Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
етали уплотнения испытывались на износостойкость во время обкатки турбокомпрессора на стенде. По окончании стендовой обкатки определялись линейный и массовый износ колец и маслоотражателя.
Для проведения исследований по влиянию температуры отпуска чугунов на их твердость и получаемую микроструктуру, образцы готовились следующим образом. Образцы были нарезаны в форме пятаков на токарно-винторезном станке 1А62 (рис.3.1, 3.2а), диаметром 50 мм и толщиной 3-5 мм.
Рисунок 3.1. Токарно-винторезный станок 1А62.
Каждая пластина в свою очередь была разрезана на четыре сегмента для того, чтобы увеличить количество образцов каждой марки. В конечном итоге, для проведения термообработки были использованы девяносто образцов по тридцать каждой марки, с целью получения трехкратной повторности опытов. На образцах сделали соответствующие насечки (см. рис.3.2б).
а б
Рисунок 3.2. Чугунные образцы для исследований: а - исходный, б - подготовленные к опытам.
Для проведения исследований по влиянию температуры закалки стали 40Х на ее твердость и получаемую микроструктуру, образцы готовились из прутка нарезанием шайб толщиной 3…5 мм и диаметром 25 мм.
Для нагревания образцов использовалась лабораторная электропечь СНОЛ 1,6.2,5.1/12,5 (рис. 3.3). Для закалки стали и чугунов использовалась емкость для воды 10 л.
Процесс закалки протекал следующим образом. Образцы распределялись на стальном листе в определенном порядке (рис.3.4). Чугунные образцы были разложены на стальной пластине в шесть столбцов по два каждой марки. Затем пластина с образцами закладывалась в печь. Далее производилась закалка по следующему режиму. Нагрев образцов осуществлялся с печью (t0=20C) до температуры t1=900C. Затем при достижении 900C из печи вынимали все образцы и производили закалку в воде.
Рисунок 3.3 Лабораторная электропечь СНОЛ 1,6.2,5.1/12,5
Рисунок 3.4 Расположение чугунных образцов перед нагревом в печи.
Процесс отпуска протекал следующим образом. Образцы распределялись на стальном листе в том же порядке, что и при закалке (рис.3.4). После закладки в печь производился отпуск по следующим режимам. Нагрев образцов осуществлялся в пять этапов. Сначала все образы медленно в течении 10 мин. нагревались с печью (t0=20C) до температуры t1=400C. Затем при достижении 400C из печи вынимали три образца по одному каждой марки и производили отпуск на воздухе. Температура окружающей среды составляла 20C.
Далее печь с образцами нагревали до температуры t2=450C, таким же образом вынимали следующий ряд образцов и аналогично производили отпуск. После каждого этапа температуру повышали на 50C и при достижении t5=600C отпускали последние три образца. Повторность - трехкратная.
Процесс закалки стальных образцов протекал по следующим режимам. Нагрев образцов осуществлялся в пять этапов. Сначала все образы медленно в течении 20 мин. нагревались с печью (t0=20C) до температуры t1=800C. Затем при достижении 800C из печи вынимали один образец и производили закалку в воде. Далее печь с образцами нагревали до температуры t2=850C, таким же образом вынимали следующий образец и аналогично производили закалку. После каждого этапа закалки температуру повышали на 50C и при достижении t5=1000C закалили последний образец. Повторность закалочных режимов стали - трехкратная.
Микроструктурный анализ проводился с использованием микроскопа металлографического вертикального МИМ-7 (рис.3.5). Получаемая микроструктура фиксировалась с помощью цифрового фотоаппарата olympus C-60.
Рисунок 3.5. Микроскоп металлографический вертикальный МИМ-7.
Микроструктурный метод исследования металлов содержал следующие этапы:
приготовление микрошлифа;
травление поверхности микрошлифа специальными реактивами для выявления микроструктуры;
исследование шлифа под микроскопом.
Микрошлиф представлял собой образец металла размерами примерно 15х15х3…5 мм с полированной до зеркального блеска одной поверхностью. Подготовка микрошлифа состояла из трех последовательных операций:
получения плоской поверхности;
шлифование поверхности;
полирования этой поверхности.
Плоскую поверхность мы получили путем механической обработки: на плоскошлифовальном станке, а затем на шлифовальном кругу. Единственным условием было, чтобы применяемые способы и режимы обработки изучаемой поверхности не изменили ее микроструктуру. Нельзя, например, было пользоваться такими способами, как газо- и электрорезка, электроискровая обработка и т.п. методами. Даже использование шлифовального круга для получения плоской поверхности необходимо было проводить с большой осторожностью, так как есть опасность получить прожиги поверхности и, как следствие, искажение исследуемой структуры. Все эти требования при приготовлении микрошлифа были соблюдены.
Шлифовка поверхности микрошлифа проводилась на шлифовальной бумаге, начиная с Р - 180 и заканчивая Р - 500. При переходе от одного номера бумаги к более мелкому, образцы тщательно промывались в воде, а затем, шлифовку начинали в направлении, перпендикулярном предыдущим рискам. После шлифования самой мелкой бумагой производилась полировка шлифа для устранения оставшихся рисок.
Полировка была механической. Она более проста и доступна, в то время как электролитическая требует специального оборудования и реактивов. Механическую п