«новое в разработке, производстве и применении специальных сталей и сплавов»

Вид материала

Семинар

Содержание И эксплуатационные свойства зубчатых колес Влияние технологических параметров на структуру и свойства материала

Подобный материал:

• Технологическая инструкция по пайке сталей и сплавов. Ти№12-58-02 1 Область применения, 785.98kb.
• 2 принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации протокол, 620.54kb.
• 2 принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации протокол, 748.91kb.
• Материалы, применяемые в автомобилестроении и ремонтном производстве, 496.34kb.
• План-конспект урока по теме "Классификация и термическая обработка сталей", 100.32kb.
• Ю. М. Дедков, М. Г. Слотинцева Сб. «Свойства и применение платиновых металлов и сплавов, 100.81kb.
• Пленум Верховного Суда РФ постановлением №2 о применении судами закон, 21.98kb.
• 2. принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации протокол, 762.17kb.
• 2. принят межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации протокол, 555.05kb.
• Л итейный консилиум №3 «Литейная форма. Решение проблем формообразования при производстве, 175.36kb.

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ НА КАЧЕСТВО

И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Сусин А.А., Передкова Г.И., Кузьменков О.В.

(Институт механики и надежности машин НАН Беларуси

г. Минск, Республика Беларусь)


Основные технические характеристики конструкций, машин и деталей (прочность, долговечность, надежность) зависят не только от конструкторских и технологических факторов, но в огромной степени от физико-механических свойств выбранного материала. Последние тесно связаны с качеством структуры упрочненного слоя после химико-термической обработки.

В докладе на примере производства зубчатых колес энергонасыщенной техники показаны возможности воздействия на структуру металла по всем операциям технологического цикла изготовления на такие характеристики как прокаливаемость и закаливаемость, теплостойкость и холодностойкость, величина зерна, степень легирования и чистота металла, направление волокон, деформации при цементации и закалке.

Проведенные исследования структурного строения и прочностных свойств металла позволили установить следующее.

Причиной пониженного сопротивления контактной усталости является присутствие в упрочненном слое бейнита и реечного мартенсита, где усталостная трещина, не встречая препятствий, развивается вдоль мартенситных пакетов и бейнитных включений. Именно наличие разного количества бейнита и пакетного мартенсита обычно не выявляется металлографически в мелкозернистой структуре, и обуславливает дисперсию _Hlim в слоях с твердостью 650-730 HV. Способствует снижению сопротивления усталости цементованных слоев присутствие карбидов, количество остаточного аустенита, темной составляющей и др.

Разрушение зубьев цементованных зубчатых колес от изгибных нагрузок находится в прямой зависимости от твердости и структуры упрочненного слоя и сердцевины, толщины диффузионного слоя и распределения твердости по его глубине, содержания продуктов немартенситного типа, дисперсности структуры, величины и знака остаточных напряжений.

На основании исследований разработаны «Нормативные показатели качества цементованного слоя и сердцевины, рекомендуемые ИМИНМАШ НАН Беларуси для ответственных зубчатых колес», которые регламентируют поверхностную твердость, эффективную толщину составляющие структуры металла и одновременно сравниваются с данными нормативных документов промышленно развитых стран.

Полученные результаты исследований показывают, что совершенствование химико-термически упрочненных сталей, как и создание новых, тесно связано с их структурой и субмикроструктурой и в значительной степени определяется технологией производства деталей и особенно химико-термическим упрочнением.

В заключении отметим, что разработанный в ИМИНМАШ НАН Беларуси подход может являться предпосылкой для внедрения системы управления качеством TQM (Total Quality Management), которая ориентирована на запросы потребителей и непрерывному улучшению качества. Благодаря комплексному подходу эта система имеет преимущества перед системами ИСО-9000 и QS-9000 (Quality System), так как учитывает возможности технологии производства и изменение параметров качества по всему производственному циклу.


Структура легированных цементуемых сталей и

эксплуатационные характеристики ответственных

зубчатых колес


Сусин А.А., Руденко С.П.,

(Институт механики и надежности машин НАН Беларуси,

г. Минск, Республика Беларусь)


Для цементованных зубчатых колес ответственного назначения первостепенное значение имеет обоснованный выбор критериев качества упрочненного слоя, влияющий в конечном итоге на эксплуатационные характеристики. Нормативные показатели качества упрочнения, принятые в различных отраслях машиностроения стран СНГ и других развитых станах, не учитывают в полной мере такие структурные характеристики упрочненного слоя, как эффективная толщина слоя, содержание и глубину залегания бейнита, карбидов, величину зерна и дисперсность структуры, морфологию строения мартенсита, которые могут приводить в преждевременным выходам из строя высоконапряженных зубчатых колес. Отсутствует единая методика контроля и не производится полная оценка качества деталей ответственного назначения, упрочненных химико-термической обработкой.

Приводятся результаты многочисленных исследований зубчатых колес после стендовых и эксплуатационных испытаний, на основе которых получены новые представления о критериях работоспособности цементованных зубчатых колес, работающих в условиях высоких изгибных и контактных нагрузок. Получено, что для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик цементованные зубчатые колеса должны иметь эффективную тоолщину слоя до участка с микротвердостью HV750, равную (0,08-0,1)m, HV700 - (0,12-0,15)m, HV600 - (0,2-0,22)m. У высоконапряженных зубчатых колес с меньшей эффективной толщиной обычно развивается глубинное контактное выкрашивание. Для зубчатых колес с большей эффективной толщиной слоя характерны сколы зубьев.

Показано, что сопротивление контактной усталости высоконапряженных цементованных зубчатых колес обусловлено величиной твердости и качеством структуры упрочненного слоя на некотором расстоянии от поверхности контакта. Получена зависимость для определения предела контактной выносливости, используемая при расчете ресурса зубчатых колес, обеспечиваемого сопротивлением глубинной контактной усталостью упрочненных слоев зубьев. Приведены кривые глубинной контактной усталости, полученные для цементованных слоев зубчатых колес. При построении кривых усталости была соблюдена идентичность структурных характеристик опасных зон с учетом смещения их в глубину слоя при повышении уровня контактных нагрузок. Такой подход предлагается впервые и позволяет оценивать сопротивление усталости упрочненного материала вне зависимости от геометрических параметров зубчатых колес.

Разработан новый метод контроля качества упрочнения ответственных зубчатых колес. Предложен оригинальный реактив для контроля микроструктуры и эталонные шкалы, регламентирующие содержание таких составляющих микроструктуры упрочненного слоя , как бейнит, карбидные фазы, остаточный аустенит и др. характеристики.

Созданы методика и компьютерные программы расчета и прогнозирования долговечности зубчатых колес силовых передач, позволяющие на основании моделирования напряженного состояния зубьев с учетом режимов нагружения и качества структуры упрочненных слоев, определяемого по разработанному методу, проводить работы на стадии проектирования по диагностике и сертификации зубчатых передач без выполнения трудоемких стендовых и ресурсных испытаний.


ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА

НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПОДШИПНИКОВОГО ПРОИЗВОДСТВА


Баглюк Г.А., Куровский В.Я.

(Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, г. Киев)