Структурные превращения при трении и износостойкость закаленных углеродистых сталей

• Автор: Солодова, Ирина Леонидовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Виды изнашивания. Износостойкость материала

1.2. Влияние структуры на износостойкость сталей .

1.3. Влияние размера зерна на износостойкость сталей .

1.4. Формирование нанокристаллических структур в сталях

при трении.

1.5. Постановка задачи исследования.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Материал исследования

2.2. Термическая обработка материалов.
2.3. Методы испытаний.
2.4. Методы структурных исследований
3. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА В МАРТЕНСИТЕ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И ДЕФОРМАЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ПРИ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ И АБРАЗИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
3.1. Износостойкость, твердость и деформационное упрочнение углеродистых сталей при абразивном воздействии
3.2. Износостойкость углеродистых сталей при зрении скольжения
с большими контактными нагрузками.
3.3. Деформационное упрочнение углеродистых сталей при трении скольжения с большими контактными нагрузками
3.4. Влияние отпуска на трибологическис свойства поверхности
закаленной стали У8.
3.5. Выводы.
4. СТРУКТУРА И АБРАЗИВНАЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЗАКАЛЕННЫХ И ОТПУЩЕННЫХ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
4.1. Влияние избыточных карбидов и графитных включений
на износостойкость сталей.
4.2. Влияние размера зерна на износостойкость стали.
4.3. Износостойкость мартенсита и остаточного аустенита закаленных
от различных температур и низкоотпущеипых сталей.
4.4. Влияние температуры отпуска на износостойкость сталей, подвергнутых высокотемпературной закалке
4.5. Влияние степени коагуляции и объемной доли карбидов
отпуска на износостойкость сталей
4.6. Выводы.
5. ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗАКАЛЕННЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, УПРОЧНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ В УСЛОВИЯХ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ.
5.1. Формирование нанокристаллических структур в поверхностных
слоях углеродистых сталей при трении
5.2. Теплостойкость закаленных углеродистых сталей, упрочненных поверхностным деформированием
5.3. Эволюция нанокристаллических структур, сформированных фрикционной обработкой, при нагреве.
5.4. Трибологические свойства стали У8, упрочненной
поверхностным деформированием.
5.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Многообразие условий работы деталей машин, а также материалов, используемых в технике, обусловливает различные виды взаимодействия поверхностей, и, следовательно, различные виды изнашивания. Изнашивание - это процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопление его остаточной деформации при трении, проявляющейся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела (ГОСТ . Износ - результат изнашивания, определенный в установленных единицах. Существуют также понятия скорости и интенсивности изнашивания. Скорость изнашивания - отношение величин износа ко времени, в течение которого он возник. Интенсивность изнашивания - отношение величины износа к пути трения, на котором происходило изнашивание [1]. Интенсивность изнашивания может быть очень малой, например, в легконагруженных сопряжениях при эффективной смазке, когда ее пленка разрывается редко и непосредственный контакт твердых тел возникает эпизодически. Перенос вещества и износ при этом могут быть столь незначительны, что требуются весьма чувствительные методы анализа, чтобы их обнаружить. Вместе с тем, интенсивность изнашивания может быть чрезвычайно велика и приводить к отделению таких объемов материала при контактном взаимодействии, что они видны невооруженным взглядом. Изнашивание может развиваться постепенно в течение длительного времени и сопровождаться незначительными количествами удаленного с поверхности материала. В то же время, может возникать катастрофический режим изнашивания, когда скорость удаления материала возрастает очень резко [2]. Известно большое количество видов изнашивания, установленных различными исследователями. Наиболее общепринятыми являются следующие виды: адгезионное, абразивное, коррозионное, усталостное, кавитация и фреггинг. Но каким бы ни был вид изнашивания, главным всегда является разрушение и отделение материала с поверхности. Когда поверхности двух тел приведены в контакт, на поверхности раздела в общем случае возникает сцепление. Это сцепление может быть относительно слабым, если возникает как следствие физического притяжения одного тела к другому (Ван-дср-ваальсово взаимодействие с небольшой прочностью связей). Оно может быть и очень сильным, например, имея химическую природу. Когда приложена сжимающая нагрузка, вероятность возникновения более прочного сцепления поверхностей повышается. В случае двух атомарно-чистых контактирующих поверхностей силы притяжения между твердыми телами достаточны, чтобы обеспечить прочное сцепление благодаря электронной природе поверхности твердого тела. При этом адгезионное взаимодействие действует на всей площади фактического касания [2,3]. Относительное движение поверхностей в условиях трения будет сопровождаться разрывом адгезионных связей. Если эти связи рвутся на поверхности контакта, переноса вещества при изнашивании не наблюдается. Однако, в реальных условиях эти связи редко рвутся на поверхности контакта тел, это происходит в теле с более слабой когезионной прочностью. Материал последнего при этом переносится на сопряженную поверхность, и наблюдается изнашивание, обусловленное адгезией [4]. Адгезионное изнашивание может наблюдаться в различных условиях трения. В данной работе основное внимание будет уделено абразивному и усталостному видам изнашивания. Абразивным называется изнашивание поверхности материала в результате режущего или царапающего действия твердых тел или частиц. На практике широко распространено абразивное изнашивание в машинах и приспособлениях, контактирующих с грунтом (песок, земля, глина и т. Абразивное изнашивание встречается в процессах механической обработки материалов абразивным инструментом с жестко закрепленными в нем связующим твердым веществом зернами. Таким инструментом является, например, шлифовальный круг, у которого зерна абразива закреплены в матрице из смолы. Вступая в контакт с материалом заготовки, они режут и удаляют его поверхностный слой. Обычно абразивные зерна - это частицы материала с очень высокой твердостью, энергией когезии, модулем упругости и сопротивлением пластическому деформированию.