Нитроцементация покрытий, наплавленных в среде углекислого газа, для улучшения структуры и свойств применительно к восстановлению изношенных деталей

• Автор: Пикалов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Введение

Глава 1. Методы наплавки и поверхностного упрочнения стальных изделий

1.1. Способы получения наплавленных покрытий на стальных деталях

1.2. Перспективы использования химикотермической обработки для

упрочнения наплавленных деталей

1.3. Термическая обработка и свойства нитроцементованных слоев

1.4. Выводы. Направление исследования

Глава 2. Методика экспериментального исследования

2.1. Технология изготовления и химикотермичсской обработки образцов

2.2. Методика исследования структуры и физикомеханических свойств

нитроцементованных наплавок

2.3 Определение износостойкости нитроцементованных наплавок
2.4 Математическое планирование экспериментов и обработка
экспериментальных данных
Глава 3. Исследование нитроцементации наплавленного металла, легированного марганцем и хромом
3.1. Особенности формирования структуры диффузионных слоев при
насыщении углеродом и азотом сталей, содержащих марганец
3.2. Насыщающая среда для упрочнения покрытий, наплавленных в среде
углекислого газа
3.3 Оптимизация режимов нитроцементации наплавленных покрытий в
азотистоуглеродной пасте .
Глава 4. Структура и свойства нитроцементованных наплавленных слоев
4.1 Структура и фазовый состав нитроцементованных наплавок
4.2. Твердость и внутренние напряжения в нитроцементованных слоях
направленного металла
4.3 Износостойкость нитроцементованных наплавок
4.4. Технологические аспекты упрочнения восстановленных деталей
Основные результаты и выводы
Библиографический список
Введение


Ач, что и наплавка под слоем флюса, однако величина проплавления основного металла значительно меньше 3. Этот метод позволяет восстанавливать тонкостенные детали и валы диаметром менее мм, что невозможно при наплавке под слоем флюса. Вследствие низкой стоимости углекислого газа, простоты технологии и сварочного оборудования, наплавка в среде углекислого газа в последнее время повсеместно используется для замены наплавки под слоем флюса, а также для замены газопламенной сварки и наплавки. Недостатком наплавки в среде углекислого газа по сравнению с наплавкой под слоем флюса является несколько повышенный расход электродного материала на разбрызгивание, а также слабое окислительное действие, которое оказывает углекислый газ на сварочную ванну вследствие его частичной диссоциации при высоких температурах на окись углерода и атомарный кислород. С, Б, Мп, А1, Т1, V. Для устранения названных вредных явлений при наплавке в среде углекислого газа используют легированные электродные проволоки с повышенным содержанием раскислителей Мп и . Качество наплавленного металла при этом способе зависит также от интенсивности подачи в зону горения дуги углекислого газа и от степени его осушения. При недостаточном количестве газа или при его повышенной влажности в наплавленном металле возможно образование пор и раковин изза наличия в сварочной ванне растворенных азота и водорода. Тем не менее, при тщательном соблюдении всех технологических требований и режимов наплавки, в среде углекислого газа можно получать достаточно качественные покрытия, не уступающие металлу, наплавленному под слоем флюса. Особенностью покрытий, полученных наплавкой в среде углекислого газа, как впрочем и в других защитных газах, является неоднородность структуры, как по величине зерна, так и по химическому составу, что связано с быстрым охлаждением расплавленного металла. Эта неоднородность вызывает неравномерную твердость и повышенную напряженность поверхностных слоев, что неблагоприятно сказывается на прочности долговечности восстановленных деталей. Тем не менее, наплавка в среде углекислого газа является наиболее дешевым и универсальным методом получения наплавленных покрытий. Сварка и наплавка изношенных деталей этим методом представляет большой интерес для ремонтного производства, поскольку позволяет восстанавливать самые различные детали с наименьшими затратами. Главным недостатком всех способов наплавки, применяемых в настоящее время под слоем флюса, в среде защитных газов, вибродуговой, в среде водяного пара и др. Эти напряжения значительно снижают усталостную прочность восстановленных деталей на и более, а иногда
вызывают растрескивание наплавленных покрытий, особенно при использовании высоколегированных наплавочных материалов 3. Кроме того, покрытия, наплавленные низкоуглеродистой проволокой, обладают зачастую недостаточной износостойкостью в условиях работы тяжелонагруженных деталей современных машин. Применяемые в настоящее время сварочные материалы электроды, сварочная проволока, флюсы и оборудование позволяют в значительной степени уменьшить недостатки метода и расширить область его применения, однако полностью устранить основной недостаток, малую усталостную прочность, никакими технологическими приемами не удается. Радикальной мерой, которая позволит повысить износостойкость наплавленных слоев и повысить усталостную прочность деталей, восстановленных наплавкой, может быть химикотермическая обработка этих деталей. Существующие методы ХТО позволяют значительной повысить поверхностную твердость, а, следовательно, износостойкость деталей и создают в поверхностных слоях напряжения сжатия, что способствует повышению усталостной прочности этих деталей . Химикотермическая обработка деталей состоит из нагрева их до определенной температуры, выдержки при этом температуре в активных газовых, твердых или жидких средах и последующего охлаждения. При химикотермической обработке происходит изменение химического состава, структуры и свойств поверхности упрочняемых изделий , . После некоторых видов химикотермической обработки цементация, нитроцементация и др.