Исследование наследственного влияния металлургических факторов на процессы структурообразования сталей при термической обработке тяжелонагруженных деталей автомобиля

• Автор: Астащенко, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 355 с. : ил.

1. Структурное состояние сплавов - основа служебных

и технологических свойств металла

1.1. Анализ методов подготовки структуры и свойств стали для механической обработки заготовок лезвийным инструментом
1.1.1. Микролегирование - основополагающий фактор улучшения обрабатываемости резанием конструкционных сталей
1.1.2. Термическая обработка - эффективный и наиболее рациональный метод подготовки структуры стали для качественной обработки резанием
1.2. Анализ методов структурообразования стали для повышения и управления физико-механическими и специальными свойствами для обеспечения высокой работоспособности изделий

1.2.1.Управление структурообразованием стали на стадии закалки

при термической обработке

1.2.2. Управление структурообразованием стали на стадии пластического деформирования изделий

1.2.3. Управление свойствами поверхностного слоя деталей

при упрочнении

1.3. Наследственность строения и свойств в стальных изделиях деталей машин
Выводы по главе и задачи исследования
2. Теоретическое обоснование параметров тепловой обработки стальных заготовок, способов контроля свойств закалочных сред и методов формирования служебных свойств стали
2.1.Основы выбора и теоретическое обоснование условий
охлаждения заготовок при изотермическом отжиге
2.2. Разработка и обоснование нового способа определения
охлаждающей способности закалочных сред
2.3. Исследование формирования служебных свойств металла
в системе его преобразования в деталь
Выводы по главе
3. Методы формирования структуры и свойств стальных заготовок для повышения их обрабатываемости резанием на автоматических линиях
3.1. Исследование обрабатываемости стальных заготовок на операциях резания
3.2. Исследование закономерности структурообразования стали и
разработка унифицированного способа термической обработки
Выводы по главе
4. Технологические аспекты комплексного исследования при разработке новых закалочных сред
4.1 .Исследования физико-химических и теплофизических
свойств закалочных сред
4.2.Влияние содержания полимера в растворе на закаливаемость, прокаливаемость и деформацию стали
4.3.Исследование влияния скорости охлаждения при закалке на механические свойства улучшаемых сталей
4.4.Влияние концентрации полимера в растворе на трещино-образование стали при закалке
4.5. Мероприятия по внедрению и эксплуатации закалочных сред
на основе водорастворимых полимеров
Выводы по главе

5.Материалы и ресурсосберегающие технологии упрочнения сплавов для достижения высоких эксплуатационных свойств изделий
5.1. Номографический метод выбора параметров термомеханической обработки
5.2. Качество поверхности и упрочненного слоя - основное звено повышения долговечности деталей
5.3. Технологические направления повышения геометрической точности зубчатых колес
5.3.1.Влияние предварительной термической обработки на деформацию стали при химико-термической обработке
5.3.2.Влияние технологии ХТО на геометрическую точность цементованных шестерен
5.4. Разработка новых составов порошкообразных смесей для борирования изделий
Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Библиографический сп исок
Приложение
1. Акты производственных испытаний обрабатываемости
резанием опытно-промышленных партий поковок
2. Акт об использовании унифицированной технологии изотермического отжига поковок и синтетической закалочной среды
3. Акт об использовании технологии борирования
4. Акты внедрения способов термической обработки
5. Акт внедрения полимерной охлаждающей жидкости

Перечень традиционных закалочных сред, применяемых в нашей стране и за рубежом для закалки конструкционных легированных и углеродистых сталей, приведен в таблице 1.2.
Выбор воды и водных растворов солей и щелочей в качестве закалочных сред объясняется их высокой устойчивостью по химическому составу в процессе нагрева и охлаждения. Обладая достаточно высокой скоростью охлаждения в интервале температур перлитного превращения, вода во многих случаях обеспечивает необходимую твердость поверхности и глубину закаленного слоя термоупрочняемых изделий. Большая скорость охлаждения в интервале температур мартенситного превращения обуславливает высокие внутренние напряжения и образование, при известных условиях, закалочных трещин на изделиях.
Недостатком воды, как охлаждающей среды, является резкая зависимость ее охлаждающей способности от температуры. С повышением температуры воды с 20 до 50°С охлаждающая способность в интервале температур 550-650°С уменьшается более, чем в 4 раза. Область пузырькового кипения у горячей воды при этом сужается, максимум скорости охлаждения смещается в область более низких температур - в область мартенситного превращения - и уменьшается более, чем в 7 раз. [106,107,137,143,182]. Это приводит к неравномерности охлаждения изделий при закалке и обуславливает их повышенные деформацию и трещинообразование.
Введение принудительного перемешивания жидкости повышает равномерность охлаждения и снижает в некоторой степени брак по «пятнистой» закалке и закалочным трещинам [92,107,137].
Результаты многочисленных исследований, полученные различными авторами, показывают, что приблизить охлаждающую способность воды путем ее подогрева к охлаждающей способности масла не представляется возможным [137,143,182].