close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Упрочнение рабочих поверхностей деталей за счет высокотемпературной перекристаллизации..pdf

код для вставкиСкачать
Машиностроение и машиноведение
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
УДК 621.793
А.А. Аникин
УПРОЧНЕНИЕ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ЗА СЧЕТ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ
Рассматривается вопрос упрочнения рабочих поверхностей деталей машин.
Детали машин, рабочие поверхности, упрочнение, высокотемпературная
перекристаллизация
A.A. Anikin
STRENGTHENING OF WORKING SURFACES OF PARTS BY MEANS
OF HIGH-TEMPERATURE RECRYSTALLIZATION
The article deals with the issues of hardening the working surfaces of machine parts.
Machine parts, working surfaces, hardening, high-temperature recrystallization
Вопросы упрочнения рабочих поверхностей деталей, особенно работающих в условиях абразивного изнашивания, до настоящего времени представляют особый интерес. При этом следует учитывать то обстоятельство, что изготовление деталей из износостойких материалов во всем объеме
невыгодно как с точки зрения технологии их изготовления, так и экономически, ибо в этом случае
нерационально используются легирующие материалы, определяющие повышение износостойкости.
Упрочнение рабочих поверхностей деталей за счет наплавки электрической дугой смесью порошков, в состав которых входят хром, молибден, вольфрам, ванадий и другие элементы (сплавы сормайт, релит, стеллит и др.) резко повышает износостойкость, ибо при этом на поверхности образуются сложнолегированные карбиды. Однако при этом используются относительно дорогие и дефицитные материалы.
На современном этапе развития техники с учетом труднейших условий сложившихся в экономике, требуются малозатратные, в частности по материалам, высокие технологии. В этой связи
рассмотрим возможности проведения исследований и применения их результатов в промышленности
по вопросам упрочнения рабочих поверхностей деталей за счет использования высокотемпературной
перекристаллизации низкоуглеродистых сталей.
За основу в качестве материала была принята сталь марки Ст3, содержащая 0,18-0,20% С и с
твердостью НВ 140-160. Была создана установка, позволяющая обрабатывать поверхности образцов
из стали марки Ст3 при температуре ~35000С с одновременным введением углерода, резким охлаждением обработанной поверхности и имеющая манипулятор.
В результате обработки образцов стали марки Ст3 на данной установке была получена структура, представленная на рис. 1.
Рис. 1. Структура поверхности стали марки Ст3, обработанной по способу высокотемпературной
перекристаллизации: 1 – металлическая основа; 2 – переходная зона; 3 – зона перекристаллизации
127
Вестник СГТУ. 2011. № 4 (60). Выпуск 2
Как видно на рисунке, полученная структура имеет три зоны – основа, переходная зона и зона
перекристаллизации. Твердость зоны перекристаллизации образцов составила HRC 60-66. Аналогичное строение структуры можно наблюдать у образцов стали марки Ст3, обработанных ТВЧ с использованием смеси порошков хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и других легирующих элементов.
Для проведения испытаний на износостойкость были изготовлены 32 культиваторные стрельчатые лапки с шириной захвата каждой 330 мм из стали марки Ст3 для культиватора КПС-4. 16 лапок
наплавили смесью порошков хрома, молибдена, ванадия (сормайт), а 16 лапок обработали на разработанной установке по способу высокотемпературной перекристаллизации [1]. Все лапки были поставлены на культиватор, который в агрегате с трактором Т-150 К был запущен в работу. После наработки на каждую лапку по 40 га обработки площади поля испытания были остановлены и результаты
их представлены на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид культиваторных лапок: а - серийная лапка из стали марки Ст3 до проведения испытаний; б –
лапка из стали марки Ст3 наплавленная сормайтом после испытаний; в – лапка из стали марки Ст3, обработанная по способу высокотемпературной перекристаллизации после испытаний
Как видно на рисунке, лапки, наплавленные сормайтом, полностью износились (рис. 2 б), а
лапки, обработанные способом высокотемпературной перекристаллизации, остались в работоспособном состоянии (рис. 2 в). Таким образом, износостойкость поверхности стали марки Ст3, обработанной предложенным способом, выше в 1,7-2,0 раза поверхности стали марки Ст3 наплавленной порошками смеси, состоящей из хрома, молибдена, вольфрама, ванадия [2].
Дальнейшие исследования, проведенные на современных электронных микроскопах, показали, что структура поверхности стали марки Ст3, подвергнутая высокотемпературной перекристаллизации по предложенному способу, резко отличается от структуры поверхности аналогичной стали
наплавленной сормайтом (хром, молибден и другие элементы) (рис. 3).
1.
2.
Рис. 3. Структура поверхности стали марки Ст3, полученная на электронном микроскопе:
1 – наплавленная сормайтом (хром, молибден и другие элементы);
2 – обработанная по способу высокотемпературной перекристаллизации
Вывод. Дальнейшее совершенствование конструкции установки для реализации способа высокотемпературной перекристаллизации поверхности низкоуглеродистых сталей с одновременным насыщением их углеродом позволит решить многие вопросы упрочнения рабочих поверхностей деталей в машиностроении без использования легирующих элементов – хрома, молибдена, вольфрама, ванадия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент на изобретение № 2420601 (РФ) Способ упрочнения лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий / А.А. Аникин, В.В. Тимофеев, А.А. Аникин, С.Б. Елютин и др. 2011.
2. Высокоскоростное упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих орудий /
А.А. Аникин, А.Г. Уфаев, С.Б. Елютин и др. // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. / СГАУ. Саратов, 2011.
128
Машиностроение и машиноведение
Аникин Анатолий Афанасьевич –
доктор технических наук, профессор кафедры
«Технология машиностроения и конструкционных
материалов» Саратовского государственного
аграрного университета им. Н.И. Вавилова
Anatoly A. Anikin –
Dr. Sc., Professor
Department of Mechanical Engineering
and Engineering Materials Technology
N. Vavilov Saratov State Agrarian University
Статья поступила в редакцию 01.11.11, принята к опубликованию 01.12.11
129
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
10
Размер файла
502 Кб
Теги
счет, упрочнение, перекристаллизация, рабочий, pdf, высокотемпературные, поверхности, деталей
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа