Дослідження і аналіз можливості бездифузійних фазових перетворень в поверхневому шарі деталі під дією температур шліфування

Автор(и)

  • Ala Bezpalova Одеська державна академія будівництва і архітектури вул. Дiдрiхсона, 4, м. Одеса, Україна, 65029, Україна https://orcid.org/0000-0003-3713-0610
  • Vladimir Lebedev Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044, Україна https://orcid.org/0000-0003-2891-9708
  • Natalia Klimenko Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044, Україна https://orcid.org/0000-0003-1841-276X
  • Tatiana Chumachenko Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044, Україна https://orcid.org/0000-0001-6149-4786
  • Inga Uryadnikova Національний університет фізичної культури і спорту вул. Фізкультури, 1, м. Київ, Україна, 03150, Україна https://orcid.org/0000-0002-3750-876X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140982

Ключові слова:

аустеніт, мартенсит, γ-залізо, α-залізо, швидкість нагріву, температура перетворення мартенситний інтервал, поверхневий шар, критична температура

Анотація

Досліджено та проаналізовано можливість бездифузійних фазових перетворень в поверхневому шарі шліфованої деталі під дією миттєвої температури шліфування. Це важливо, тому що фазові Feα-Feγ перетворення, які можуть мати місце при шліфуванні деталей приводять до появи так званих шліфувальних прижогів, які в 2–3 рази знижують надійність і довговічність при експлуатації деталі в працюючому механізмі. Визначено механізм фазових перетворень, критична температура цих перетворень і пов'язані з цим режими обробки, які забезпечують цю температуру. Це дозволяє обґрунтовано підходити до визначення режимів шліфування і, в разі необхідності, до застосування методу охолодження. Крім того, може бути вирішена задача оптимізації режимів шліфування, якщо продуктивність обробки взяти як цільову функцію, а як обмеження взяти температуру шліфування.

При швидкому нагріванні температурою шліфування поверхні деталі з загартованої сталі вище лінії АС1 має місце зворотне мартенситне перетворення Feα→Feγ. Мартенситний інтервал при охолодженні Мн-Мк в значній мірі охоплює негативні температури. Тому аустеніт частково фіксується в поверхневому шарі, утворюючи так званий припік гарту. Залежності для визначення температури утворення аустеніту для сталі будь-якого хімічного складу, дають можливість при шліфуванні підтримувати значення температури шліфування нижче цього рівня. Розглянуто механізм бездіффузіного зворотного мартенситного перетворення при високошвидкісному нагріванні поверхні ріжучими зернами (миттєвої температурою). Експериментально визначено швидкість нагріву і вплив тиску, яке справляє абразивне зерно на метал при знятті стружки. Таким чином обґрунтована можливість бездифузійного фазового перетворення і дається залежності для розрахунку температур утворення аустеніту, що дає в свою чергу можливість розрахувати безпечні режими обробки

Біографії авторів

Ala Bezpalova, Одеська державна академія будівництва і архітектури вул. Дiдрiхсона, 4, м. Одеса, Україна, 65029

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра організації будівництва і охорони праці

Vladimir Lebedev, Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство

Natalia Klimenko, Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство

Tatiana Chumachenko, Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство

Inga Uryadnikova, Національний університет фізичної культури і спорту вул. Фізкультури, 1, м. Київ, Україна, 03150

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра спортивної медицини

Посилання

  1. Chumachenko, T. V. (2011). Tekhnologicheskoe obespechenie kachestva i proizvoditel'nosti obrabotki poverhnostey sheek valov rotorov gazovyh turbin, napylennyh mineralokeramikoy. Odessa, 163.
  2. Lebedev, V. G., Klimenko, N. N., Al'-Adzhelat, S. A. (2013). Mekhanizm obrazovaniya prizhogov pri shlifovanii detaley iz zakalennyh staley. Naukovi notatky, 40, 141–144.
  3. Lobodyuk, V. A., Estrin, E. I. (2009). Martensitnye prevrashcheniya. Moscow: Fizmalit, 352.
  4. Kremen', Z. I., Yur'ev, V. G., Baboshkin, A. F. (2015). Tekhnologiya shlifovaniya v mashinostroenii. Sankt-Peterburg Politekhnika, 424.
  5. Biront V. S. Teoriya termicheskoy obrabotki. Krasnoyarsk, 2007. 234 p.
  6. Vliyanie teploty, obrazuyushcheysya pri shlifovanii. Biblioteka tekhnicheskoy literatury. Available at: http://delta-grup.ru/bibliot/39/76.htm
  7. Lebedev, V., Klimenko, N., Uryadnikova, I., Chumachenko, T., Ovcharenko, A. (2017). Martensite transformations in the surface layer at grinding of parts of hardened steels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (87)), 56–63. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.103149
  8. Lebedev, V. G., Klimenko, N. N. (2015). Zakonomernosti obrazovaniya prizhogov otpuska pri shlifovanii podshipnikovyh staley. Perspektyvni tekhnolohiyi ta prylady, 6, 35–40.
  9. Fedotov, A. K. (2012). Fizicheskoe materialovedenie. Vol. 2. Fazovye prevrashcheniya v metallah i splavah. Minsk: Vysshaya shkola, 446.
  10. Aleksandrova, M. Yu., Dobrynin, S. A., Firsov, G. I. (2008). Modelirovanie temperaturnogo polya na poverhnosti detali pri naruzhnom bescentrovom shlifovanii. Vestnik nauchno-tekhnicheskogo razvitiya. Nacional'naya Tekhnologicheskaya Gruppa, 10 (14), 46–53.
  11. Kremen', Z., ‎Yur'ev, V.,‎ Baboshkin, A. (2017). Tekhnologiya shlifovaniya v mashinostroenii. Litres, 425.
  12. Salov, P. M., Salova, D. P., Vinogradova, T. G., Saikin, S. S. (2016). Thermal phenomena during internal grinding with sliding feed. Vektor Nauki Tol’yattinskogo Gosudarstvennogo Universiteta, 1, 42–47. doi: https://doi.org/10.18323/2073-5073-2016-1-42-47
  13. Li, X., Ma, X., Subramanian, S. V., Shang, C., Misra, R. D. K. (2014). Influence of prior austenite grain size on martensite–austenite constituent and toughness in the heat affected zone of 700MPa high strength linepipe steel. Materials Science and Engineering: A, 616, 141–147. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.07.100
  14. Rajasekhara, S., Ferreira, P. J. (2011). Martensite→austenite phase transformation kinetics in an ultrafine-grained metastable austenitic stainless steel. Acta Materialia, 59 (2), 738–748. doi: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.10.012
  15. Kaluba, W., Kaluba, T., Zielinska-Lipiec, A. (2007). Morphological Evolutions in Steels during Continuous Rapid Heating. Materials Science Forum, 539-543, 4669–4674. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.539-543.4669
  16. Li, C. H., Ding, Y. C., Lu, B. H. (2008). Innovative Technology Investigation into Integrate the Surface Hardening Process with the Grinding Precision Finishing for CBN Grinding Crankshaft. 2008 4th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing. doi: https://doi.org/10.1109/wicom.2008.3039
  17. Xu, Y. (1993). The role of retained austenite and residual stresses in rolling contac. DigitalCommons@University of Nebraska – Lincoln. 1993. Available at: http://digitalcommons.unl.edu/dissertations/AAI9611077/
  18. Jin, S., Huang, D., Morris, J. W. Jr., Thomas, G. (2010). Use of the reverse martensitic transformation and precipitation to enhance the strength and stability of austenite. Lawrence Berkeley National Laboratory, 18.
  19. Golovin, I. S., Komissarov, A. A., Kustov, S. B., Maikranz-Valentin, M., Siemers, C. (2010). Phase impact of thermal cycling on reversibility and anelastic- transformations ity of martensitic transformation in Fe-22Mn-3Si alloy. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 32 (2), 191–201.
  20. Analyse des évolutions structurales et du comportement mécanique d'un acier au chrome-nickel-molybdène à très bas carbone du type Z1CNDA 12-09-02, en fonction des traitements thermiques. Available at: https://www.theses.fr/1989PA112002
  21. Lebedev, V., Klimenko, N., Chumachenko, T., Uryadnikova, I., Ovcharenko, A. (2016). Definition of the amount of heat released during metal cutting by abrasive grain and the contact temperature of the ground surface. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (83)), 43–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.81207
  22. Mirzoev, D. A., Mirzoev, A. A., Chirkov, P. V. (2016). Leave martensite in the input of rapid heating. Bulletin of SUSU. Series: Mathematics. Mechanics. Physics, 8 (1), 61–65.
  23. Gulyaev, A. P. (2011). Metallovedenie. Moscow, 643.
  24. Blank, V. D., Estrin, E. I. (2011). Fazovye prevrashcheniya v tverdyh telah pri vysokom davlenii. Moscow, 412.
  25. Kaufman, L., Cohen, M. (1958). Thermodynamics and kinetics of martensitic transformations. Progress in Metal Physics, 7, 165–246. doi: https://doi.org/10.1016/0502-8205(58)90005-4
  26. Tkachenko, I. F. (1997). Raschetnoe opredelenie temperatury ravnovesiya mezhdu austenitom i martensitom. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Tekhnicheskie nauki, 3, 81–82.
  27. Metodika prigotovleniya mikroshlifa. Available at: https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-metodika-prigotovleniya-mikroshlifa-852852.html
  28. Mikroskop MIM-7. Available at: http://mikroskop-1.ru/?name=Mikroskopy~MIM-7&ref
  29. Gorlach, V. V., Egorov, V. L., Ivanov, N. A. (2006). Obrabotka, predstavlenie, interpretaciya rezul'tatov izmereniy. Omsk: Izdatel'stvo SibADI, 85.
  30. Maslov, E. N. (1984). Teoriya shlifovaniya materialov. Moscow: Mashinostroenie, 320.
  31. Lyubov, B. Ya. (2013). Kineticheskaya teoriya fazovyh prevrashcheniy. Moscow: Metallurgiya, 375.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-08-27

Як цитувати

Bezpalova, A., Lebedev, V., Klimenko, N., Chumachenko, T., & Uryadnikova, I. (2018). Дослідження і аналіз можливості бездифузійних фазових перетворень в поверхневому шарі деталі під дією температур шліфування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(12 (94), 36–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140982

Номер

Том 4 № 12 (94) (2018): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Ala Bezpalova, Vladimir Lebedev, Natalia Klimenko, Tatiana Chumachenko, Inga Uryadnikova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.