Порівняльний аналіз втомної контактної міцності поверхонь, зміцнених цементуванням та іонно-плазмовим азотуванням Аvinit N

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217674

Ключові слова:

тертя, кочення з проковзуванням поверхонь, контактна втомна міцність, газова цементація, плазмове азотування

Анотація

Проведені порівняльні триботехнічні випробування на контактну втомну міцність при терті кочення з проковзуванням поверхонь, зміцнених цементацією і плазмовим азотуванням Авініт N. Зразки після цементації мали товщину зміцненого шару 1,2 мм, а після азотуванням товщина зміцненого шару становила 0,25 мм. Випробування проведені із застосуванням методу акустичної емісії, який надзвичайно чутливий при реєстрації переходу роботи трибосистем від нормального (механохімічного) зносу до початкових руйнувань поверхні втомного характеру.

Проведені випробування показали, що усереднена кількість циклів до початкового руйнування від втоми для зразків, зміцнених за технологією азотування Avinit, вище в 1,82 рази в порівнянні із зразками, зміцненими цементацією. Глибина пошкоджень на поверхні цементованих зразків могла знаходитись в межах від 0,01 до 0,027 мм в залежності від діаметру пошкодження. Для азотованих поверхонь глибина пошкоджень не перевищувала 0,003 мм.

Стійкість до втомного зношування (руйнування) зразків визначалась по випробуванням на базі 1000000 циклів з контактними навантаженнями σmax=1140 МПа, характерними для середньонавантажених поверхонь. Результати випробувань показали, що інтегральна багатоциклова стійкість до втомного зношування (руйнування) зразків, зміцнених азотуванням, більш ніж в 10 разів вища, ніж зразків, зміцнених цементацією.

Проведені дослідження свідчать про ефективність використання іонно-плазмових технологій азотування Avinit замість цементування з метою підвищення контактної міцності поверхні деталей. При цьому, слід взяти до уваги такі переваги цієї технології, як збереження розмірів та високої чистоти обробки поверхонь, внаслідок чого відпадає необхідність їх механічної доробки після зміцнення

Біографії авторів

Alex Sagalovych, ПрАТ «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Академік АТН України, керівник управління

Управління спеціальних технологій

Viktor Popov, ПрАТ «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, академік АТН України, голова правління

Vladislav Sagalovуch, Науково-технологічний центр «Нанотехнологія» бул. Миру, 3, м. Харків, Україна, 61108

Доктор технічних наук, професор, академік АТН України, директор

Stanislav Dudnik, ПрАТ «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, керівник відділу

Відділ тонких технологій

Vladimir Bogoslavzev, ПрАТ «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Провідний конструктор

Nik Stadnichenko, Харківський національний університет Повітряних Сил ім. І. Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент, керівник лабораторії

Andrey Edinovych, ДП «Івченко Прогрес» вул. Іванова, 2, м. Запоріжжя, Україна, 69068

Провідний конструктор

Посилання

  1. Fedorov, V. V. (1985). Kinetika povrezhdaemosti i razrusheniya materialov. Tashkent: FAN, 175.
  2. Ibatullin, I. D. (2008). Kinetika ustalostnoy povrezhdaemosti i razrusheniya poverhnostnyh sloev. Samara: Samar. gos. tehn. un-t, 387.
  3. Arzamasov, B. N., Bratuhin, A. G., Eliseev, Yu. S., Panayoti, T. A. (1999). Ionnaya himiko-termicheskaya obrabotka splavov. Moscow: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 400.
  4. Zinchenko, V. M., Syropyatov, V. Ya., Prusakov, B. A., Perekatov, Yu. A. (2003). Azotniy potentsial: sovremennoe sostoyanie problemy i kontseptsiya razvitiya. Moscow: FGUP «Izdatel'stvo «Mashinostroenie», 90.
  5. Kaplun, V. G., Kaplun, P. V. (2015). Ionnoe azotirovanie v bezvodorodnyh sredah. Hmel'nits'kiy: HNU, 318.
  6. Wu, Y. S., Ma, B. T., He(HO), J. W., Luo, B. Z. (1989). A criterion for contact fatigue of ion-nitrided gear. Wear, 129 (1), 13–21. doi: https://doi.org/10.1016/0043-1648(89)90275-5
  7. Boniardi, M., D’Errico, F., Tagliabue, C. (2006). Influence of carburizing and nitriding on failure of gears – A case study. Engineering Failure Analysis, 13 (3), 312–339. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2005.02.021
  8. Terent’ev, V. F., Мichugina, М. S., Kolmakov, A. G., Kvedaras, V., Čiuplys, V., Čiuplys, A., Vilys, J. (2007). The effect of nitriding on fatigue strength of structural alloys. MECHANIKA, 2 (64), 12–22.
  9. Gerasimov, S. A., Kuksenova, L. I., Alekseeva, M. S. (2017). Peculiarities of structure and tribological properties formation of the nitrided steel and alloy. Bulletin of Science and Technical Development, 7 (119), 3–17.
  10. Conrado, E., Gorla, C., Davoli, P., Boniardi, M. (2017). A comparison of bending fatigue strength of carburized and nitrided gears for industrial applications. Engineering Failure Analysis, 78, 41–54. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2017.03.006
  11. Kaplun, P. V., Gonchar, V. A. (2015). Effect on durability ion nitriding open gears. Problems of Tribology, 2, 84–89.
  12. Kaplun, P. V., Honchar, V. A., Donchennko, T. V., Matviichin, P. V. (2019). Nfluence of ionic nitriding and remainingaustenite on longevity permanent at friction woobling. Herald of Khmelnytskyi national university, 1, 122–129. Available at: http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/7581
  13. Shetty, K., Kumar, S., Raghothama Rao, P. (2009). Effect of ion nitriding on the microstructure and properties of Maraging steel (250 Grade). Surface and Coatings Technology, 203 (10-11), 1530–1536. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.11.034
  14. Sirin, S. Y., Sirin, K., Kaluc, E. (2008). Effect of the ion nitriding surface hardening process on fatigue behavior of AISI 4340 steel. Materials Characterization, 59 (4), 351–358. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2007.01.019
  15. Rolinski, E., Damirgi, T., Woods, M. S. (2015). Ion Nitriding of Ferrous and Titanium Alloys for Gear Applications. Thermal Processing, 36–40.
  16. Fomina, L. P, Krymov, V. V. (2016). Sovershenstvovanie tehnologiy uprochneniya zubchatyh koles aviadvigateley. Dvigatel', 2 (104), 6–8.
  17. Sahalovych, O. V., Sahalovych, V. V. (2013). Pat. No. 84664 UA. Sposib ionno-plazmovoho pretsyziynoho azotuvannia poverkhon stalei i splaviv Avinit N. No. u201305770; declareted: 16.08.2013; published: 25.10.2013, Bul. No. 23.
  18. Sahalovych, O. V., Sahalovych, V. V. (2013). Pat. No. 107408 UA. Sposib ionno-plazmovoho pretsyziynoho azotuvannia poverkhon detali zi stalei i splaviv avinit N. No. a201305768; declareted: 07.05.13; published: 25.12.2014, Bul. No. 24.
  19. Filonenko, S. F., Stadnichenko, V. N. (2007). Avtomatizatsiya issledovaniy protsessov samoorganizatsii tribosistem. Avtomatika. Avtomatizatsiya. Elektrotehnicheskie kompleksy i sistemy, 1 (18), 164–167.
  20. Stadnychenko, M. H., Dzhus, R. M., Troshyn, O. M. (2004). Pro hranytsi zastosuvannia metodu akustychnoi emisiyi pry vyrishenni zadach trybodiahnostyky. Zbirnyk naukovykh prats XI VPS, 1 (10), 187–195.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-31

Як цитувати

Sagalovych, A., Popov, V., Sagalovуch V., Dudnik, S., Bogoslavzev, V., Stadnichenko, N., & Edinovych, A. (2020). Порівняльний аналіз втомної контактної міцності поверхонь, зміцнених цементуванням та іонно-плазмовим азотуванням Аvinit N. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (108), 20–27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217674

Номер

Том 6 № 12 (108) (2020): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Alex Sagalovych, Viktor Popov, Vladislav Sagalovуch, Stanislav Dudnik, Vladimir Bogoslavzev, Nik Stadnichenko, Andrey Edinovych

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.