Разработка расчетно-экспериментального метода анализа и контроля охлаждающей способности закалочных сред с использованием датчика градиентного типа

• Автор: Шевченко, Светлана Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКАЛОЧНЫХ СРЕД
1.1. Особенности охлаждения деталей в различных закалочных средах
1.1.1. Закалочные среды и области их применения
1.1.2. Физические процессы, протекающие на поверхности охлаждаемых деталей
1.2. Методы оценки охлаждающей способности закалочных сред
1.2.1. Прямые методы исследования охлаждающей способности закалочных сред
1.2.2. Косвенные методы оценки охлаждающей способности закалочных сред
1.2.3. Оценка охлаждающей способности с помощью градиентных датчиков
1.3. Методы использования характеристик закалочных сред для
прогнозирования свойств детали после закалки
1.3.1. Метод СЕГА
1.3.2. Расчет распределения структуры по сечению детали
1.3.3. Нейросетевые методы решения практических задач
1.4. Заключение
ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы для датчиков охлаждающей способности
2.2. Приготовление рабочих растворов закалочных сред
2.3. Размеры и термическая обработка образцов и деталей
2.3.1. Размеры и термообработка цилиндрических образцов
2.3.2. Типоразмеры и термообработка деталей подшипников
2.3.3. Размеры и термообработка поковок деталей автомобиля и образцов из соответствующих сталей

2.3.4. Образцы инструментальных сталей
2.4. Определение твердости
2.5. Выявление поверхностных дефектов
2.6. Металлографические исследования
2.7. Определение закалочных деформаций колец подшипников
2.8. Определение механических свойств стали
2.9. Статистическая обработка результатов измерений
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГРАДИЕНТНОГО МЕТОДА
ОЦЕНКИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ДАТЧИКА ГРАДИЕНТНОГО ТИПА 5
3.1. Метод оценки теплового потока при поверхностном растечении тепла
3.2. Разработка метода определения локального теплового потока и коэффициента теплоотдачи на поверхности градиентного датчика
3.3. Расчетное обоснование размеров термочувствительного элемента градиентного датчика
3.4. Разработка конструкции датчика градиентного типа
3.5. Разработка установки для исследования охлаждающей способности закалочных сред и программного обеспечения для регистрации и обработки кривых охлаждения
3.6. Разработка программы для расчета коэффициентов теплоотдачи
3.7. Заключение
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗАКАЛОЧНЫХ СРЕД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАДИЕНТНОГО МЕТОДА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЗАКАЖИ
4.1. Исследование охлаждающей способности закалочных сред с помощью датчиков градиентного типа
4.2. Оценка воспроизводимости результатов испытания градиентных датчиков

4.3. Проверка адекватности расчетов коэффициентов теплоотдачи закалочных сред
4.3.1. Программа для тепловых расчетов
4.3.2. Методика тепловых расчетов
4.4. Подготовка исходных данных для прогнозирования твердости по кривым охлаждения
4.5. Построение нейросетевой модели
4.6. Заключение
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ
СПОСОБНОСТИ ЗАКАЛОЧНЫХ СРЕД В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Методика контроля охлаждающей способности закалочных сред
5.1.1. Тарировочные испытания
5.1.2. Исследование влияния способа очистки поверхности на воспроизводимость результатов испытания
5.2. Сравнительная оценка охлаждающей способности различных закалочных сред
5.3. Исследование влияния добавок на охлаждающую способность полимерной закалочной среды
5.4. Разработка алгоритма корректировки состава закалочной ванны в промышленных условиях
5.5. Заключение
ГЛАВА 6. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ
ЗАКАЛОЧНЫХ СРЕД С ОБРАТИМОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ 13
6.1. Исследование закалки деталей подшипников в полимерной закалочной среде
6.1.1. Закалка шариков подшипников
6.1.2. Закалка роликов подшипников
6.1.3. Закалка колец подшипников из сталей 18ХГТ и 20Х2Н4А
2.4. Определение твердости
Перед замером твердости обе параллельные плоскости образца (детали) сошлифовывали на глубину «0,5 мм. Твердость после закалки и отпуска измеряли по Роквеллу (ГОСТ 9013-59) при нагрузке 150 кг (шкала С). На каждом торце образца (детали) производили не менее трех измерений, при этом следили за тем, чтобы расстояние между соседними измерениями и до края образца (детали) было не менее 1,5 мм. Перед замером твердости на второй стороне образца (детали) первую сошлифовывали на глубину «0,5 мм.
Микротвердость по глубине цементованного слоя измеряли при помощи микротвердомера ПМТ-3 (нагрузка 150 г) через 0,25 мм.
2.5. Выявление поверхностных дефектов
После закалки и отпуска образцы (детали) подвергали холодному травлению с целью выявления трооститных пятен. Травление проводили в течение 10...30 с поочередно в трех растворах:
1)3% водный раствор НЖ)з;
2) на 4 л раствора 400 г Сг203, 16 г Н28С>4, остальное - вода;
3) 10% водный раствор НС1.
Для определения наличия трещин после термообработки все детали подвергали высокому отпуску при 650 °С в течение 1 ч, а затем горячему травлению в 50% водном растворе НС1 с температурой 70 °С в течение 30 мин. Наличие поверхностных дефектов определяли визуально.
2.6. Металлографические исследования
Для исследования микроструктуры изготавливали шлифы в поперечном сечении деталей и образцов. Травление проводили в 3%-ном спиртовом растворе азотной кислоты. Микроструктуру закаленной и отпущенной стали изучали на оптическом микроскопе МеорЬо1:-21 при увеличении в 200...500 раз.