Повышение работоспособности инструментальной керамики на основе исследований структуры, состава, свойств и механизмов разрушения и изнашивания

• Автор: Конаков, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
Г лава 1. Анализ свойств, структуры и методов получения инструментальной керамики
1.1 Требования, предъявляемые к инструментальным
керамическим материалам
1.2 Проблемы эксплуатации инструментальной керамики
1.3 Выводы. Постановка задач исследований
Глава 2. Методы исследования структуры, физико-механических свойств и служебных характеристик инстумдлной керамики
2.1. Методы исследования трещиностойкбстц и эффективной
энергии разрушения
2.2. Методы определения микромеханических свойств инструментальных материалов
2.3. Методика определения внутреннего трения
инструментальных материалов
2.4. Электронно-микроскопические исследования поверхностей
трения, изнашивания и изломов инструментальной керамики
2.5. Количественные методы исследования изломов и контактных поверхностей инструментальных материалов
2.6. Методы оценки термопрочности
2.7. Измерение сил, контактных напряжений
2.8. Методы оценки жаростойкости композиционных
инструментальных материалов
2.9. Методика анализа результатов экспериментальных данных
2.10. Методика выбора оптимальных режимов финишной
обработки и эксплуатации инструментальной керамики
2.11. Методика определения эксплуатационных свойств
режущей керамики

Глава 3. Исследование структуры, состава и свойств
современных керамических материалов на основе АЬ03
3.1. Структура и состав инструментальной керамики
3.2. Влияние способа финишной обработки на структуру и состав инструментальной керамики
3.3. Вязкость разрушения кислородосодержащей керамики
3.4. Фрактография распространения трещины при разрушении
3.5. Применение метода акустической эмиссии (АЭ) для исследования процессов разрушения минералокерамики
3.6. Исследование диссипативных свойств инструментальных материалов на керамической матрице
3.7. Исследование химического взаимодействия фрикционной
пары «керамика - конструкционный материал»
3.8. Выводы
Глава 4. Исследование закономерностей изнашивания
и разрушения керамических материалов при нестационарном
резании
4.1. Исследование механизма хрупкого разрушения оксиднокарбидной керамики при обработке чугунов резанием
4.2. Особенности микромеханизмов изнашивания и разрушения оксидной керамики при обработке конструкционных сталей
4.3. Физическая модель высокотемпературного изнашивания
керамики на основе а-АОз
4.4. Выводы
Глава 5. Разработка технологии ионно-плазменной обработки
режущей минералокерамики на основе а-А1203
5.1. Сущность способа ионно-плазменной обработки
5.2. Исследование различных сочетаний технологических факторов ионно-плазменной обработки инструментальных керамических

материалов на их износостойкость при резании
Основные результаты и выводы по работе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

зовых превращениях в сплавах и т.п. Кроме того, указанная методика дает возможность изучить изменения в субструктуре, свойствах и поведении градиентных инструментальных материалов, при варьировании температуры испытаний, часто недостаточные другим методикам исследования /5/.
Исследования релаксационных спектров внутреннего трения инструментальных материалов проводили ультразвуковым методом/44/. Современные ультразвуковые методы обладают избирательностью по отношению к различным типам дефектов в кристаллах, высокой чувствительностью и позволяют получить уникальную информацию о структуре и свойствах материала. Измерение скорости звука и величины поглощения акустических волн проводили на модернизированной установке ИМАШ-АЛА-ТОО-75 по методике описанной в работе /55/. В качестве образцов использовались штабики размером 1x1x100 мм, изготовленные из оксидной (смешанной) керамики, карбидов и карбонит-ридов методом порошковой металлургии с последующей абразивной резкой (керамика, карбиды) и алмазным шлифованием, для оценки влияния градиента физико-механических свойств на ползучесть и релаксацию: на керамической или металлической подложках различными способами (диффузионным, ионноплазменным, газофазным, пропиткой и т.д.) формировались покрытия. Причем толщина покрытия в зависимости от способа их получения и состава сплава основы выполнялась в пределах 0,5...4,5 мкм для диффузионных и ионноплазменных и 8... 12 мкм для газофазных и комбинированных покрытия.
Акустический контакт между рабочим образцом и державкой, изготовленной из стали Х18НЮТ диаметром 2 мм, достигался пайкой серебром. Общая длина образца с державкой составляла 250 мм. Геометрические параметры образца (длина, диаметр и размеры сечения образца) измерялись при помощи компаратора ИЗА-2 класса 0,001. Исследования диссипативных свойств инструментальных материалов проводили при температурах от 300 до 1793 °К на рабочей частоте 860 кГц.
Суммарная погрешность при измерении коэффициента поглощения во