Плазменное поверхностное упрочнение металлов
Реферат - Разное
Другие рефераты по предмету Разное
µния твердости Кн = Нупр/ Нисх, КС ударная вязкость, КС3 работа зарождения трещины,
КСр работа распространения трещины, Рmax максимальное усилие разрушения, РсД расчетное разрушающее усилие,
? скорость распространения трещины, К1сД критический коэффициент интенсивности напряжений.
Испытания на трещиностойкость табл. 2.17. упрочненных сталей 45, ЗОХГСА, 5ЭХР1, 9ХФ, 65ХЗМФ показали [9], что процесс разрушения этих сталей происходит в несколько этапов. Субмикроскопическая трещина зарождается, растет в закаленной зоне и останавливается в переходной зоне (более пластичной) упрочненного слоя. Для дальнейшего ее распространения необходимы существенно большие усилия, чем усилим зарождения в закаленном слое. Качественный анализ диаграмм разрушения и фрактографический анализ изломов показал, что разрушение упрочненных сталей с содержанием углерода до 0,9 %, происходит по механизму множественного разрушения с торможением трещины в переходной зоне по механизму искривления траектории. Эффект торможения трещины не приводит к повышению трещиностойкости, из-за недостаточно высокой вязкости разрушения слоя основного металла, распространенного под упрочненным слоем.
Исследование заэвтектоидных сталей [9], упрочненных плазменным нагревом, не выявило эффекта торможения трещины в переходной зоне. Кроме того, плазменное упрочнение этих сталей не приводит к снижению трещиностойкости из-за их высокой хрупкости в исходном состоянии.
Плазменное упрочнение с оплавлением поверхности приводит к повышению трещиностойкости на сталях содержащих менее 0,37 % углерода. На сталях с большим содержанием углерода трещиностойкость снижается, что проявляется в межзерновом характере разрушения оплавленного слоя.
Плазменное упрочнение с перекрытием дорожек упрочнения на 30, 50, 75 % существенно повышает трещиностойкость, но несколько снижает износостойкость.
Повышение трещиностойкости и снижение износостойкости обусловлено образованием: зоны отпуска ( с троститно-сорбитной структурой) в месте перекрытия дорожек упрочнения. Регулируя степень перекрытия и режимы упрочнения, можно получить на рабочей поверхности чередующиеся по определенному закону твердые (хрупкие) и мягкие (пластичные) участки.
Табл. 2.18.
Результаты испытаний образцов после комплексного поверхностного упрочнения (температура + 20 С)
Технология упрочнения, марка стали?02
МПа?в
МПа?
%?
%КС
МДж/м2К1сД
Мпа/м1/21234567Закалка ТВЧ + плазменная обработка стали У8 75Х2МФ
Закалка ТВЧ + отпуск+плазменная обработка при температуре отпуска, С
У8200 С
300 С
400 С
75Х2МФ200 С
300 С
400 С
920
1180
900
1020
705
1120
1300
980
1240
1310
1190
1360
880
1310
1480
1060
5
4
2
7
5
2
7
4
28
24
16
31
27
14
28
24
0,048
0,053
0,030
0,058
0,046
0,027
0,070
0,050
5,32
7,47
3,18
8,07
5
14
4,83
9,84
7,34
Оценка трещиностойкости материалов после плазменного упрочнения, установление характера разрушения для различных вариантов упрочнения позволило авторам [9] разработать комплексную технологию упрочнения сталей 45, ЗОХГСА, 9ХФ, У8, 75Х2МФ, 150ХНМ, обеспечивающую получение высоких механических свойств, износостойкости и трещикостойкости, табл.2.18
Высокий комплекс механических свойств, а также повышение трещиностойкости и износостойкости получается при использовании комплексного упрочнения
Рис. 2.52. Влияние предварительной пластической деформации на механические свойства стали 45 после плазменной закалки(деформация + плазменная
закалка), рис.2.52.
Повышение механических свойств после плазменного упрочнения обусловлено образованием
высокодисногоогомартенсита в упрочненном слое.
Увеличение степени дисперсностимартенсита и микротвердости является одной из главных причин повышения трещиностойкости и износостойкостипосле такой комплексной обработки.
Комплексная обработка, включающая в себя закалку ТВЧ + плазменную
закалку + лазерную закалку,
позволяет регулировать эксплуатационные свойства упрочненных деталей, табл.2.19.
Табл.2.19.
Результаты испытаний образцов из стали У8 комплексного упрочнения
(температура испытаний 250 С)
Технология упрочнения?02
МПа?в
МПа?
%?
%КС
МДж/м2К1сД
Мпа/м1/212345671. Закалка и отпуск + (250 С)+ плазменная закалка
2. Закалка ТВЧ + плазменная закалка + лазерная закалка
3. Закалка ТВЧ + плазменная закалка + лазерная закалка + отпуск 180 С
250 С
300 С
400 С
980
1150
1200
1020
900
700
1300
1510
1580
1390
1080
920
6,2
7,8