Разработка методик прогнозирования прокаливаемости конструкционных сталей

• Автор: Косоногова, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 305 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 3. Основные аспекты исследования прокаливаемости
стали
1.1 Важнейшие факторы, влияющие на прокаливаемость стали
1.1.3 Химический состав сталей
1.1.2 Величина зерна
1.1.3 Технологические факторы
1.1.4 Влияние химико-термической обработки на свойства поверхностных слоев сталей
1.2 Методы определения прокаливаемости
1.2.1 Методы объемной закалки образцов
1.2.2 Метод торцевой закалки
1.2.3 Методы, использующие диаграммы превращений аустенита
1.2.4 Расчетные методы
1.3 Статистические методы обработки результатов исследований
прокаливаемости
1.3.1 Критерии оценки прокаливаемости
1.3.2 Распределение твердости в полосах прокаливаемости
1.3.3 Прогнозирование свойств закаливаемых изделий
Выводыкглаве
ГЛАВА 2. Методика исследования
2.1 Выбор материалов
2.2 Определение химического состава
2.3 Испытания на прокаливаемость
2.3.1 Измерение твердости и температуры
2.4 Микроструктурные исследования
2.5 Статистическая обработка результатов определения прокаливаемости

2.6 Графическое представление экспериментальных данных
ГЛАВА 3. Вероятностные распределения твердости в полосах
прокаливаемости сталей
3.1 Анализ данных для стали 20ХГНМ
3.2 Анализ данных для стали 22ХНМ
3.3 Анализ данных для стали 24ХНМ
3.4 Анализ данных для стали 20ХН2М
3.5 Анализ данных для стали 23ХН2М
3.6 Анализ данных для стали 25ХГМ
3.7 Анализ данных для стали ЗОХ
3.8 Анализ данных для стали ЗОХМ
3.9 Анализ данных для стали 27ХГР
3.10 Структуры закаленных сталей
ГЛАВА 4. Прогнозирование прокаливаемости конструкционных
сталей
4.1 Ускоренная методика прогнозирования прокаливаемости
4.2 Компьютерная методика прогнозирования прокаливаемости
4.3 Регрессионная методика прогнозирования прокаливаемости
4.4 Особенности разработанных методик и области их применения
ГЛАВА 5. Разработка практических рекомендаций и результаты их
использования в производстве
Основные выводы
Список используемой литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Автомобилестроение во всех странах- ведущая отрасль машиностроения. Перспективы развития автомобилестроения в значительной степени обуславливаются сокращением времени и затрат на разработку и освоение производства новых конкурентноспособных моделей автомобилей. Возрастающие при этом требования по надежности и безопасности делают исключительно важными вопросы обеспечения качества автомобильных деталей и узлов.
Эксплуатационная долговечность деталей автомобилей во многом определяется технологией их упрочнения [ 1,2 ]. Чаще всего оптимальный комплекс механических свойств сталей , необходимый для надежной работы деталей, достигается в результате применения закалки и отпуска [4,5,6]. Поэтому прокаливаемость, характеризующая способность стали закаливаться на определенную глубину, является одним из важнейших свойств сталей, применяемых для изготовления тяжело нагруженных шестерен, валов и других деталей автомобилей.
В технологии термической обработки величина прокаливаемости сталей реализуется в значениях твердости, получаемых в сечениях закаливаемых деталей. Обеспечение этой твердости в диапазоне, задаваемом конструкторской документацией, составляет главную технологическую задачу. Однако существует и обратная задача, возникающая на стадии конструкторских разработок, когда необходимо осуществить выбор марок сталей для проектируемых деталей и сформулировать требования чертежа по твердости в ответственных сечениях термоупрочняемых деталей. В производстве не исключены случаи, когда требования конструкторской документации по твердости после закалки не согласуются с марочными свойствами сталей по величине прокаливаемости и применяемыми к ним технологиями термообработки. Эта несогласованность ведет к увеличе-

Критерий прокаливаемости, выражаемый значениями твердости на заданном расстоянии от закаленного торца стандартного (по ГОСТ 5657-69) образца, используется в технологических и конструкторских разработках для формулирования требований к применяемым сталям по прокаливаемости:
• по максимальной и минимальной твердости на определенном расстоянии от торца: П= ЖС тах И ; П= ШС/Ь ;
• по минимальному и максимальному значению твердости на заданном расстоянии от торца : П= ЖС : ЖС ;
• по минимальному и максимальному расстоянию от торца до сечения с определенной твердостью : П= ЖС / Ьшж;
• по величине минимального значения твердости на разных расстояниях от торца: П= ЖС/Ьі ; П= ЖС/Ьг;
• по величине максимального значения твердости на разных расстояниях от торца: П= ЖСт/іі; П= ЖС тах/I2
1.3.2 Распределение твердости в полосе прокаливаемости.
Несмотря на то, что большинством исследователей подтверждается многофакторность и статистическая природа прокаливаемости [ 6, 28 ], литературных данных, посвященных изучению этого вопроса , довольно мало.
В работе [21, 41] опубликованы полосы прокаливаемости ряда углеродистых и легированных марок сталей, содержащие точечные распределения значений твердости. При этом были определены максимальные, минимальные и средние значения твердости для расстояний по длине торцевых образцов соответствующих сталей. Однако статистическая оценка плотности распределения твердости внутри этих полос не производилась, хотя точечная неравномерность распределений значений твердости была очевидна для всех исследованных марок сталей.