Структурно-фазовые превращения в труднообрабатываемых материалах как способ повышения износостойкости инструмента

• Автор: Иванов, Евгений Константинович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ АБРАЗИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАГОТОВОКИ

1.1 Волновая природа высокоскоростной пластической деформации тврдых тел

1.1.1 Методы регистрации и анализа полей смещения деформированных материалов

1.1.2 Волны пластической деформации при растяжении с постоянной скоростью.

1.1.3 Пластическая деформация как автоволновой процесс в активной среде.

1.1.4 Особенности релаксационных волн пластичности с резким пределом текучести

1.1.5. Ротационные процессы и разрушения

1.2. Локализация пластической деформации в процессе динамического взаимодействия металлических материалов

1.3 Изнашивание режущего инструмента

1.3.1 Диффузионное изнашивание

1.3.2 Адгезионное и адгезионноусталостное изнашивание
1.3.3 Окислительное изнашивание.
1.3.4 Абразивное изнашивание
1.3.5 Комплексное влияние факторов резания на затупление инструмента
1.4 Наростообразован ие и усадка стружки в процессе точения.
1.4.1 Образование наростов на режущей кромке инструмента
1.4.2 Усадка стружки
1.5 Влияние технологических параметров скорости резания V, подачи Б, геометрии резца, глубины резания I на износ рабочей кромки инструмента и усадку стружки
1.6 Абразивная обработка металлических заготовок
1.6.1 Механизм воздействия единичного зерна.
1.7 I остановка задачи.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ
2.1 Объекты и материалы для исследования.
2.2 Качественная и количественная оптическая металлография.
2.2.1 Качественная металлография.
2.2.2 Количественная оптическая металлография
2.3. Просвечивающая и растровая электронная микроскопия
2.4. Рентгеноструктурный анализ
2.5 Микрорентгеноспсктральный анализ.
2.6 Триботехнические испытания.
2.6.1. Разработка испытательной установки на трение скольжения.
2.7. Разработка испытательной центробежной установки ИЦУ.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИИ СТРУЖКИ ПОЛУЧАЕМОЙ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
3.1 Физикомеханичсские свойства исследованных материалов
3.2 Морфология стружки получаемой в процессе резания.
3.3. Исследование морфологии стружки из сплава алюминия АМц
3.4. Исследование морфологии стружки из стали ХВГ
3.5 Исследование морфологии стружки из Стали
3.6. Исследование морфологии стружки из сплава титана ВТ5 и ВТ
3.7. Оценка микротвердости стружки вдоль и поперк направления движения волны нагрузки.
3.8. Модель стружкообразования при скоростной механической обработки титановых заготовок.
3.9. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ЗАГОТОВКАХ ПОСЛЕ СКОРОСТНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Структура металла стружки из сплава АМц
4.2. Структура металла стружки из сплава ВТ5
V1
4.3. Структура металла стружки из сплава Т
4.4. Структура металла стружки из сплава ХВГ
4.5 Выводы по главе.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОГО ОТТЕСНЕНИЯ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО МИКРОРЕЗАНИЮ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ ВИДОВ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕОМЕТРИИ ИНСТРУМЕНТА, КОНТАКТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ.
5.1 Процессы, происходящие в зоне контактного взаимодействия при трении.
5.2 Механизм образования бороздчатости на площадках трения
5.3 Исследование процессов трения и износа инструмента при лезвийной обработке
точением сплава АМц со скоростью 0 ммин при разных передних углах резания у
5.4 Построение диаграммы видов контактного взаимодействия материалов в зависимости
от геометрии инструмента, контактного напряжения и скорости резания.
5.5 Выводы по главе.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Фурьепреобразование. Рис. Схема дешифровки спеклограмм смещения широким параллельным пучком с использованием Фурье преобразования. Рис. Схема дешифровки спеклограмм смещения малоапертурным пучком. Рис. Схема регистрации спеклинтсрферограмм деформируемого объекта. Видно, что изображение на экране в фокальной плоскости промоделировано полосами, чередующимися по закону 2xX, т. Подобная же картина периодических полос возникает и при освещении такой спеклограммы узким неразведенным лазерным пучком рис. Таким образом, возможно измерение локальных смещений для областей 1 мм2. А апертура фоторегистрирующей системы, X длина волны лазера, используемого для записи спеклограмм. Верхний предел соответствует случаю раскорреляции спеклов, т. Дополнительные ограничения накладываются снижением контраста полос с ростом смещений спсклструктуры. По оценкам 6,9, этот предел составляет мкм. Так, эволюция смещений активно растягиваемого образца может быть проанализирована следующим образом рис. Поверхность закрепленного в захватах испытательной машины образца 3 освещается через расширитель 2 и фиксируется с помощью камеры 4. Затем производится смещение подвижного захвата машины на расстояние не более мкм и изображение объекта с помощью 4 фиксируется на тот же фотоматериал. После соответствующей обработки полученная двухэкспозиционная спеклинтерферограмма подвергается дешифровке по точкам с необходимым для решения поставленной задачи шагом, как описано выше см, рис. При этом регистрируется не только шаг полос интерференции на экране 4, но и угол 0, который определяет направление смещения. ЛЬМ0 Ь, и гсоз0, и фтО 1. Полученное поле смещений численным дифференцированием легко преобразуется в поле дисторсий Ру со УД . И в данном случае есть относительные удлинение и сужение соответственно, сдвиговая деформация, со поворот По определению псевдовектор со. V х г нормален к ПЛОСКОСТИ, В которой регистрируются Ехх, Еуу и 6у. В настоящей работе численное дифференцирование производилось по сглаженным методом четвертых разностей функциям их, vx, иу и v. Расчет значений г, и, v, сплайнирование и дифференцирование осуществляется с использованием ЭВМ по специально разработанной программе. В качестве материалов исследований использовался алюминий А в крупно мм и мелкокристаллическом мкм состоянии, крупнозернистое мм кремнистое железо состава 3 i, малоуглеродистая сталь Г2Ф с размером зерна мкм и аморфный сплав i. Крупное зерно получено методом собирательной рекристаллизации. Выбор указанных размеров зерен обусловлен тем, что при использованной методике восстановления поля смещений см. ЛГ с поперечником первичного пучка 2 0,8 мм, величина вектора г усредняется в мелкокристаллических материалах по области, содержащей 3 зерен, а в крупнокристаллических возможно определение этой величины в нескольких точках внутри одного зерна. В первом случае материал может описываться как сплошная среда, а во втором как среда с физически определенными структурными элементами 4. Испытания проводили на кристаллических образцах толщиной 0,,5 мм с рабочей частью x мм2. Образцы аморфного сплава вырезались из ленты, полученной спинингованием, толщина которой составляла 0,5 мм. Размеры рабочих частей аморфных образцов были 5x мм2 и x мм2. Все объекты подвергались растяжению на жесткой испытательной машине I с постоянной скоростью 0 мкмУмин при комнатной температуре. В этих условиях диаграммы нагружения как мелко и крупнокристаллического алюминия, так и кремнистого железа имеют простой двухстадийный вид рис. Рис. Рис. Прирост интегральной деформации при записи каждой спеклограммы составлял 0,2. Таким образом, исследовалась эволюция поля смещений на достаточно представительном по е до 2 участке деформационной кривой. Сканирование спеклограмм при восстановлении поля смещений производилось с шагом 1 мм как в продольном, так и в поперечном направлении. Вид зарегистрированного таким образом поля смещений изображен на рис. Ке 3 . Неоднородность наблюдалась при анализе полей смещений всех объектов.