Исследование структуры, фазового состава и механических свойств поверхности сталей 16Х3НВФМБ-Ш и 38ХМЮА при локальном азотировании в тлеющем разряде с полым катодом

• Автор: Хусаинов, Юлдаш Гамирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЛОКАЛЬНОЙ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ
1.1 Анализ методов локального поверхностного модифицирования
1.2 Азотирование в тлеющем разряде (ионное азотирование)
1.3 Методы интенсификации процесса ионного азотирования
1.4 Особенности ионного азотирования конструкционных сталей 16ХЗНМВФБ-Ш и 38ХМЮА
2. ОБЪЕКТ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объект исследований, область применения исследованных материалов.
2.2 Описание модернизированной установки ЭЛУ-5 для ионного азотирования в тлеющем разряде
2.3 Методы структурных исследований
2.3.1. Метод оптической металлографии
2.3.2. Метод рентгеноструктурного анализа
2.4 Метод определения микротвердости
2.5 Метод зондовых измерений
2.6 Методика испытания на износ поверхности
2.7 Методика определения хрупкости азотированного слоя
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ И ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛОКАЛЬНОМ АЗОТИРОВАНИИ в плазме тлеющего разряда с полым
катодом
3.1 Компьютерное моделирование тепловых и диффузионных процессов при локальном ионном азотировании в тлеющем разряде с полым катодом
3.2 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом на тепловые и диффузионные процессы в сталях 16ХЗНВФМБ-Ш и 38ХМЮА
3.3 Распределение параметров плазмы в газоразрядном промежутке при локальном ионном азотировании
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ 16ХЗНВФМБ-Ш И 38ХМЮА ПОСЛЕ ЛОКАЛЬНОГО ИОННОГО АЗОТИРОВАНИЯ в тлеющем разряде С полым катодом
4.1 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом на структуру конструкционных сталей 16ХЗНВФМБ-Ш и 38ХМЮА
4.2 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом на фазовый состав конструкционных сталей 16ХЗНВФМБ-Ш и 38ХМЮА
4.3 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом на микротвердость поверхности конструкционных сталей 16ХЗНВФМБ-Ш и 38ХМЮА
4.4 Исследование влияния локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом на износостойкость поверхности конструкционных сталей 16ХЗНВФМБ-Ш и 38ХМЮА
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛОКАЛЬНОГО СТРУКТУРНОФАЗОВОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ «ШЕСТЕРНЯ» В ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМ
5.1 Обоснование выбора технологических режимов локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом
5.2 Технологический процесс локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом детали «шестерня»
5.3 Результаты обработки детали «шестерня» по технологии локального ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

1.4 Особенности ионного азотирования конструкционных сталей 16ХЗНМВФБ-Ш и 38ХМЮА
Сталь перлитного класса 38ХМЮА (0,35-0,42% С, 1,35-1,65% Сг, 0,15-0,25% Мо и 0,7-1,1% А1) была разработана в Советском Союзе в начале 30-х годов и применяют если главными требованиями, предъявляемыми к азотированному слою, являются высокие твердость и износостойкость. Сталь широко используют для изготовления зубчатых колес, гильз цилиндров, червяков, шпинделей, втулок и других деталей, упрочняемых азотированием. Предварительную термическую обработку - закалку и отпуск проводят в заготовках, а для деталей малого сечения - в прутках (до 50 мм). При проведении термической обработки стали 38ХМЮА необходимо учитывать, что она склонна к обезуглероживанию. Вследствие этого заготовки должны иметь достаточные припуски на обработку (2-3 мм), которые гарантировали бы полное удаление обезуглероженного слоя. Наличие обезуглероженного слоя недопустимо, так как он служит причиной «шелушения» азотированной поверхности. Закалку проводят с 930-950°С в воде (для крупных изделий) или масле. Температура отпуска должна на 50-100°С превышать максимальную температуру азотирования (обычно составляет 600-650°С). Для деталей малой жесткости перед окончательной механической обработкой проводят стабилизирующий отпуск в течение 3-10 ч при 550-600°С с последующим медленным охлаждением. Сталь 38ХМЮА обеспечивает наибольшую твердость азотированного слоя до НУ 1100-1200. В случае азотирования стали 38ХМЮА при температурах ниже эвтектоидной на поверхности диффузионного слоя образуется с-фаза, которая при охлаждении претерпевает распад с выделением легированной у'- фазы (Ре, МДИ. Непосредственно к слою сплошных нитридов, выявляемых под микроскопом в виде белого нетравящегося слоя, прилегает область, в которой рентгеновский анализ фиксирует трехфазное состояние е+ у'+а. Одновременное присутствие с- и а-фаз объясняется продвижением е-фазы по границам зерен. Основная часть слоя, выявляемая в виде более сильно травящейся зоны,