Влияние исходной структуры углеродистой стали на диффузионные процессы и эффективность упрочнения деталей судовых механизмов при электромеханической обработке

• Автор: Малышко, Светлана Борисовна
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Обзор работ в области современных технологий поверхностного

упрочнения деталей

1.1 Сравнительный анализ различных методов поверхностного

упрочнения

1.2 Сущность и методы электромеханической обработки

1.3 Обзор достижений в области электромеханической обработки

1.3.1 Влияние режимов электромеханической обработки на глубину, микротвердость и параметры шероховатости поверхностного
слоя

1.3.2 Исследование фазовых превращений, структуры и свойств

упрочненного слоя при электромеханической обработке
1.3.3 Влияние электромеханической обработки на эксплуатационные
свойства деталей, применяемых в машиностроении
1.3.4 Выводы и постановка задачи исследования
2 Теоретическое исследование диффузии в сталях с различной
исходной структурой
2.1 Расчетно-аналитическое исследование фазовых превращений в углеродистой эвтектоидной стали с пластинчатой формой
перлита
2.1.1 Модель структурных превращений
2.1.2 Постановка задачи диффузии
2.1.3 Результаты расчетов
2.1.4 Определение функциональной зависимости времени
диффузионного превращения от температуры нагрева
2.2 Расчетно-аналитическое исследование фазовых превращений в
доэвтектоидных сталях в исходном отожженном состоянии
2.2.1 Модель структурных превращений

Результаты расчетов
Расчетно-аналитическое исследование фазовых превращений в углеродистой стали с зернистой формой перлита Модель структурных превращений Постановка задачи диффузии Результата расчетов
Методика экспериментального исследования Материалы для образцов
Оборудование для электромеханической обработки Технология электромеханической обработки Металлографический анализ Определение микротвердости Определение глубины упрочненной зоны Рентгеноструктурный анализ Результаты экспериментальных исследований Исследование стали У 8 с исходной отожженной и нормализованной структурой
Исследование стали 35 с исходной феррито-перлитной структурой
Исследование стали 45 с исходной структурой сорбита отпуска Заключение
Список использованных источников Приложение А Приложение Б Приложение В

Введение
Актуальность темы обусловлена совершенствованием методов упрочнения и восстановления цилиндрических деталей судовых технических средств: коленчатых и гребных валов, баллеров рулей, поршневых штоков и многих других в условиях судоремонтного производства и обеспечения необходимого уровня их надежности и долговечности. Надежность работы деталей судовых механизмов непосредственно связана с качеством поверхностного слоя деталей, которое характеризуется геометрическими и физикомеханическими параметрами. От качества поверхностного слоя зависят эксплуатационные свойства - сопротивление усталости, износостойкость, коррозионная стойкость, сопротивление контактной усталости и др. В связи с интенсификацией эксплуатационных процессов, увеличением скоростей перемещения рабочих органов, повышением температур и давлений роль качества поверхностного слоя значительно возрастает.
С помощью традиционно применяемых методов окончательной обработки (шлифование, хонингование, доводка) создается необходимая форма деталей с заданной точностью, но часто не обеспечиваются требуемые свойства поверхностного слоя. В связи с этим одной из задач исследований в области технологии судостроения и судоремонта является разработка прогрессивных технологических процессов на основе использования новых физических явлений, обеспечивающих повышение качества и производительности труда, т.е. ресурсопотребления, а также улучшение экологической обстановки. Для решения этих проблем в современном судостроении и судоремонте все более широкое применение находят методы упрочнения поверхностного слоя деталей, основанные на интенсивном воздействии на материал концентрированных потоков энергии при лазерной, электронно-лучевой, плазменной и электромеханической обработке.
Электромеханическая обработка (ЭМО) отличается одновременным термическим и силовым воздействием на поверхность обрабатываемой дета-

той или иной степени дисперсности с равномерным распределением карбидной фазы.
Далее авторы работы приводят свое обоснование выбора исходной структуры для ЭМО, сравнивая скорость аустенизации перлита с пластинчатой и с зернистой формой цементита.
Если исходить только из необходимости получения возможно большей толщины закаленного слоя и экономических соображений, то следовало бы в качестве оптимальной исходной структуры принять троостит закалки и для его получения назначить одинарную предварительную термическую обработку, проведение которой требует только одного нагрева. В пользу одинарной обработки говорит и тот факт, что троостит закалки с пластинчатой формой частиц карбидной фазы аустенизируется быстрее, чем троостит отпуска, имеющий зернистую форму карбидов, а это способствует увеличению толщины электромеханически закаленного слоя. Такое преимущество троостита закалки может быть объяснено сопоставлением кинетического и термодинамического факторов аустенизации для троостита закалки и троостита отпуска. К кинетическому фактору аустенизации относится удельная межфазная поверхность раздела. Поскольку при аустенизации стали зарождение аусте-нита происходит на границах раздела между ферритной и карбидной фазами, то увеличение удельной межфазной поверхности раздела способствует ускорению процесса аустенизации. Термодинамическим фактором аустенизации является отношение поверхности карбидной частицы к ее объему. Чем больше это отношение, тем больше структурное отклонение ферритокарбидной смеси от состояния равновесия и, следовательно, тем больше термодинамический стимул превращения ее в аустенит при соответствующем нагреве. Таким образом, исходная структура троостит закалки из-за пластинчатой формы карбидных частиц имеет более благоприятные кинетический и термодинамический факторы аустенизации, чем троостит отпуска с зернистой формой карбидов, и поэтому одинарная предварительная обработка является оп-