Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
¶дение деталей из высокопрочных чугунов можно производить как вместе с печью, так и на воздухе.
В диапазон температур 150…170оС, при отпуске ковких чугунов, рекомендуемая температура выдержки составляет 30…60 минут. После чего следует остывание детали на воздухе. Тем самым мы можем добиться снятия напряжений и получить твердость детали в пределах 51…58 HRC. Выдержка в пределах 380…400оС на протяжении 45…75 минут, способствует получению твердости в пределах 37…43 HRC. Если в течении 45…90 минут деталь из ковкого чугуна выдержать при температуре 530…550оС, твердость будет в пределах 24…28 HRC. Сочетание температур 600…650оС и времени выдержки 30…90 минут позволит нам получить твердость в пределах 20...25 HRC [33].
На получение оптимальной структуры после закалки и формирования конечных свойств, получаемых при отпуске закаленной стали, влияет правильный выбор температуры и времени выдержки при нагреве под закалку. Температура нагрева под закалку углеродистой стали выбирается на 20...40оС выше точти А3, для доэвтектоидной - на 30...50оС выше точки А3. Для легированной стали температура нагрева под закалку может быть выше точки А3 на 50...150оС.
Температура нагрева под закалку завасит от скорости нагрева. Чем выше скорость, тем выше должна быть температура и меньше время при выдержи при ней (рис. 2.1) [31].
Рисунок 2.1. Диаграмма состояния железо-углерод
2.2 Выбор материала деталей
Выбор материалов пар трения осуществляется по показателям применимости. Анализ работы торцовых уплотнений показывает, что требования, предъявляемые к материалам пар трения, можно свести к следующим показателям применимости:
твердость после термообработки;
износостойкость материала при стабильном режиме работы торцового уплотнения.
Показатели применимости материалов для пар трения существенно различны и по общему их числу, и по весомости каждого показателя.
Оптимальные материалы для пар трения торцовых уплотнений выбирают по комплексному показателю применимости Q, который определяют как средневзвешенное отдельных показателей применимости qi:
(2.1)
где n - число показателей применимости;
mi - коэффициент весомости показателя применимости (табличное значение).
Пригодность материала для пар трения торцовых уплотнений оценивают по следующей шкале
Q ? 1 - отлично
Q ? 0,8 - хорошо
Q ? 0,6 - удовлетворительно
Q < 0,6 - неудовлетворительно.
Для материалов пар трения торцовых уплотнений турбокомпрессоров комплексный показатель применимости должен быть не менее 0,6.
При определении показателей применимости оцениваемых материалов за эталонные принимают лучшие свойства известных антифрикционных материалов, применяемых в настоящее время в качестве пар трения торцовых уплотнений.
В связи с различным механизмом изнашивания пар трения торцовых уплотнений в чистых средах и в средах с абразивными включениями используют два способа определения показателей применимости материалов по износостойкости.
В чистых средах изнашивание колец пар трения происходи в осевом направлении. Классическая кривая изнашивания материала во времени имеет участок сравнительно не продолжительной приработки и линейный участок, соответствующий стабильному режиму изнашивания при нормальной работе торцового уплотнения. Интенсивности изнашивания разных материалов различны.
Все материалы, предназначенные для использования в качестве пар трения торцовых уплотнений турбокомпрессоров, подвергают контрольным испытаниям при максимальных рабочих параметрах в течение 2 ч для определения группы износостойкости (линейного износа h).
- низкой износостойкости (h > 5 мкм);
- средней износостойкости(h = 0,5…5 мкм);
- высокой износостойкости (h < 0,5 мкм).
Материалы, отнесенные по результатам контрольных испытаний к первым двум группам, оцениваются по следующему показателю применимости:
(2.2)
где hэ = 6,5 мкм - износ контрольного кольца (покупного) за 2 ч;
h0 - износ образца из оцениваемого материала за 2 ч.
Для материалов третьей группы принимают q'1 = 1.
Исходя из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
1.Закалкой стали 40Х в масле или воде, из которой изготавливается маслоотражатель, можно повысить ее износостойкость за счет изменения механических свойств и микроструктуры.
.Повышение температуры закалки высоколегированной стали приводит к повышению ее износостойкости.
.Отпуск высокопрочных чугунов применительно к кольцам позволяет избежать образованию закалочных трещин и улучшить микроструктуру и механические свойства с обеспечением требуемой твердости.
.Выбор материалов и режимов термообработки деталей торцевого уплотнения турбокомпрессора можно осуществить по показателям применимости.
РАЗДЕЛ 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Методика проведения экспериментальных исследований включала в себя проведение исследований по влиянию температуры закалки стали 40Х и отпуска чугунов на их твердость и получаемую микроструктуру на образцах. Применялись высокопрочные чугуны марок ВЧ-50 производства Гомельского завода спецлитья (республика Беларусь) и Первомайского литейного завода и ВЧ-40 Одесского завода спецлитья. После изготовления кольца турбокомпрессора С-14 подвергались отпуску по тем же режимам, что и образцы. После закалки маслоотражателя и отпуска колец, д