Новые легированные кремнием износостойкие сплавы и технологии их нанесения

Новые легированные кремнием износостойкие сплавы и технологии их нанесения

Автор: Лужанский, Илья Борисович

Шифр специальности: 05.16.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2011

Место защиты: Москва

Количество страниц: 328 с. ил.

Артикул: 5086421

Автор: Лужанский, Илья Борисович

Стоимость: 250 руб.

Новые легированные кремнием износостойкие сплавы и технологии их нанесения  Новые легированные кремнием износостойкие сплавы и технологии их нанесения 

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ КОНЦЕПЦИЙ РАЗРАБОТКИ ИЗНОСОСТОЙКИХ СПЛАВОВ НА
ОСНОВЕ АНАЛИЗА МЕХАНИЗМОВ ИЗНАШИВАНИЯ
Трение металл по металлу при высоких температурах и удельных давлениях. Такой
вид изнашивания характерен для штамповой оснастки горячего деформирования и
формообразующих деталей металлургического оборудования.
Одна из первых концепций, описывающих процесс износа, сформулирована
Н.Н.Давиденковым, рассматривающим механический износ как два самостоятельных,
протекающих одновременно, процесса истирания и смятия.
И.В.Крагельский рассматривает процесс износа как поверхностное
диспергирование в результате многократной пластической деформации, приводящей
к упрочнению и усталостному разрушению. Абсорбционное воздействие окружающей
среды интенсифицирует этот процесс, облегчая пластическое деформирование и
последующее хрупкое разрушение металла в поверхностном слое.
При этом следует учитывать, развиваемое И.Н.Любарским положение о
поверхностной прочности, согласно которому при оценке антифрикционных
характеристик сплава неправомерно применение его объемных констант прочности и
пластичности, поскольку они не учитывают изменения в поверхностном слое,
обусловленные трансформацией дислокационных и электронных конфигураций при
трении упрочнение и аномальную пластичность, эффект Ребиндера и
физикохимические превращения при взаимодействии со средой.
Определяющее влияние свойств окисной пленки на износостойкость металлов и
сплавов подтвердили исследования И.В.Крагельского ,
О.Кубашсвского , Ф.Боудена , 8, М.Кукса 1, М.Патерсона 3.
Кроме окислительной способности среды, на трение и износ влияют химический
состав сплава и параметры трения. Состав пленки, как правило, существенно
отличается от химического состава сплава окисная пленка обогащается
легирующим элементом в степени тем большей, чем больше его сродство к кислороду
и легче его диффузия через пленку.
Е.С.Студенок 6, изучая износостойкость нестабильных марганцевокремнистых
аустснитных сталей Г, ГС2 и ГС4 при трении скольжения, установил
на образцах ГС2 прочную окисную кремнистую пленку, у сталей с 2,0 кремния
при высоких скоростях скольжения сохраняется высокая микротвердость
поверхности трения, что сопровождается образованием сравнительно низкого
количества афазы.
Легирование стали 4,0 кремния приводит к обезуглероживанию матрицы и снижению
износостойкости.
Наши металлографические исследования поверхности трения i Мосплавов
показали, что характер износа в условиях испытания на задирае мость, в
значительной мере, определяется глубиной проникновения пластической
деформации. Так, при нормальном износе К мкмм эта величина не превышает
0Д, в то время как при глубине задира К мкмм она достигает сотен
микрометров .
Анализ геометрии линии контакта трущихся поверхностей показал, что для
нормального износа характерна большие кривизна микронеровностей и расстояние
между соседними выступами, что в совокупности увеличивает площадь фактического
контакта снижая тем самым удельное давление на микровыступах и уменьшает
вероятность образования мостиков схватывания.
Влияние этих величин на интенсивность износа было теоретически обосновало
Силиным 0 на модели поверхности трения. К таким же результатам пришел
И.В.Крагельский, на основе статистической оценки процесса трения.
На рисунке 1. приведен макрошлиф сечения поверхности трения видна зона
пластической деформации в выступах и очаги начала разрушения поверхностного
Замеры микротвердости и металлографический анализ не выявили структурных
превращений в поверхностном слое трения. Однако, с учетом данных
в
а износ без схватывания сплав ЦН, Руд 0 кгсм2, Т 5С б износ
со схватыванием сплав ЦН6, Руд 0 кгсм2, Т 5С в нормальный
износ, без разрушения пленки вторичных структур сплав ЦН , Руд 1 ООО
кгсм2, Т 5С
Рисунок 1.1 Микроструктура поверхности трения ,
И.М.Любарского , согласно которым металл в зоне контакта характеризуется
псевдоаморфным структурным состоянием, которое резко изменяеется при выходе из
контакта, эти исследования необходимо продолжить. Кремний при его содержании
более 5,5 резко повышает износостойкость сталей типа 8, при этом снижается
сопротивляемость теплосменам на фоне повышения НЯС 2Г и НЯС рисунок 1.2.
Характер зависимостей Г период кристаллической решетки Бе сплавов
и влияния содержания кремния на твердость и противозадирные свойства
БеСгЬПЗьсцлавов типа почти идентичен для 5,5 кремния характерен
резкий скачок свойств рисунок 1.3.
На основе анализа литературных и наших экспериментальных данных, полагаем, что
кремний влияет на повышение противозадирных свойств двояко активно упрочняя
матрицу сплава по механизму твердорастворного упрочнения, имея ввиду небольшой
размер его атома иона , , и создавая прочную, быстрорегенерируютцую
крсмнийсодержашую окиснуто пленку.
Развивая эту концепцию, схема разрушения пленки вторичных струкгур при трении
выглядит так при одинаковой прочности в широком диапазоне температур металла
и пленки которая находится в метастабильном состоянии, она деформируется
вместе с металлом, что затрудняет схватывание. Более прочная твердая пленка в
условиях больших удельных давлений и температур прогибаясь ломается, пленка
с твердостью ниже твердости металла при скольжении срезается. При этом
обнажаются ювенильные поверхности металла, что приводит к нарушению
динамического равновесия процессов нормального износа.
Легирование молибденом качественно изменяет картину износа сплавов типа
ХНС5МЗГ ЦН и ХНСЗМ2ГТ ЦН не наблюдали макросхватывания,
глубинного вырыва и налипания металла рисунок 1.1 в. Такое изменение
характера износа позволяет предположить, что положительное влияние молибдена,
в значительной мере, связано с повышением жаропрочности сплава. Кроме того,
учитывая данные согласно которым кремнийсодержащие пленки вторичных структур
являются барьером для диффузии


в
Рисунок 1.2 Влияние кремния на твердость, сопротивляемость теплосменам и
противозадирные свойства а, величину удельного задира б сплавов типа ЦI
. Тс же зависимости для сплава IЩ в .


Рисунок 1.3 Влияние кремния на период кристаллической решетки 1, удельное
электросопротивление 2 и твердость Ре8сплавов 3 . Влияние кремния на
твердость 1 и противозадирные свойства РеСгМ8сплавов 2
молибдена , , , можно также предположить, что, помимо общего
упрочнения сплава, молибден, концентрируясь в подповерхностном слое трения,
дополнительно повышает его жаропрочность. В результате, затрудняется
пластическое течение поверхностного слоя металла при трении и тем самым
обеспечивается благоприятное соотношение площадей ювенильных и
пассивированных участков контактирующих поверхностей. Рентгеноспектральный
микроанализ не выявил повышение концентрации молибдена в подповерхностном
слое, повидимому в связи с малой его толщиной и возможностями метода анализа.
В тоже время, теплостойкость лучших штамповых сталей 4Х5МФС и ЗХ2В8Ф не
превышает 0С. Легирование кобальтом 8,0 повышает эту характеристику до
0С, но это ниже реальных температур на рабочих поверхностях.
Теплостойкость лучших наплавочных сплавов с карбидным электроды ОЗИЗ, сплав
Х4М4ВФ и интерметалл и дным упрочнением электроды ОЗИ 5, сплав
КВМХЗСФ равна 0 и 0С соответственно.
Актуальность


Изнашивание в газожидкостных абразивных потоках. ХН8АМ2. ЦН внесли ученые ЦНИИТМАШ Яровинский X. Гельман , Рунов А. Старченко Е. Восточная Сибирь Тихий океан ВСТО. ХНС2М1. Трение металл по металлу при высоких температурах и удельных давлениях. Н.Н. И.В. При этом следует учитывать, развиваемое И. И.В. О.Кубашсвского , Ф. Боудена , 8, М. Кукса 1, М. Патерсона 3. Е.С. Силиным 0 на модели поверхности трения. И.В. Крагельский, на основе статистической оценки процесса трения. На рисунке 1. Рисунок 1. Микроструктура поверхности трения ,
И. НЯС 2Г и НЯС рисунок 1. Рисунок 1. Тс же зависимости для сплава IЩ в . Рисунок 1. Ре8сплавов 3 . С, но это ниже реальных температур на рабочих поверхностях. КВМХЗСФ равна 0 и 0С соответственно. Суммарный объем зон, в которых образуются микрополости функция угла атаки. Большинство частиц износа равноосные. Угол отаки. Рисунок 1. Г









стружку, зато значительное число имеет форму пластин. Бокштейном С. Левиным С. Сгсплавов мы не обнаружили. Как правило, чем выше твердость карбида, тем более износостоек сплав. Механизм влияния бора на структуру и свойства весьма сложен. С4ГЗХ2Р и Х6Г6СЗРАФ нами не обнаружена. Р , , . Мо и V. Крб2ос и 1Ш. СЭ, соответственно. Х5М8Ф2В2 ОЗШ2 кремнием и алюминием. IV и V. Теплостойкость оценивали после отпуска т 4 ч при температуре 0 С. Перспективные варианты сплавов исследовали более детально. ШМ3 методом одноступенчатых углеродных реплик. Электроды разработаны автором в ОАО Машиностроительный завод им. САМЕВАХ. ПО АвтоЗИЛ, АЗЛК, 1ый ГПЗ, БМЗ. С испытаний. Калибр. МИМ8. ТК2М. МИМ8. V и 0В. ПМТ3. АРД ii. Наиболее распространенная конструкция центробежный ускоритель. Люберецкого карьера равен 5 мкм. При этом процессы растворения металла легко контролировать. ОЗШ6 ХН9МЗС2 0,. ОЗШ6 0,2 ммгод, углеродистая сталь до 1,5 ммгод.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.254, запросов: 232