Комбинированные технологии поверхностного упрочнения конструкционных сталей

• Автор: Чудина, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 336 с. : ил.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ

КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1.1. Анализ существующих дислокационных теорий и механизмов упрочнения металлических сплавов

1.2. Влияние структурных факторов на характеристики конструкционной прочности

1.3. Анализ технологических способов реализации различных механизмов упрочнения при разработке упрочняющих технологий

1.4. Пути повышения конструкционной прочности стали на основе

оптимизации структурных параметров

Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕМ С ЦЕЛЬЮ ФОРМИРОВАНИЯ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ СТРУКТУРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ СТАЛЕЙ
2.1. Графо-аналитические модели расчета уровня прочности при реализации различных механизмов упрочнения
2.2. Расчетные модели прогнозируемой прочности стали на основе анализа существующих дислокационных теорий прочности и механизмов упрочнения
2.2.1. Основные этапы разработки расчетных моделей
2.2.2. Расчет прогнозируемого упрочнения а - железа после лазерной термообработки
2.2.3. Расчет прогнозируемого упрочнения железной матрицы после лазерного легирования нитридообразующими элементами

2.2.4. Расчет прогнозируемого упрочнения двойных Fe-ЛЭ сплавов в результате азотирования
2.2.5. Оценка вклада различных упрочняющих механизмов в общий уровень прочности при лазерной термообработке, лазерном легировании и азотировании
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ КОМБИНИРОВАННЫМ МЕТОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И УЛЬТРАЗВУКА
3.1. Методы ультразвукового поверхностного пластического деформирования
3.1.1. Ультразвуковая обработка (У30)
3.1.2. Виброударная ультразвуковая обработка (ВУЗО)
3.2. Исследование влияния параметров ультразвукового ППД на структуру и свойства поверхностного слоя сталей аустёнитного (12Х18Н9Т) и мартенситного (Х15Н5Д2Т) классов
3.3. Исследование влияния параметров комбинированных обработок на структуру и свойства упрочненной поверхности закаленной стали
3.3.1. Микротвердость, структура и фазовый состав
3.3.2 Расчет уровня упрочнения сталей после комбинированной
обработки
З.З.З.Оценка вклада различных механизмов упрочнения
3.3.4. Влияние комбинированной обработки на распределение остаточных напряжений в поверхностном слое стали
3.4. Исследование влияния параметров ультразвуковой обработки на износостойкость и усталостную прочность сталей
3.5. Исследование влияния ультразвуковой обработки на изменение геометрических характеристик поверхностного слоя сталей
3.6. Рекомендации по выбору технологических режимов упрочняющей
обработки с применением ультразвука
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЛАЗЕРНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ И АЗОТИРОВАНИЯ
4.1. Выбор материала матрицы и типа легирующих элементов
4.2. Выбор технологических параметров лазерного легирования и азотирования
4.2.1. Исследование кинетики формирования зон лазерного легирования
4.2.2. Математическое моделирование процесса диффузионного насыщения азотом дискретно легированной железной матрицы с целью выявления оптимальных режимов азотирования
4.2.3. Рекомендации по выбору технологических режимов лазерного легирования и азотирования
Выводы по главе
ГЛАВА 5. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И ПОЛУЧЕНИЕ РЕГЛАМЕНТИРУЕМОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ
СТАЛИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКЕ
5.1. Влияние технологических режимов комбинированной обработки на
структуру, фазовый состав и свойства упрочненного слоя
5.1.1. Влияние лазерного легирования на микротвердость, строение и фазовый состав поверхностного слоя
5.1.2. Влияние азотирования на микротвердость, строение и фазовый состав поверхностного слоя лазернолегированной стали

Если легирование приводит к измельчению зерна, то в этом случае снижения вязкости разрушения не происходит.
Исследование влияния дислокаций на свойства сталей подтверждают мнение о том, что увеличение плотности дислокаций при их беспорядочном расположении приводит к снижению трещиностойкости К,«. Высокая плотность неорганизованных дислокаций р„ достигается пластической деформацией или в процессе фазовых превращений, например, при закалке.
При пластическом деформировании металла его плотность дислокаций увеличивается на 4...5 порядков, при этом достигается высокий уровень прочности. В машиностроении широко используется поверхностная пластическая деформация (наклеп) с целью повышения долговечности деталей машин. При этом сжимающие напряжения, возникающие в поверхностном слое, приводят к росту предела выносливости, предела текучести и износостойкости. Такие технологии как дробеструйная обработка, обкатка роликами или шаром, реализующие принцип комбинированного упрочнения — сохранения вязкой сердцевины и повышения поверхностной прочности -позволяют повысить усталостные характеристики деталей машин.
Упрочнение объема детали увеличением плотности неорганизованных дислокаций не имеет перспектив, так как при этом резко снижается надежность детали вследствие уменьшения трещиностойкости сплава (рис.1.11).