Разработка структурного состояния азотированного слоя конструкционных сталей, ответственного за их износостойкость

• Автор: Мичугина, Мария Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 227 с. : ил.

ГЛАВА 1. Аналитический обзор. Структура и износостойкость

металлических материалов

1.1. Структурные аспекты износостойкости

1.1.1. Влияние типа кристаллической решетки на триботехнические характеристики

1.1.2. Влияние гетерофазных структур на износостойкость

1.2. Особенности деформации и разрушения поверхностных слоев при трении

1.2.1. Механизм усталостного разрушения

1.2.2. Пластическая деформация поверхностных слоев

и вторичные структуры на поверхностях трения

1.3. Износостойкость азотированных сталей

1.3.1. Современные представления о механизме формирования структуры азотированного слоя
1.3.2. Характеристики трения и износа азотированных сталей
Выводы по главе
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1. Исследуемые металлические материалы
2.2. Методы обработки образцов сталей и сплавов
2.3. Методы структурных исследований
2.4. Методы измерения твердости
2.5. Методы испытаний на износостойкость
Выводы по главе

ГЛАВА 3. Исследование зависимости износостойкости азотированных конструкционных сталей от характеристик структурного
состояния поверхностного слоя
3.1. Влияние легирующих элементов на структуру и износостойкость сплавов железа
3.2. Влияние структуры азотированного слоя на износостойкость сталей при разных видах испытаний
3.3. Влияние структуры азотированного слоя на эффект деформационного упрочнения и износостойкость сталей и сплавов при трении скольжении
3.4. Обсуждение результатов исследований
Выводы по главе
Г Л А В А 4. Влияние параметров технологии обработки на структуру и износостойкость азотированных сталей
4.1. Влияние величины зерна
4.2. Влияние обезуглероживания стали ВКС-7 на структуру
и свойства азотированного слоя
4.3. Влияние условий нагрева при азотировании
4.4. Влияние способов поверхностного легирования азотом на структуру и износостойкость сталей
Выводы по главе
ГЛАВА 5. Разработка обобщенного параметра структуры поверхностного слоя для оптимизации процесса
азотирования изделий с позиций износостойкости
5.1. Взаимосвязь относительной износостойкости
азотированных сталей и сплавов с параметрами микроструктуры азотированного слоя и зоны
поверхностной пластической деформации при трении

5.2. Экспериментальная оценка триботехнических
характеристик пар «азотированная сталь 38Х2МЮА
промышленный сплав»
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Глава 2. Материалы и методы исследования
Экспериментальные методики исследования были выбраны таким образом, чтобы полученные на основе их использования параметры позволили установить взаимосвязь между структурой, формирующейся при азотировании, и свойствами при трении и прогнозировать эксплуатационные свойства высоконагруженных деталей машин, которые подвергаются изнашиванию в результате сил трения.
2.1. Исследуемые металлические материалы
Исследовали широко применяемые для азотирования стали [54-56], а также модельные сплавы, химический состав которых приведен в таблице 2.
Модельные сплавы выплавляли в испытательном центре ФГУП ЦНИИЧермет им.И.П.Бардина. Содержание углерода в сплавах <0,05% масс, это позволило исключить влияние углерода при азотировании. Легирование хромом, алюминием, никелем, титаном было обусловлено тем, что перечисленные выше элементы являются наиболее часто используемыми для сталей, подвергаемых различным видам химико-термической обработки.
Сталь 38Х2МЮА является широко распространенной азотируемой сталью, которая применяется для изготовления ответственных деталей сложной конфигурации, от которых требуется высокая поверхностная твердость, износостойкость и высокий предел выносливости [57]. Эта сталь была выбрана как типичная для азотирования, кроме того, наиболее часто встречающаяся в научных работах, посвященных азотированию.
Сталь 40Х - улучшаемая, может применяться как азотируемая. Используется для трущихся деталей машин.