Исследование и разработка наплавочных сплавов, стойких в условиях абразивного воздействия, на основе структурно-энергетического подхода

• Автор: Фивейский, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1 АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ

МАТЕРИАЛОВ АБРАЗИВНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

1.1 Абразивное изнашивание материалов

1.2 Методы повышения работоспособности деталей,

подверженных абразивному воздействию

1.3 Наплавочные сплавы, стойкие в условиях абразивного изнашивания

1.4 Методы оценки сопротивления материалов разрушению

1.5 Прогнозирование структуры и свойств наплавочных сплавов

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ПРОГНОЗА СТРУКТУРЫ

МАТРИЦЫ ИЗНОСОСТОЙКИХ НАПЛАВОЧНЫХ СПЛАВОВ

2.1 Уточнение коэффициентов влияния легирующих элементов
на процессы мартенсито- и ферритообразования
2.2 Структурная диаграмма наплавленного металла в области
промежуточного и диффузионного превращений
2.3 Учет влияния скорости охлаждения на структуру матрицы сплавов
Выводы по главе 2
3 ЭНЕРГОЕМКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ МНОГОФАЗНЫХ СПЛАВОВ
3.1 Определение удельных энергий разрушения
3.2 Удельная энергия разрушения основных типов упрочняющих фаз
3.3 Влияние легирования на величину удельной энергии
разрушения основных структурных составляющих
3.3.1 Выбор материалов и методика испытаний
3.3.2 Математическая обработка результатов исследования
3.4 Математическое представление влияния легирования
на энергию разрушения гетерогенного наплавочного сплава
Выводы по главе 3

4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА ДЛЯ ВЫБОРА И РАЗРАБОТКИ АПЛАВОЧНЫХ СПЛАВОВ
4.1 Анализ структуры и свойств современных наплавочных материалов
4.2 Применение расчетного метода для совершенствования состава наплавленного металла
4.3 Применение модернизированного состава наплавочного сплава для механизированной наплавки рабочих органов ножей дорожной техники
Выводы по главе 4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЕ
Повышение надежности и долговечности выпускаемого и находящегося в эксплуатации оборудования является одной из основных задач увеличения эффективности и конкурентоспособности отечественного машиностроительного производства. Абразивный износ деталей и инструментов существенно ограничивает сроки службы оборудования различного назначения, в том числе горного, дробильно-размольного, металлургического, а также дорожно-строительных машин.
Наплавка износостойкими сплавами рабочих поверхностей является одним из наиболее эффективных способов упрочнения деталей, подверженных абразивному и ударно-абразивному воздействию. Выбор оптимального состава наплавленного металла часто связан с необходимостью выполнения большого объема экспериментальных работ, не всегда приводящих к желаемому результату.
Для различных условий воздействия изнашивающих нагрузок оптимальная износостойкость обеспечивается при различном, но характерном для каждого случая структурно-фазовом состоянии изнашиваемого материала. Перспективным направлением повышения износостойкости является получение расчетным путем состава наплавочного материала, имеющего экономную систему легирования, исходя из оптимального структурного и фазового состава сплава для заданных условий изнашивания. В связи с этим весьма выгодным оказывается структурно-энергетический подход к оценке и прогнозированию свойств наплавленного металла, работающего в условиях абразивного и ударно-абразивного воздействия. Однако использование данного подхода ограничено отсутствием достоверных данных об энергиях разрушения упрочняющих фаз и структурных составляющих.
Данная работа посвящена созданию математической модели, позволяющей прогнозировать структуру и свойства износостойких наплавочных сплавов, а также методике использования её при модернизации составов существующих
К4 = 4,383 •[№] 'ю'90 при [№]<0,3% следует принимать К4=13,5.
(2.2)
N1, % (мае.)
Рис.2.1 Изменение коэффициента К4 в зависимости от концентрации никеля в матрице сплава
Данные о влиянии концентрации марганца в твердом растворе на процесс мартенситообразования приведены в табл.2.2. Математическая обработка этих данных позволила описать зависимость коэффициента относительного влияния марганца на процесс мартенситообразования в матрице сплавов (рис.2.2) следующим выражением:
К5 = 3,57[Мп]-*-6 (2.3)
при [Мп]<0,5% следует принимать К5=5,5.