Підвищення ефективності плазмового гартування за рахунок локального охолодження поверхні повітрям негативної температури
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176825Ключові слова:
вміст вуглецю, мартенситний інтервал, температура охолодження, доевтектоїдна сталь, евтектоїдна сталь, заевтектоїдна стальАнотація
Інтервал мартенситного перетворення деяких доевтектоїдних, всіх евтектоїдних і всіх заевтектоідних сталей захоплює в значній мірі область негативних температур. З огляду на те, що операція плазмової гарту здійснюється в цехах, де мінімальна температура становить + 20 °С, температура поверхні деталі після нагрівання її плазмою не може досягти негативних величин. Через це температурний діапазон мартенситного перетворення не використовується повністю і в загартованої структурі знаходиться деяка кількість аустеніту, яка не піддався мартенситному перетворенню. Ця обставина знижує твердість загартованого шару і часто необхідна низька відпустка загартованої поверхні для перетворення залишкового аустеніту в відпущений мартенсит, що подовжує і здорожує процес термообробки. Повне або майже повне мартенситне перетворення можливо, якщо поверхня, нагріта променем плазми, буде негайно охолоджуватися до негативної температури.
Показано, що локальне охолодження гартуємої поверхні до температури -40 °С, можна здійснити за допомогою використання трубки Ранка-Хилша, що значно розширює можливості повноцінної гарту для евтектоїдних і заевтектоідних сталей. Дослідження полягали в нагріванні поверхні потоком плазми до температури 750 °С і 900 °С Зміни температури здійснювалися струмом плазмотрона і зміною швидкості переміщення плями потоку плазми по поверхні зразка. Експерименти проводилися на сталях -сталь 45 (0,45 % С), У8 (0,8 % С) і У10 (1 % С). Дослідження структур проводилося на мікроскопі МІМ-7 з відеокамерою і з виведенням зображення на екран. Приблизний кількісний склад аустеніту, мартенситу і супутніх структур визначався по площах на екрані.
При плазмовому гарту стали 45 від температури 900 °С при використанні трубки Ранка-Хилша в структурі практично немає залишкового аустеніту. При загартуванню стали У8 виявляється залишковий аустеніт в незначній кількості. При загартуванні стали У12 кількість залишкового аустеніту становить приблизно 15 %. Локальне охолодження поверхні дозволяє здійснювати якісну загартованість сталей більшості марок незалежно від вмісту вуглецюПосилання
- Lashchenko, G. I. (2003). Plazmennoe uprochnenie i napylenie. Kyiv: Ekotehnologiya, 64.
- Gulyaev, A. P. (2010). Materialovedenie. Moscow: Avangard.
- Yan, M. F., Chen, B. F., Li, B. (2018). Microstructure and mechanical properties from an attractive combination of plasma nitriding and secondary hardening of M50 steel. Applied Surface Science, 455, 1–7. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.04.213
- Xiang, Y., Yu, D., Li, Q., Peng, H., Cao, X., Yao, J. (2015). Effects of thermal plasma jet heat flux characteristics on surface hardening. Journal of Materials Processing Technology, 226, 238–246. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.07.022
- Martynov, V., Brzhozovsky, B., Zinina, E., Yankin, I., Susskiy, A. (2017). Fluctuations in the Process Plant as a Quality Assessment Criterion of Low-temperature Plasma Hardening Process. Procedia Engineering, 176, 451–460. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.344
- Semboshi, S., Iwase, A., Takasugi, T. (2015). Surface hardening of age-hardenable Cu–Ti alloy by plasma carburization. Surface and Coatings Technology, 283, 262–267. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.11.003
- Lebrun, J. P. (2015). Plasma-assisted processes for surface hardening of stainless steel. Thermochemical Surface Engineering of Steels, 615–632. doi: https://doi.org/10.1533/9780857096524.4.615
- Esfandiari, M., Dong, H. (2006). Plasma surface engineering of precipitation hardening stainless steels. Surface Engineering, 22 (2), 86–92. doi: https://doi.org/10.1179/174329406x98368
- Xiang, Y., Yu, D., Cao, X., Liu, Y., Yao, J. (2017). Effects of thermal plasma surface hardening on wear and damage properties of rail steel. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 232 (7), 787–796. doi: https://doi.org/10.1177/1350650117729073
- Safonov, E. N., Mironova, M. V. (2018). Plasma hardening hypereutectoid steel. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 411, 012069. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/411/1/012069
- Petrov, S. V., Saakov, A. G. (2002). Technology and equipment for plasma surface hardening of heavy-duty parts. Materials and Manufacturing Processes, 17 (3), 363–378. doi: https://doi.org/10.1081/amp-120005382
- Nechaev, V. P., Ryazantsev, A. A. (2012). Issledovanie, razrabotka, obosnovanie vozmozhnostey povysheniya nadezhnosti raboty krupnomodul'nyh shesteren putem plazmennogo uprochneniya ih poverhnostey. Prohresyvni tekhnolohiyi i systemy mashynobuduvannia, 43, 227–232.
- Horobryh, M. A., Klement'ev, V. A. (2012). Vihrevoy ehffekt Ranka-Hilsha. Vihrevaya truba. Molodoy ucheniy, 6, 54–55.
- Korkodinov, I. A., Khurmatullin, O. G. (2012). The Application of Ranque – Hilsh Effect. Vestnik permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Mashinostroenie, materialovedenie, 14 (4), 42–54.
- Metodika prigotovleniya mikroshlifa. Available at: https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-metodika-prigotovleniya-mikroshli-fa-852852.html
- Mikroskop MIM-7 metallograficheskiy. Available at: https://svetlovodsk.flagma.ua/mikroskop-mim-7-metallograficheskiy-o4107365.html
- Pribor dlya izmereniya tverdosti po metodu Rokvella TR 5006M. Available at: http://ukrsk.com.ua/pribor_tr_5006m.html
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Alla Bespalova, Vladimir Lebedev, Olga Frolenkova, Alexey Knysh, Olga Dashkovskaya, Oksana Fayzulina
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.
