靭性、亀裂抵抗、中程度の強度で知られており、一般的に構造的な鋼溶接（橋や建物など）に使用されます。そのコア特性は次のとおりです。

• 化学組成：5.4％のマンガン（MN）、主に鉄（FE）ベースの合金が含まれています。
• 機械的特性：引張強度510-590 MPA、降伏強度430-510 MPA、伸長24％-36％。

• 溶接プロセス：フラット溶接と垂直溶接に適した短絡金属移動モードのみをサポートします

ただし、ハードフェイス溶接のコア要件は、硬度が高く（通常はHRC 50以上が必要）、耐摩耗性であり、炭化物（CR7C3、TICなど）またはマルテンサイト構造が必要です。 7018溶接ロッドの硬度（溶接後約29.5 hb）は、特別なハードフェイス溶接材料（HRC 55-56に到達できるEDZCR-Cシリーズ溶接ロッドなど）よりもはるかに低いです。

• ハードフェイスには、炭化物を形成するには、高炭素および高染色体合金（Cr13、Cr 20-35％など）が必要です。 7018電極にはそのような要素がなく、十分な耐摩耗相（CR7C3など）を生成することはできません。
• 7018のマンガン含有量は靭性を改善できますが、マンガン酸化物（MNO、MN3O4）は高温で容易に脆く、耐摩耗性が低下します。

• Hardfacing requires controlling the dilution rate (base material melting ratio) to maintain coating performance. 7018 electrodes are mostly used for deep penetration welding, and the dilution rate is high (>20％）、クラッディング層の硬度を弱める可能性があります。
• 特殊なハードフェイス溶接材料（フラックス層ワイヤなど）は、電流と予熱温度（150-300程度など）を調整することにより亀裂を抑制しますが、7018電極はそのようなパラメーターに最適化されていません。

• 一時的な修理：7018は、摩耗荷重が少ない（わずかに摩耗した鋼構造など）緊急修理に使用できますが、摩耗の寿命は短いです。
• 高デマンドのシナリオには適用されません：マイニングクラッシャーハンマーやセメントの垂直ミルローラーなどの部品には、衝撃や研磨摩耗に耐える必要があるため、カーバイドの硬い相を含む特別な溶接材料を使用する必要があります。

• CR13ステンレス鋼溶接ワイヤ：MOとNIを追加した後、表面層の硬度がHRC 50-53に達し、高温耐摩耗性が30％改善されます。
• Feベースのフラックス層溶接ワイヤ：Cr 20-35％、C 4-6％、Forming（cr、Fe）7c3炭化物、および耐摩耗性は3-8倍の基本材料です。
• コバルトベースの合金（Stellite 12）：硬度は、高温スライド摩耗環境に適したレーザー表面後700 hVに達します。

7018を一時的に使用する必要がある場合は、推奨されます。

• 加熱後の治療：450-500程度での強化は、硬度をわずかに増加させる可能性があります。
• 多層表面：希釈速度の影響を減らしますが、亀裂を防ぐために層間温度を制御する必要があります。

• 特別な溶接材料を優先します。EDZCR-Cシリーズ、Hydcrmo溶接ワイヤなど、硬度（HRC {50+）および亀裂抵抗を考慮するように設計されています。
• プロセスの最適化：水没したアーク溶接またはレーザー表面を使用して、加熱入力を制御して、基本材料の希釈を減らします。
• 安全保護：7018溶接ロッドにはマンガンが含まれており、マンガンの煙への暴露を避けるために、溶接中に換気を強化する必要があります。

E 7018溶接ロッドは構造溶接でうまく機能しますが、それらの組成と性能は、ハードフェイスの高い硬度と高い耐摩耗性要件を満たすことが困難です。産業用修理では、炭化物形成元素（Cr、Mo、NB）を含む特別な溶接材料を使用し、長期摩耗保護を実現するために労働条件に応じてレーザー表面または水没したアーク溶接プロセスを選択することをお勧めします。