Структурно-фазовые превращения в объёме наплавочных материалов как способ повышения износостойкости деталей

• Автор: Цветкова, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 209 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Влияние структурнофазовых параметров на износостойкость

наплавочных материалов

1.1. Изнашивание и износостойкость материалов.

1.2. Назначение и характеристика состава наплавленных материалов

1.3. Повышение износостойкости методами термической и химико

термической обработки

1.4. Влияние легирования наплавленного металла на состояние его карбидной фазы и износостойкость.

1.5. Выбор материалов и методов получения оптимальных струк

турно фазовых параметров.

1.6. Структурнофазовые превращения при трении и их влияние на
износостойкость.
ГЛАВА 2. Материалы и методика исследования
2.1. Исследуемые материалы
2.2. Качественная и количественная оптическая металлография
2.2.1. Качественная оптическая металлография.
2.2.2. Количественная оптическая металлография.
2.3. Просвечивающая и растровая электронная микроскопия
2.4. Рентгеноструктурный анализ.
2.5. Микрорентгеноспектральный анализ.
2.6. Разработка испытательной установки на трение вращения
2.7 Испытания образцов наплавленного металла на тврдость,
микротвердость и износостойкостьг.
ГЛАВА 3. Исследования структурно фазовых превращений по сечению многослойных наплавочных материалов с ферритоперлитной и аустенитномартенситной структурами
3.1. Исследования исходного состояния металла основы из стали
3.1.1 Металлографические исследования
3.1.2.Рс1птеноструктурные исследования.
3.1.3.Исследования методом просвечивающей электронной микроскопии
3.1.4. Исследования микротвердости и износостойкости.
3.2. Исследования слоев наплавочных материалов с ферритоперлитной структурой, полученных под флюсом ФЦ.
3.2.1. Металлографические исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФЦ
3.2.2.Рентгеноструктурные исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФЦ
3.2.3. Исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФЦ, методом просвечивающей электронной микроскопии.
3.2.4. Исследования распределения легирующих элементов в наплавках, полученных под флюсом ФЦ
3.2.5. Исследования микротвердости и износостойкости наплавок, полученных под флюсом ФЦ.
3.3. Исследования наплавочных материалов с аустенитномартенситной структурой, полученных под флюсом ФК
3.3.1. Металл о граф ически е исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФК
3.3.2. Рентгеноструктурные исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФК
3.3.3. Исследования распределения легирующих элементов в наплавках, полученных под флюсом ФК
3.3.4. Исследования микротвердости и износостойкости наплавок, полученных под флюсом ФК.
3.4. Сравнение результатов исследований наплавочных материалов,
полученных под флюсами ФЦ и ФК.
ГЛАВА 4. Исследования и оптимизация количества структурных и фазовых составляющих в наплавочных материалах с аустенитно мартен ситно ледебуритной структурами.
4.1. Результаты химического анализа опытных наплавленных
материалов.
4.2.Результаты испытаний опытных наплавок на тврдость, мик
ротвердость и износостойкость
4.3. Рентгеноструктурный фазовый анализ опытных наплавленных
материалов.
ГЛАВА 5. Исследования и оптимизация морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз в наплавочных материалах с аустенитно мартенситно ледебуритной структурами.
5.1. Исследование опытных наплавленных материалов методом
просвечивающей электронной микроскопии.
5.2. Металлографические исследования опытных наплавленных ма
териалов.
5.3. Принципиальная схема структурнофазового состояния напла
вочных материалов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При сопоставлении свойств наплавочных материалов и их применения оказывается целесообразным квалифицировать материалы по их назначению. Эйвери дает следующее пояснение к указанному подразделению абразивного изнашивания абразивное изнашивание при высоких напряжениях имеет место в тех случаях, когда абразивные частицы попадают между тврдыми металлическими поверхностями, находящимися в относительном движении. Прочность абразивного кварца на раздавливание определяет порядок напряжений, которые возникают на микроучастках контакта металла с зерном абразива даже при малых внешних нагрузках. При раздавливании округлого кварцевого зерна образуются частицы с острыми рбрами и плохими гранями, способные не только деформироваться, но и резать металл. Кроме того, высокие местные напряжения на металлической поверхности могут привести к дроблению хрупких структурных составляющих и образованию микротрещин. В качестве примера абразивного изнашивания этого типа Эйвери указывает на изнашивание шаров в шаровых барабанах мельниц, а также поверхностей сопряжнных трущихся деталей, между которыми попадает пыль. Абразивное изнашивание при малых напряжениях является менее интенсивным, чем предыдущее. Оно происходит под воздействием тврдых и обычно острых частиц, причм главной причиной возникающих в металле напряжений при контакте металла с частицей является скорость движения частицы. Уровень напряжений зависит от скорости, резко возрастает с увеличением скорости частиц. Абразивное изнашивание этого типа называется эрозией. Абразивное изнашивание третьего типа связано с проявлением высоких напряжений, захватывающих большой объм металла, и с ударным нагружением. Примеры таких условий службы детали работа зубьев ковша экскаватора и работа щк камнедробилок. Абразивное изнашивание этого типа является наиболее интенсивным . В механизме абразивного изнашивания велика роль не только твердости и прочности, но и устойчивости исходных структур при нагреве. При повторных достаточно высоких напряжениях, испытываемых одним и тем же объмом материала поверхности, осуществляется усталостное изнашивание, особенно при чередовании знака напряжения. В результате в объеме возникают микротрещины, приводящие к местному поверхностному разрушению, выкрашиванию в виде ямок. Этот вид изнашивания проявляется только через некоторый период работы детали. К этому виду изнашивания приводит и малоцикловая усталость, возникающая при повторных пластических деформациях одних и тех же объмов металла . На практике редко встречаются случаи изнашивания по какомулибо одному из видов, или по другим вариантам классификации, известным из литературы. Обычно изнашивание осуществляется в сложных реальных условиях, и по любой из известных классификаций может быть отнесено к нескольким из выделенных видов. Покрытия рабочих поверхностей деталей машин, изготовляемых обычно из конструкционных сталей слоем специального сплава, более износостойкого, чем основной материал детали, получило широкое применение в разных областях машиностроения. Такое покрытие осуществляется разными способами, сводящимися к расплавлению металла покрытия. Как материалы покрытия, так и процесс его нанесения называется наплавкой. Покрытия методом наплавки можно применить для повышения износостойкости деталей, работающих при обычной и при высокой температурах, а также в агрессивной среде. В соответствии с практическим опытом, подтверждающим общую тенденцию материалов повышать абразивную износостойкость с увеличением тврдости, такие наплавки получили название тврдые наплавки. Во многих случаях наплавляемые детали машин и конструкции, а также различный инструмент испытывают при эксплуатации не только на абразивное изнашивание, но и ударные нагрузки, поэтому целесообразно классифицировать наплавочные материалы с учетом способности противостоять не только абразивному износу, но и ударным нагрузкам ,,. Наиболее широкое применение в промышленности находят сплавы 1 группы. Сплавы третьей группы применяют в условиях сопротивления изнашиванию при высокой температуре и действии агрессивных сред. Наиболее износостойкие материалы входят в третью и четвртую группы ,.