Износоустойчивость высокоуглеродистых сплавов в зависимости от характера легирования и режимов термической обработки

• Автор: Нигусе Тадеге Демеке
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Износ и износостойкость материалов.

1.2. Механизм и основные закономерности абразивного изнашивания

1.3. Выбор износостойких материалов для работы в условиях абразивного и ударноабразивного изнашивания.
1.4. Особенности фазовых превращений при охлаждении и деформировании в сплавах БеМпС и БеСгС.
1.5. Влияние химического состава и термической обработки на свойства высокохромистых сплавов

1.6. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материал исследования и его обработка.
2.2. Методика исследования.
2.2.1. Исследование фазовых превращений
2.2.2. Структурные исследования
2.3. Механические испытания
ГЛАВА 3. ИЗНОСОУСТОЙЧИВОСТЬ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКО И СРЕДНЕ ЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ.
3.1. Предварительные исследования
3.2. Фазовые превращения.
3.3. Износоустойчивость закалнных сплавов.
3.4. О зависимости износоустойчивости отпущенной стали от е
тврдости при трении об абразивную поверхность.
Выводы.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЛИТЫХ ХРОМОВАНАДИЕВЫХ СПЛАВОВ, ЗАКАЛННЫХ НА МАКСИМАЛЬНУЮ ТВРДОСТЬ.
4.1. Структура и свойства литых хромованадиевых сплавов.
4.2. Фазовые превращения в хромованадиевых сплавах
4.2.1. Влияние состава сплавов на критические точки и температуру М5.
4.2.2. Влияние химического состава и температуры аустенитизации на структуру и свойства хромованадиевых сплавов
4.2.3. Влияние углерода и хрома на мартенситное превращение.
4.3. Расчт зависимости тврдости хромованадиевых сплавов от температуры нагрева под закалку.
4.4. Износостойкость хромованадиевых сплавов при изнашивании абразивными частицами различной степени закреплнности
4.5. Влияние условий кристаллизации и модифицирования церием на структуру и износоустойчивость высоколегированных высокоуглеродистых сплавов..
4.6. Технология изготовления и промышленное опробование
износостойких деталей из хромованадиевых сплавов.
Выводы.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ЛИТЫХ ХРОМОВАНАДИЕВЫХ СПЛАВОВ,
ОБРАБОТАННЫХ НА ВТОРИЧНУЮ ТВЕРДОСТЬ
5.1 Исследование явления вторичной закалки в высокоуглеродистых
хромованадиевых сплавах
5.2. Исследование структуры, фазового состава и разупрочнения
хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твердость
5.2.1 Структура и теплостойкость сплавов после обработки на
вторичную твердость
5.2.2. Разупрочнение хромованадиевых сплавов при длительных нагревах.
5.3. Износостойкость хромованадиевых сплавов, обработанных на
вторичную тврдость.
Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Трение вызывает образование дефектов структуры - вакансий, дислоцированных атомов и дислокаций, а также их движение в поверхностных слоях/ Наличие большого числа вакансий делает этот слой рыхлым, механически слабым [4]. Плотность энергии и пластическая деформация достигают критической величины в момент образования частиц износа при распространении трещины, поэтому, кроме твердости, которая определяет эффективную поверхность контакта, и предела текучести, сила трения может также зависеть от вязкости разрушения, пластической деформации и способности к деформационному упрочнению материала. Сила трения, естественно, приводит к износу, однако, высокая сила трения не обязательно сопровождается высоким износом. Коэффициент трения является функцией различных свойств материала и условий нагружения [4]. Решающую роль при этом играют свойства, определяющие пластическую деформацию, образование и распространение трещин []. Механизм образования частиц износа может изменяться от вязкого к хрупкому, при этом вязкое разрушение рассматривается как распространение трещины субкритического размера. С точки зрения механики деформируемых сред процесс разрушения при трении рассматривается на атомном уровне; кинетика разрушения фрикционного контакта до сих пор носит дискуссионный характер. Отмечается специфичность микромеханизмов пластической деформации, которой подвергаются поверхностные слои. Необратимая (пластическая) деформация фрикционного контакта [] может быть разложена на две составляющие: собственно пластическую деформацию без изменения объема и дислокационную, сопровождающуюся изменением объема (в окрестности разрыва возникает рыхлая прослойка, которая содержит поры и микротрещины). Условия локального разрушения в данной теории в отличие от математических моделей механики разрушения формируются с учетом структур, связанных с разрушением []. Таким образом, особенности изменения структуры под влиянием деформации и способность к упрочнению являются одним из главных факторов, определяющих сопротивление материала изнашиванию. Из литературных данных [-, , ] следует, что использование ме-тастабильных аустенитных сталей (МАС) в качестве конструкционных износостойких материалов имеет значительной научный и практический интерес. Особенность МАС заключается в том, что они проявляют способность в процессе деформации образовывать мартенсит деформации, обеспечивающий высокую упрочняемость матрицы, с одной стороны, и обусловливающий релаксацию напряжений в активных слоях металлов, с другой стороны. По мнению авторов [, ] основными механизмами абразивного изнашивания являются микрорезание и усталостное разрушение. Авторы работ [, ] полагают, что в условиях многочисленных ударов абразивных частиц изнашивание определяется усталостными процессами. В работах [, , ] отмечается, что доминирующими процессами при абразивном износе являются микрорезание и «пропахивание», при которых имеет место большая пластическая деформация поверхностного слоя. Автор работы [] считает, что при абразивном износе механизм износа определяется процессами микропластической деформации и срезания металла в поверхностных слоях. Таким образом, приведённый выше краткий обзор работ по исследованию механизмов абразивного изнашивания показал, что большинство авторов выделяют два процесса, которые играют ведущую роль при абразивном износе: микрорежущее действие абразивных частиц и усталостные процессы, развитие которых происходит в условиях многократного пластического деформирования. Однако против ведущей роли усталостных процессов в абразивном изнашивании есть возражения. Как известно, абразивное изнашивание деталей сопровождается съёмом микрослоёв после каждого цикла взаимодействия металла с абразивными частицами и для следующего цикла взаимодействия абразивом подготовляется обновленный поверхностный слой металла. В этих условиях зарождение поверхностной трещины и её длительное развитие не может проявиться. Поэтому наиболее достоверными являются выводы о ведущем механизме абразивного изнашивания - микрорезании. Изучению основных закономерностей абразивного износа посвящено большое количество работ, выполненных М. М.Хрущовым и М. А.Бабичевым [-, -]. Основные выводы этих работ сводятся к следующему.