Показаны возможности формирования метастабильных фазово-структурных аустенитно-мартенситно-карбидных состояний с использованием плазменной и электронно-лучевой обработок, обеспечивающие реализацию деформационного мартенситного превращения для повышения механических свойств и износостойкости инструментальных сталей.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.043 + К222.08

Рубрики:

Структурні і фазові перетворення в залізі та його сплавах. Теорія термічної обробки

Вплив легувальних елементів і домішок на структуру і властивості залізних сплавів. Теорія легування. Леговані залізні сплави

Шифр НБУВ: Ж69254 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты изучения структуры и фазовых превращений наплавленного порошковой проволокой ПП-Нп-20Х12Г10СФ металла. Показана возможность управления содержанием, степенью метастабильности аустенита и износостойкостью наплавленного металла системы Fe - Cr - Mn.

Представлены результаты исследования влияния плазменной обработки на микроструктуру, химический состав, твердость и износостойкость наплавленного метастабильного металла на Fe - Cr - Mn-основе. Установлено, что, варьируя параметры обработки, можно эффективно регулировать фазовый и химический составы наплавленного металла, степень метастабильности аустенитной составляющей и, применяя оптимальные режимы, существенно упрочнять наплавленный слой и повышать его износостойкость.

Выполнен анализ влияния легирующих элементов (Cr, Mn, Si, C) на положение т. Мн в сталях системы легирования Fe - Cr - Mn. Разработана физико-математическая модель их влияния на точку Мн, получаемый фазовый состав и метастабильность аустенита, от которых зависит развитие деформационного мартенситного превращения при испытаниях и свойства наплавленного металла и сталей аустенитного, аустенитно-мартенситного и мартенситно-аустенитного классов.

Вперше встановлено закономірності пошарово-ступінчастого характеру зміни хімічного складу Fе - (0,1 - 0,2 %) С - (8 - 13 %) Сr - (6 - 12 %) Mn - (0,8 - 1,4 %) Si по товщині наплавленого металу, що визначають градієнтне чергування фазового складу від мартенситно-аустенітного біля зони сплавлення до аустенітного на поверхні (з невеликим вмістом карбонітридів). Запропоновано механізм керування фазовим складом і ступенем метастабільності аустеніту в наплавленому Fе - (0,1 - 0,2 %) С - (8 - 13 %) Сr - (6 - 12 %) Mn - (0,8 - 1,4 %) Si металі шляхом керованої зміни долі участі попередніх наплавлених шарів і основного металу в наплавленому в межах N = 0,29 - 0,7, а також кількості шарів, що забезпечує регулювання розвитку деформаційного мартенситного γ→α΄ перетворення за умови зношування і керування експлуатаційними властивостями. Одержано закономірності регулювання ступеня метастабільності аустеніту та його деформаційного мартенситного перетворення за умов зношування. Набули подальшого розвитку положення щодо формування наплавленого металу складу Fе - (0,1 - 0,2 %) С - (8 - 13 %) Сr - (6 - 12 %) Mn - (0,8 - 1,4 %) Si та керування експлуатаційними властивостями з використанням розроблених технологій додаткової дії висококонцентрованих джерел теплоти (плазмового й електронно-променевого) та хіміко-термічного, що забезпечує одержання оптимальних фазово-структурних поверхневих модифікацій з необхідною метастабільністю аустеніту.

Предложено моделирование формирования химического, фазового составов и структуры наплавленного Fe-Cr-Mn износостойкого металла с оценкой его метастабильности в зависимости от наплавочно-технологических параметров наплавки. Установлен послойно-ступенчатый механизм формирования химического и фазового составов наплавленного металла, регулируемый степенью проплавления слоев, обеспечивая дифференцированную метастабильность аустенита.

Предложена модель формирования химического, фазового составов и структуры износостойкого наплавленного Fe - Cr - Mn-металла с оценкой его метастабильности в зависимости от наплавочно-технологических параметров наплавки. Установлен послойно-ступенчатый механизм формирования химического и фазового составов наплавленного металла, регулируемый степенью проплавления слоев, обеспечивающий дифференцированную метастабильность аустенита.

Узагальнено розроблені способи та технології об'ємно-поверхневого зміцнення різноманітних зносостійких матеріалів, спрямовані на створення поверхневих метастабільних фазово-структурних модифікацій, що забезпечують реалізацію ефекту поверхневого самозміцнення під час експлуатації та підвищення зносостійкості виробів.

Выполнен сравнительный анализ известных способов широкослойной наплавки износостойких сплавов с применением различных наплавочных материалов. Показаны их достоинства и недостатки. На основании проведенного анализа показано, что применение широкослойной наплавки позволит регулировать долю участия основного металла в наплавленном с получением требуемого химического состава и требуемых геометрических размеров наплавленного слоя.

Обобщены функциональные материалы: износостойкие, коррозионно-жаростойкие, конструкционные, инструментальные, наплавочные и технологии их упрочнения, рекомендованные для быстроизнашивающихся деталей механического оборудования металлургических предприятий. Они основаны на принципе создания и использования метастабильных состояний, обеспечивающих реализацию деформационных фазовых превращений при испытаниях и эксплуатации, что обусловливает эффекты самоадаптации и самоупрочнения в процессе службы изделий. Показана высокая их экономическая эффективность для замены дорогостоящих аналогов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К207.5 + К644-18

Рубрики:

Вплив зварювання на структуру і властивості металів і сплавів

Наплавлення металів

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.320.43

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення у сірому, високоміцному, модифікованому чавуні

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К644-18

Рубрики:

Наплавлення металів

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - изучение причин, характера разрушения, структурных, механических и эксплуатационных характеристик тяжелонагруженных цементованных шестерен из стали 20Х2Н4А различных фирм-производителей для совершенствования технологии их производства и повышения работоспособности. Для исследования причин разрушения были отобраны отработанные шестерни производства фирмы Joy Global Inc. ("Joy") (США), ООО "МАГМА" и Ясиноватского машиностроительного завода ("ЯМЗ") (Украина) тяжелонагруженных редукторов горнопроходческих комбайнов, полностью вышедшие из строя, изготовленные из стали 20Х2Н4А после цементации и полного цикла термической обработки. Макроскопический (ГОСТ10243-75) и микроскопический анализы, спектрографический и квантометрический анализ химического состава по глубине цементованного слоя, измерение твердости по Роквеллу (HRC), микротвердости по глубине слоя (ГОСТ9450-76), испытания механических свойств на растяжение ГОСТ 1497-84, испытания износостойкости трением скольжения металл-металл. Исследованы: характер разрушения, макроструктура, микроструктура шестерен, распределение углерода и микротвердость по глубине цементованного слоя. Проведены сравнительные испытания на изнашивание в условиях сухого трения скольжения. Установлено, что причинами выкрашивания активных поверхностей зубьев тяжелонагруженных шестерен горных машин явилась недостаточная прочность цементованного слоя на определенной глубине, а также экстремальные перегрузки элементов зацепления при эксплуатации. Распределение углерода по глубине цементованного слоя шестерен производства "МАГМА" в 1,5 раза превосходит таковое для деталей производства "Joy", что не исключает насыщение последних углеродом и азотом проведением нитроцементации. Микроструктура упрочненных слоев в шестернях производителей "Joy" и "МАГМА" состоит из мелкодисперсного мартенсита, карбидов и остаточного аустенита, соотношение этих фаз изменяется по глубине слоя согласно уменьшению содержания углерода. Механические свойства образцов стали 20Х2Н4А, вырезанных из шестерен указанных производителей, соответствуют требованиям ГОСТ 4353-71. Микроструктура шестерен производства "ЯМЗ" троосто-мартенситная при более крупном зерне (номер 4 - 5), что обусловило получение несколько меньшей твердости и относительной износостойкости. Наибольшей износостойкостью обладают образцы, вырезанные из шестерен производства "Joy" и "МАГМА", несколько меньшей "ЯМЗ". На основе анализа повреждаемости определены причины выхода из строя шестерни тяжелонагруженных зубчатых передач, работающих в сложных условиях эксплуатации разных производителей, проведены их сравнительные исследования и испытания свойств. Установлен характер изменения микроструктуры, распределения микротвердости в зависимости от концентрации углерода по толщине цементованного слоя шестерен. Результаты исследований послужили научно обоснованными рекомендациями для совершенствования технологического процесса производства и упрочнения тяжелонагруженных шестерен в условиях ООО "МАГМА" для повышения их эксплуатационных характеристик.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.043

Рубрики:

Структурні і фазові перетворення в залізі та його сплавах. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.043

Рубрики:

Структурні і фазові перетворення в залізі та його сплавах. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Узагальнено закономірності реалізації фізичних явищ і фазово-структурних перетворень, що розвиваються під час експлуатації інтелектуальних матеріалів різної фізичної природи, складу та функціонального застосування, які забезпечують формування їх фізико-механічних і експлуатаційних властивостей. Запропоновано класифікаційну схему фізико-хімічних явищ, що охоплює фазові та структурні перетворення в металевих стопах, атомно-наноструктурні, електричні, магнітні, механічні, оптичні, хімічні та біохімічні явища, на яких засновано формування властивостей інтелектуальних матеріалів (металевих і неметалевих, твердих і рідких) у процесі їх експлуатації. Сформульовано основні ознаки цих явищ і перетворень, які зумовлюють одержання очікуваного позитивного ефекту, який проявляється у виникненні або поліпшенні окремих властивостей або їх комплексу. Виконано оглядовий аналіз різних за фізичною природою та функціональним призначенням груп інтелектуальних матеріалів, фізичних явищ, перетворень і ефектів, що реалізуються в них у процесі експлуатації та призводять до формування зумовлених властивостей. Розглянуто особливості інтелектуальних матеріалів різноманітної фізичної природи та явища (перетворення), що реалізуються в них під час експлуатації. Запропоновано моделі фазово-структурної еволюції традиційних (стабільних) та інтелектуальних (метастабільних) матеріалів, що самоорганізуються у процесі експлуатації завдяки реалізації фізичних явищ, перетворень і ефектів протягом їх життєвого циклу. Показано необхідність управління цими процесами задля формування поліпшених властивостей, стійкого та тривалого їх життєвого циклу. На основі проведеного аналізу й оглядового узагальнення сформульовано принципи проектування інтелектуальних (метастабільних) матеріалів, що мають унікальні властивості.

Індекс рубрикатора НБУВ: К644.51-18

Рубрики:

Електродугове наплавлення металів

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано використання швидкісного термоциклічного азотування цементованих конструкційних сталей для формування градієнтних метастабільних фазовоструктурних модифікацій у насічених шарах, що забезпечує додаткове зміцнення з ефектом самозміцнення в процесі випробувань на зношування (або експлуатації) та підвищення відносної зносостійкості.