Функционально-ориентированные технологии термической обработки стальных изделий при создании конкурентоспособной продукции машиностроения

• Автор: Родькин, Илья Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ И ИНТЕРНЕТ-ИСТОЧНИКОВ В ОБЛАСТИ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНООРИЕНТИРОВАННЫХ СВОЙСТВ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ
1.1 Требования к сталям для пластически деформируемых металлоизделий
1.2 Анализ методов подготовки структурного состояния стали для лезвийной обработки заготовок
1.3 Технологические аспекты повышения качества упрочняемых зубчатых деталей автомобиля
Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Методы определения и химический состав исследуемых сталей
2.2 Металлографические исследования макро - и микроструктуры
2.3 Исследование механических и специальных свойств сталей
2.4 Математическая обработка экспериментальных данных
Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПОД ХОЛОДНУЮ ПЛАСТИЧЕСКУЮ ДЕФОРМАЦИЮ
3.1 Влияние параметров термической обработки на структуру и свойства легированной стали 12ХНЗА
3.2 Отжиг стали 20ХГНМ (20ХГНМТА) под холодную объемную штамповку и свойства зубчатых деталей, изготовленных из холоднодеформированных
заготовок
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЫЯВЛЕНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ СКРЫТЫХ РЕЗЕРВОВ В КУЗНЕЧНО-ТЕРМИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
4.1 Целенаправленная подготовка структуры стали при тепловой обработке заготовок
4.2 Инновационные решения при металлопеределе стальных полуфабрикатов
для повышения свойств деталей машин
Выводы по главе
ГЛАВА 5. КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ СОЗДАНИИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ
5.1. Влияние технологических факторов при изготовлении поковок на геометрическую точность деталей
5.2. Технологические решения на этапе упрочнения деталей по снижению уровня шума зубчатых зацеплений
5.3. Контроль качества металла цементованных зубчатых деталей
по усовершенствованным критериям
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей задачей современного машиностроения является изготовление высококачественной и конкурентоспособной металлопродукции - полуфабрикатов и деталей различного функционального назначения, отвечающей уровню европейских и мировых стандартов, по технологичности в производстве, работоспособности и надежности в эксплуатации.
Изготовление большинства деталей машин предусматривает применение традиционных технологий: пластическая деформация, механическая, термическая и химико-термическая обработки. Однако возможности этих технологий еще далеко не исчерпаны и имеются довольно значимые скрытые резервы и, в первую очередь, те, которые направлены на создание необходимой структуры стали, обеспечивающей повышение технологических и служебных свойств металлов и сплавов. В формировании структурного состояния сплава участвуют не только технологические воздействия при металлопеределе в машиностроительном производстве, но и наследственность макро- и микростроения металлургического характера. Поэтому при металлопеределе необходимо не только сохранить положительную, но и уменьшить отрицательную наследственность химической и структурной неоднородности сплава.
Ключевое внимание в машиностроительном производстве уделяется процессам подготовки структурного состояния стали к холодной пластической деформации. Это объясняется существенным вкладом пластического деформирования в формирование и повышение служебных свойств изделий, а так же достижение коэффициента использования металла на уровне 93-95%. Вышесказанное достигается за счет точности изготовления изделий, чистоты их поверхности и сохранения в готовых деталях благоприятной текстуры деформации.
Однако, получение качественных металлоизделий таким способом проблематично, особенно из легированных марок сталей, так как они имеют пониженную, в сравнении с углеродистой сталью, и нестабильную пластичность из-за различных способов ее производства и последующего технологического передела. Для обеспечения деформации стали при комнатной температуре
Таблица 4 - Режимы отжига заготовок из цементуемых и нитроцементуемых сталей
Параметры отжига Организация, фирма
ЯМЗ ниит- автопром ЗИЛ Фирма «Айхелин» Фирма «Хеннинг»
2 3 4 5 6
Температура аустенитизации, °С 920-940 860-880 920-940 940-950
Время подстуживания 2-Мчаса < 8 мин < 8 мин < 10 мин не указывает- ся
Температура изотермической выдержки, °С 630-650 590-610 620-640 650
Длительность изотерм ической выдержки > 2 часа 3-4 часа 2-4 часа < 2 часа 2-4 часа
Так Ярославский моторный завод (ЯМЗ) особое внимание уделяет прокаливаемости стали, которая, по мнению специалистов, влияет на деформацию при последующей химико-термической обработке (ХТО) выбор температур под аустенитизацию. Для стали с низкой прокаливаемостью температура аустенитизации составляет 880°С, для стали с повышенной прокаливаемостью- 92СН-940°С. Оптимальной температурой для низкоуглеродистых легированных сталей с нерегламентированной прокаливаемостью выбран интервал температур 92()-940°С.
Выбор температуры аустенитизации 920-940°С обусловлен тем, что при охлаждении на воздухе поковок после штамповки в структуре стали с повышенной прокаливаемостью появляются участки бейнита или мартенсита. Как показывают исследования, температура аустенитизации 880°С для полной перекристаллизации стали в этом случае является недостаточной [13, 72]. К недостаткам этой технологии отжига следует отнести также и длительность обработки, которая создана за счет медленного охлаждения изделий непосредственно в печи до температуры минимальной устойчивости аустенита.
НИИТАвтопромом после проведённых экспериментальных работ по ИО стали 15ХГН2ТА в условиях кузнечного завода ОАО «КАМАЗ» указывалось, что