Оптимизация состава и режимов термической обработки среднелегированной стали для условий сложного износа

• Автор: Крылова, Светлана Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орск
• Количество страниц: 199 с. : ил.

1.1. Анализ эксплуатационной стойкости сталей, работающих в условиях износа

1.2. Виды изнашивания и закономерности износа

1.3. Влияние термической обработки на структуру и свойства среднелегированных сталей, устойчивых против абразивного износа

1.4. Стали и сплавы, применяемые для работы в условиях абразивного и

ударноабразивного износа

Задачи исследования

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Выбор типа сталей для проведения эксперимента.

2.2. Выплавка экспериментальных образцов.

2.3. Обоснование режимов термической обработки.

2.4. Установка и методика проведения испытаний на абразивную стойкость

2.5. Установка и методика определения ударно абразивной стойкости
2.6. Эмиссионный спектральный анализ.
2.7. Металлографические исследования.
2.8. Качественный фазовый рентгеноструктурный анализ.
2.9. Электронная микроскопия.
2 Определение количества остаточного аустенита в стали.
2 Выбор программы для проведения оптимизации химического состава стали
2 Нахождение оптимального легирующего комплекса
Глава 3. Моделирование экспериментальных сталей
3.1. Проведение эксперимента.
3.2. Технология выплавки экспериментальной износостойкой стали.
3.3. Обработка опытных данных на ЭВМ и построение математических и графических зависимостей. Использование пакета прикладных программ X для оптимизации экспериментальных данных
3.4. Выбор оптимального химического состава ударно абразивной стали.
3.5. Метод расстановки приоритетов.
3.6. Построение пространственной модели состав свойство и нахождение оптимального легирующего комплекса методом наложенных проекций
3.7.Статистическая оценка корреляционного распределения
экспериментальных данных.
Выводы по главе 3
Глава 4. Оптимизация режимов термической обработки опытной стали
4.1. Эмиссионный спектральный анализ экспериментальной марки стали
4.2. Результаты фазового исследования экспериментальной стали после различных режимов термической обработки
4.2.1. Состав и структура стали в литом состоянии
4.2.2. Фазовый состав и структура стали после отжига.
4.2.3. Закалка экспериментальной стили.
4.2.4. Высокотемпературный отпуск опытной стали
4.3. Результаты рентгеноструктурного исследования сплава в литом и термообработанном состоянии
4.4. Исследование фазового состава и структуры стали после эксплуатации в условиях абразивного износа
4.5. Особенности механических свойств литой экспериментальной стали 0 Глава 5. Оценка экономической эффективности экспериментальной стали.
5.1. Изготовление опытной партии отливок.
5.2. Расчет ожидаемого экономического эффекта
Выводы.
Список использованных источников


При этом размеры деталей уменьшаются в результате разрушения поверхностных слоев за счет отделения микрообъемов металла под действием абразивных зерен. Изнашивание может происходить при наличии прослойки из абразивных частиц между механическими деталями, при этом на него будет влиять сочетание трех материалов двух металлов и абразива. Разновидностью абразивного изнашивания считают изнашивание металла в потоках газа и жидкости, увлекающей абразивные частицы, его называют также кавитационным изнашиванием. В разновидностях абразивного изнашивания общим является механизм процесса, который заключаегся во внедрении абразивного тела в металл и его продвижении при трении вдоль поверхности, вследствие чего происходит пластическое деформирование металла выдавленная царапина или отделение микростружки или скол. Изнашивание без ударных нагрузок. Изнашивание со значительными ударными нагрузками. Изнашивание с очень большими ударными нагрузками. Гидроабразивное изнашивание. Испытание углеродистых, легированных, инарументальных и жаропрочных, коррозионностойких сталей показало, что механизм изнашивания связан со схватыванием металлов в точках контакта неподвижного и вращающегося абразивов. Современный этап развития науки о трении и износе характеризуется трех стадийным процессом первая стадия взаимодействие трущихся поверхностей вторая изменения, которые протекают на этих поверхностях в процессе трения третья разрушение поверхности. Поскольку изнашиванию каждый конкретный промежуток времени подвергаются очень тонкие поверхностные слои металла и сам процесс чаще всего изолирован от прямого наблюдения и объективной оценки, исследование явлений износа связано с большими трудностями. Известно, что при разрушении твердых тел решающую роль играет пластическая деформация, всегда предшествующая разрушению. В этих случаях процесс пластической деформации обычно состоит из нескольких последовательных этапов уменьшение максимального упрочнения металла, перехода его в критическое напряженное состояние и разрушение, т. Пластическая деформация увеличивает физикохимическую активность поверхностных слоев, протекание явлений физической и химической адсорбции, возможность схватывания соприкасающихся металлов. Известно, что в процессе пластической деформации происходит упрочнение металла. Наклеп металла может достигать большой величины. Например, для марганцевых и хромомарганцевых сталей отмечено двухкратное увеличение твердости. Наклеп поверхности под давлением на него зерен твердого абразива возникает в отдельных точках. При увеличении числа этих точек и, следовательно, площади наклепанной поверхности происходит общее повышение твердости и износостойкости металла 8. В процессе трения возможны не только микропроцессы закалки, но и процессы растворения и выделения карбидов. При благоприятных условиях в микроскопических областях может образовываться оптимальная структура мартенсит аустенит карбид, В которой импульсные процессы нагрева и охлаждения при трении и фазовые превращения обратимы . Сплавы с нестабильной аустенитной матрицей, даже не содержащие карбидной фазы, обладают сравнительно высокой износостойкостью. В процессе изнашивания поверхностные слои таких сплавов претерпевают значительные структурные превращения параметров кристаллической решетки с образованием мартенсита деформации . При решении проблемы повышения износостойкости металлических материалов используют конструкционные, технологические и эксплуатационные методы. Все они направлены на снижение интенсивности изнашивания, а также предупреждение недопустимых разновидностей поверхностной повреждаемости. К конструкционным средствам относят оптимальный подбор материалов, определение форм и размеров рабочих поверхностей, выбор системы смазки. Эффективными технологическими средствами повышения износостойкости являются различные способы уменьшения шероховатости поверхности, упрочнения поверхностных слоев химикотермической обработкой, нанесением покрытий, поверхностным наклепом. Многого можно добиться и за счет использования эксплуатационных средств подбора оптимальных режимов и условий нагружения, температуры, среды промежуточного вещества 2.