Разработка и внедрение высокопрочной теплостойкой стали для азотируемых и цементуемых высоконагруженных деталей машин"

• Автор: Пряничников, Владислав Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 103 с. : 49 ил.

1.1 Виды разрушения высоконагруженных зубчатых колес

1.2 Цементуемые стали, их недостатки и современные требования к

1.3 Азотируемые стали, их недостатки и современные требования к

1.4 Обоснование основных требований к создаваемой стали многоцелевого назначения.

1.4.1 Выбор структурного класса сталей и анализ влияния на структуру легирующих элементов.

1.4.2 Карбидные превращения в стали при отпуске

1.4.3 Влияние длительности отпуска на процесс форхмирования карбидной фазы и на характер разрушения стати

1.4.4 Обратимая отпускная .хрупкость сталей, роль примесей и легирующих элементов.

1.4.5 Влияние условий охлаждения Сг БИ Мо V низкоуглеродистых статей на склонность к образованию иемартенситных продуктов превращения и сопротивление разрушению.

1.4.6 Факторы, влияющие на структуру азотированного слоя.

1.4.6.1 Влияние легирующих элементов

1.4.6.2 Влияние предварительной термической обработки.
1.4.6.3 Способы получения глубоких азотированных слоев
Выводы по главе 1.
1 лава 2 Материалы и методы исследований
2.1 Исследуемые экспериментальные и промышленные стали.
2.2 Методы исследований
2.2.1 Химический и спектральный анализ состава сталей
2.2.2 Электронномикроскопические исследования тонкой фольги и реплик на просвет
2.2.3 Рентгеноструктурные исследования
2.2.4 Ожеспектроскопическое исследование химического состава
поверхностного слоя
2.2.5 Методы определения критических точек, прокаливаемости стали, исследования структуры и изломов.
2.2.6 Методы исследования механических свойств
2.2.7 Методы определения физических свойств.
2.2.8 Испытания на контактную усталость.
2.2.9 Испытания на усталость при изгибе.
Выводы по главе 2
Глава 3 Обоснование химического состава новой высокопрочной
теплостойкой стали с пределом текучести не ниже ЮООМПа.
3.1 Влияние никеля на структуру азотированного слоя экспериментальных низкоуглеродистых легированных сталей
3.2 Влияние никеля на химический состав зернограничных областей азотированных сталей
3.3 Влияние никеля на процессы карбидообразования при длительном высоком отпуске.
3.4 Влияние содержания никеля на контактную долговечность низкоуглеродистых легированных сталей после азотирования
3.5 Влияние термической обработки на механические свойства экспериментальной стали ХЗНЗМФБ Ш
Выводы по главе 3
Глава 4 Исследование физикомеханических свойств промышленной
стали ХЗНЗМФБ
4.1 Определение критических точек стали
4.2 Исследование физических свойств стали.
4.3 Исследование кинетики распада переохлажденного аусгенита стали при непрерывном охлаждении и в изотермических условиях
4.4 Исследование влияния скорости охлаждения с температуры аустенитизации на структуру стали.
4.5 Определение прокаливаемости стали
4.6 Исследование зависимости механических свойств стали от режимов
термообработки
4.6.1 Влияние температуры закалки на механические свойства
4.6.2 Влияние температуры отпуска на механические свойства
4.6.3 Влияние длительности отпуска при 0С на твердость и ударную вязкость и структуру изломов предварительно упрочненной стали .
4.7 Влияние температуры испытаний на механические свойства
4.8 Влияние циклической объемной закалки с предварительным отпуском на величину зерна аустенита
4.9 Исследование цементованного слоя.
4. Сравнительная оценка предела контактной выносливости и выносливости при изгибе азотированной стали ХЗНЗМФБ после азотирования с широко применяемыми азотируемыми и цементуемыми сталями
4. Сравнительная оценка структурноэнергетического состояния стали ХЗНЗМФБ по механическим свойствам и критериям разрушения синергетики с применяемыми азотируемыми и
цементуемыми сталями.
Выводы по главе 4
Глава 5 Промышленное внедрение стали ХЗНЗМФБ и технико
экономические результаты.
5.1 Технология горячей пластической деформации.
5.2 Технология объемной упрочняющей термической обработки
5.3 Технология газового азотирования.
5.4 Технология тазовой цементации
5.5 Технико экономические результаты от внедрения стали ХЗНЗМФБ.
Выводы по главе 5.
Общие выводы
Список литературы


Это создает существенные трудности при обработке резанием мелким инструментом. МПа. Большой интерес представляют статистические данные но анализу твердости сердцевины разрушенных и неразрушенных цементованных зубчатых колес, собранные Л. С.Морозом и С. С.Шу раковым 6. Частота случаев образования трещин в слое максимальна при твердости сердцевины ниже ,5 НЛС и уменьшается в 4 раза с возрастанием твердости до ,5 ,
Важно, что именно до предела прочности ов МГ1а предел усталости конструкционных сталей непрерывно увеличивается с сохранением максимальной величины о. При ав МООМПа наблюдается разброс значений а. Необходимо отметить, что высокие прочностные характеристики цементуемых сталей, используемых для тяжелонагруженных деталей, достигаются после закалки и низкого отпуска тп 0 0С. При более высоком отпуске тгп. С предел прочности у стали Х2ГНТА составляет 0 МПа, стали ХГСН2МА 0 МПа, стали Х2ГН2ТРА 2 1 ОЗОМПа. Основными требованиями, предъявляемыми к азотируемым сталям, являются обеспечение высокой износостойкости слоя и сохранения высокого комплекса механических свойств сердцевины после проведения процесса азотирования. В настоящее время об износостойкости азотированного слоя судят по величине твердости и стремятся получить е более МПа. Находят применение стачи с никелем, который не образует нитридов, не влияет на твердость азотированного слоя и несколько уменьшает его глубину. I ГРУППА. Специальные стали для азотирования нитраллои Х2МТОА, ХВФЮА, XА. Они содержат наиболее активный нитридообразующий элемент алюминий 0,7 1,1 в стали Х2МЮА. При азотировании этих
сталей достигается максимальная поверхностная твердость НУ высокая износостойкость и сопротивление задиру, но одновременно и повышенная хрупкость. Наиболее распространенной сталью этого типа является Х2МЮА, которая обеспечивает высокую твердость слоя до 0 0МПа. Эта сталь изза содержания алюминия имеет ряд дефектов металлургического характера. При термической обработке она весьма чувствительна к изменению состава в пределах марки, часто проявляет склонность к образованию трещин при закалке, а азотированный слой имеет повышенную хрупкость. Сталь Х2МЮА после азотирования не может обеспечить предел текучести более 0МПа и поэтому не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сталям для высоконагруженных зубчатых колес ст0. ОООМПа. Для сталей легированных алюминием характерно резкое снижение твердости в слое по мере удаления от поверхности. II ГРУППА. Безалюминивые конструкционные стали, содержащие около 1 хрома и другие нитридообразующие элементы, Х, ХФА, ХНМА, ХМ, ХГТ. По сравнению со сталями I группы у этих сталей повышенное сопротивление абразивному износу со смазкой, меньшая деформация после азотирования, более плавное снижение твердости в азотируемом слое от поверхности к сердцевине. III ГРУППА. Легированные безалюминивые конструкционные стали, содержащие ориентировочно 2 3 хрома, а также молибден, ванадий, вольфрам ЗОХЗВА, Х2Н2МА, Х2Н1МФА и т. При азотировании этих сталей поверхностная твердость получается в пределах НУ 0 0 ед. Стали этой группы отличаются оптимальным распределением твердости по глубине слоя, повышенной прочностью сердцевины, высокой контактной прочностью и прочностью при испытании на изгиб по сравнению со сталями I и 2 групп. IV ГРУППА. Нержавеющие стали мартенситного X и аустенитного классов ХЫ9Т, 4ХНВ2М. Значительно более высокими прочностными свойствами обладают мартенситостареющис стали типа НКМ. Высокая прочность этих сталей достигается совмещением двух механизмов упрочнения мартенситного превращения уа и старения мартенсита. Основное упрочнение ст0,2 МПа достигается при старении около 0С, когда из мартенсита выделяются мелкодисперсные интерметаплиды ГПзТц Ре2Мо и др. При этих температурах азотирования можно обеспечить твердость слоя МПа. Но эти стали изза наличия в них большого количества дефицитных легирующих элементов до , являются дорогостоящими. Они плохо азотируются за часов при температуре 5С слой достигает всего лишь 0,3 мм и имеет резкий скачок в твердости при переходе от слоя к сердцевине.