Разработка метода определения абразивной износостойкости сталей по механическим свойствам

• Автор: Бегова, Анастасия Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с.

Оглавление:

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМЕ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ И КРИТЕРИЯХ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ
1.1. Природа и виды механического изнашивания, особенности контактного разрушения сталей абразивом
1.2. Механизм изнашивания сталей абразивом
1.3. Анализ критериев абразивной износостойкости сталей
1.4. Цель работы и задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ
2.1. Выбор метода экспериментального исследования изнашивания сталей
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.2.1. Методика проведения трибологических испытаний
2.2.2. Выбор сталей для исследования и подготовка образ

2.3. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ
3.1. Исследование взаимосвязи механических свойств сталей

3.2. Исследование взаимосвязи износостойкости с механиче-

скими свойствами сталей
3.3. Исследование взаимосвязи износостойкости с комплексными показателями механических свойств сталей
3.4. Исследование влияния структурных аспектов сопротивления сталей изнашиванию
4. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ
СТАЛЕЙ ДЛЯ УСЛОВИЙ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ
4.1. Научные предпосылки выбора износостойких сталей
4.2. Разработка метода определения износостойкости сталей
по механическим свойствам
4.2.1. Анализ влияния механических свойств на сопротивление сталей изнашиванию абразивом
4.2.2. Построение статистических моделей «износостойкость - свойство»
4.2.3. Разработка номограмм для определения износостойкости сталей по механическим свойствам
4.3. Повышение износостойкости варьированием механических свойств сталей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Повышение производительности труда, экономия энергетических и сырьевых ресурсов, обеспечение конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения на мировом рынке зависят от надежности и долговечности машин и механизмов.
Современное машиностроение характеризуется повышением единичной мощности технологического и энергетического оборудования, что связано с увеличением рабочих температур, скоростей и давлений.
Абразивное изнашивание является одним из наиболее распространенных видов поверхностного разрушения, ограничивающих срок службы трибосопряжений машин различного назначения. В химической отрасли абразивное изнашивание характерно для транспортирующих и других машин, работающих с минеральным сырьем. В нефтедобывающей и газовой промышленности абразивному изнашиванию подвержен породоразрушающий инструмент, элементы колонны, насосоное оборудование, запорная арматура и др. На железнодорожном транспорте проявления абразивного изнашивания можно наблюдать для деталей путевых машин и тормозных колодок подвижного состава.
Анализ отказов оборудования показывает, что надежная работа трибосопряжений является определяющей в общей проблеме долговечности оборудования [113, 116]. Поэтому повышение ресурса промышленного оборудования неразрывно связано с повышением ресурса трибосопряжений машин и ресурса породоразрушающего инструмента в нефтяной, газовой, горнодобывающей и строительной отраслях промышленности. Наиболее эффективно эти проблемы решаются на основе комплексного подхода -совершенствование конструкций машин и аппаратов, а также повышение износостойкости материала, из которого изготавливаются детали трибосопряжений.
В последние годы исследования в области инженерного трибологического материаловедения были направлены на выявление

износостойкость экспериментальным путем. Смысл этого критерия пропадает, если им нельзя пользоваться без данных автора.
В этой связи представляется очевидным, что природа разрушения металлов в результате изнашивания абразивом носит преимущественно прочностной характер и поиск критериев среди механических характеристик является наиболее оправданным.
Таким образом, обобщая накопленные к настоящему времени выполненные теоретические разработки и экспериментальные данные в области механического изнашивания сталей, можно предложить следующую структурную формулу критерия <ти сопротивления металла изнашиванию

^и ~~ Сибаз УУ (16)

где сТцбаз — базовый критерий износостойкости металла - характеристика' свойств, определяющая сопротивление металла конкретному виду контактного нагружения (скольжение, качение, эрозионное нагружение и др.) в условиях лабораторных испытаний, когда определяющей является механическая компонента нагружения;
К, — поправочные коэффициенты, учитывающие влияние на базовый показатель дополнительных факторов контактного нагружения (контактной температуры Кь соотношения твердостей абразива и металла К2, зернистости абразива для скольжения по закрепленному абразиву К3, угла атаки для газоабразивного изнашивания К4, коррозионной активности среды К5 и др.).
При этом необходимо учитывать, что для определения базового критерия необходимо трибологические испытания проводить таким образом,