Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
олировку проводили на вращающихся войлочных дисках. Диск периодически смазывался пастой ГОИ (смесь мелкого абразивного порошка Cr2O3 с жиром и поверхностно-активным веществом). Полирование считалось законченным, если на поверхности шлифа не было рисок и он имел зеркальную поверхность. Затем шлиф тщательно промыли водой, спиртом и высушили фильтровальной бумагой.
После проведенной обработки поверхность шлифа ни в коем случае нельзя задевать руками, так как в противном случае на поверхность шлифа наносится жировая пленка, которая существенно усложнит дальнейшую работу со шлифом. Во избежание появления царапин, отшлифованные образцы были сложены в отдельные полиэтиленовые пакеты.
Для выявления микроструктуры металла поверхность шлифа была протравлена специальными реактивами. В нашем случае это был состава: 5%-й раствор азотной кислоты в спирте. Структура сплава выявлялась в результате различной степени протравливаемости отдельных фаз и структурных составляющих сплава. Предварительными опытами определялось время травления образцов с тем, чтобы травитель не растворял полностью одну из составляющих (при этом много информации теряется), а лишь сделал ее поверхность слегка шероховатой. Если травление оказывалось слишком длительным, то образец шлифовался заново. На шлиф пипеткой наносилась одна капля этого раствора и через 15-30 секунд смывалась дистиллированной водой, протиралась этиловым спиртом и сушилась фильтровальной бумагой. Затем протравленная область микрошлифа рассматривалась в микроскоп. Если контраст был слабый - травление повторялось.
Испытания на твердость проводились статическими методами на твердомерах по методу Бринелля и Роквелла.
Твёрдость по Бринеллю (НВ) определялась на приборе для измерения твёрдости металлов ТШ - 2М (рис. 3.6). Она численно равна напряжению, выраженному отношением приложенной нагрузке Р к площади поверхности А сферического отпечатка диаметром d (размерность при обозначении твёрдости опускается). Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твёрдого сплава) в образец или изделие под воздействием нагрузки Р, приложенной перпендикулярно поверхности образца, в течение определённого времени и измерении диаметра отпечатка d после снятия нагрузки. Диаметр образующегося сферического отпечатка d измеряется лупой-компаратором (с помощью микроскопа).
Рисунок 3.6. Схема прибора для измерения твердости материалов ТШ-2М по методу Бринелля.
Число твердости по Бринеллю определяли путем деления величины нагрузки на площадь поверхности сферического отпечатка (рис. 3.7), и вычисляли по следующей формуле [21]:
(3.1)
где Р - нагрузка на шар, кгс (Н); - диаметр шара, мм; - диаметр отпечатка, мм.
Число твердости по Бринеллю обозначается символом НВ, а размерность его величины опускается.
При определении твердости шариком диаметром D = 10 мм под нагрузкой Р = 3000 кгс (29,4 кН) с выдержкой Т = 10 с перед числом твердости ставится символ НВ, без индекса, например НВ 260. При других условиях испытания символ НВ дополняется индексом, указывающим принятые условия в следующем порядке: диаметр шарика, нагрузку и продолжительность ее выдержки. Например, НВ5/750/30341 означает число твердости по Бринеллю, равное 341, полученное при испытании шаром с D = 5,0 мм под нагрузкой Р = 750 кгс (7,35 кН), приложенной в течение 30 с. Этот метод испытания твердости нормирован ГОСТ 9012-59.
Рисунок 3.7. Схема определения твердости по Бринеллю
Сферическую поверхность отпечатка шара можно вычислить и по его глубине, пользуясь формулой [21]:
(3.2)
где D - диаметр шара (мм); t - глубина отпечатка (мм).
Но этот метод вычисления не предусмотрен ГОСТ 9012-59 вследствие того, что глубина шарового сегмента не может быть измерена с такой же точностью из-за малой ее величины, как его диаметр. Кроме того, в погрешности измерения глубины отпечатка входит трудно учитываемый фактор явления наплыва металла по краям отпечатка, когда металл вытесняется шаром при вдавливании (рис. 3.8). Измеряя глубину отпечатка, имеющего такой наплыв металла по краям, получают уменьшенную величину t и тем самым вносят погрешность в сторону преувеличения числа твердости.
Тем не менее, для повышения производительности прибора при массовых однотипных испытаниях применяют способ измерения глубины отпечатка посредством индикатора.
Рисунок 3.8. Наплыв металла при вдавливании шара
Чтобы избежать длительных и сложных вычислений числа твердости для каждого отпечатка, на практике пользуются готовыми таблицами, приложенным к ГОСТ 9012-59, с заранее подсчитанными значениями НВ для отпечатков, имеющих различные диаметры и сделанных при различных нагрузках шарами разных диаметров.
Наиболее распространенными стандартными условиями при испытании твердости этим методом являются нагрузка Р = 3000 кгс (29,4 кН), диаметр шара D = 10 мм и длительность выдержки под нагрузкой 10 с, или при диаметре шара D = 5 мм, нагрузка Р = 750 кгс (7355 Н).
При выборе диаметра шарика и величины нагрузки необходимо руководствоваться правилом, что при одном и том же материале испытуемого образца соотношение между нагрузками Р и диаметрами применяемых шариков D должно быть [24]:
(3.3)
Иначе говоря, сравнимые результаты при определении твердости методом вдавливания стального шарика получаются при разных д