CC BY
8ИЗНОСОСТОЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН ПРИ АБРАЗИВНОМ ИЗНАШИВАНИИ
Мукаддам Рустамовна Саид Солижонович Шахноза Муратхаджаевна Таджиходжаева Юсубжонов Ходжаева
Ташкентский государственный транспортный университет
АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается поиски износостойких материалов и сплавов для рабочих органов землеройных машин при абразивном изнашивание. Приводится результате механических испытаний , химический анализ и металлографические испытаний износостойких материалов.
Установлено, что максимальная износостойкость упрочненного металла достигается при содержании бора 2,0......2,2% .
На основании металлографических и износных исследований для наплавки рабочих органов землеройных машин рекомендуется износостойкие металлы типа 300Х25Г2Р2СТ.
Ключевые слова: рабочие орган, сплав, макротвердость, землеройных машин, наплав, износостойкость, фактор, электрод, металл.
WEAR RESISTANCE MATERIALS OF WORKING BODIES EARTH-MOVING OF MACHINES AT ABRASION WEAR PROCESS
ABSTRACT
In clause is considered (examined) searches wear resistance of materials and alloys for working bodies earth-moving of machines at abrasion wear process. The chemical analysis and metals Graf of tests износостойких of materials is resulted result of mechanical tests.
Is established, that maximal wear resistance of metal is reached (achieved) at the contents bore 2, 0......2, 2 %.
On the basis metals Graf and wear of researches for given of working bodies' earth-moving of machines it is recommended wear resistance metals such as 300Х25Г2Р2СТ.
Keywords: working body, alloy, macrohardness, earth-moving machines, surfacing, wear resistance, factor, electrode, metal.
Срок службы быстро изнашивающихся деталей рабочих органов определяет рентабельность многих дорогостоящих машин. Частые остановки оборудования для замены вышедших из строя деталей новыми, приводят к
значительному снижению производительности труда, качества продукции, нарушает ритмичность процесса производства, вызывают непроизводственные затраты металла на изготовление сменных деталей. [1]
Поиски износостойких металлов и сплавов весьма широкая, специфичная и наукоёмкая область инженерной деятельности, требующая обширных знаний о процессах, происходящих в рабочей поверхности изнашиваемой детали под воздействием изнашивающих сред в условиях эксплуатации.
Объективные данные о работоспособности материалов при изнашивании могут быть получены только при комплексном исследовании как химического и структурного состава и свойств стали, так и химического и минералогического состава и свойств среды, а также внешних условий, температуры, степени агрессивности среды и давления изнашивающих тел на рабочую поверхность детали. Задача нахождения количественной зависимости износостойкости металлов и сплавов от их физико-механических свойств и микроструктуры может быть решена на основе современных физических представлений об элементарных актах пластической деформации в микрообъёмах и разрушения под воздействием абразивных тел с учетом неравномерного развития этих процессов, обусловленного неоднородностью структуры реальных материалов и различием физико-механических свойств структурных составляющих.
Комплексное использование производственных и лабораторных методов изучения изнашивания, а также исследование изменений тонкой структуры металла в рабочем слое и аналитический расчет величины энергии, затрачиваемой на осуществление каждого из элементарных процессов в металле, составляющих акт изнашивания, позволяет выявить те свойства сплава, которые в наибольшей мере контролируют его способность к сопротивлению разрушительной работе изнашивающих сред. Глубокое раскрытие природы сопротивления сплавов изнашиванию, позволяет повысить эффективность упрочнения материалов для быстроизнашиваемых деталей и даёт возможность полнее реализовать защитные силы металла и управлять его износостойкостью в заданных условиях эксплуатации.
Объективную информацию о процессах, происходящих при этом на поверхности детали и приводящих к отделению микрообъемов металла, что и составляет элементарный акт изнашивания, можно получить при рассмотрении только во взаимодействии всех этих факторов. Исследование изнашивания рабочей поверхности стали и сплава, без одновременного учета среды и внешних условий, всегда приводит к получению результатов, которые не воспроизводятся в других работах. [1]
Установлено (рис.1), что максимальная износостойкость наплавленного металла достигается при содержании бора 2,0... 2,2%.
6 5
u о
'О
о
О) CD I-
60
55
50
45
40
Vi
/
1
2
4
6
Р а с ст о я н и е о т л и н и и с п л а в л е н и я l,
1. HRC = = 48,7 + 2,0 ln l; R = = 0,92; A = = 0,8;
2. HRC = 50,7 + 2,0 ln l; R = 0,92; A = 0,75;
3.HRC = = 54,7 + 3,1 ln l; R = 0,86; A = 2,0;
4.HRC = =57,6 + 3,3 ln l; R = = 0,89; A = 1,38;
5.HRC = = 59,2 + 2,7 ln l; R = 0,9; A = 1,3.
Рис. 1. Распределение макротвердости по толщине
наплавки в зависимости от содержания бора: 1 - без бора; 2 - 0,4%В; 3 - 1,55%В; 4 - 2,2%В; 5 - 3,6%B.
Дальнейшее его увеличение (до 3,6%) приводит к снижению содержания хрома в эвтектике, упрочняющей фазе и зоне сплавления.
Для установленного изнашивания сплавов за счет пластического передеформирования наиболее вероятной кажется связь износостойкости с сопротивлением сдвигу. Вследствие пропорциональности последнего микротвердости металла представляет интерес определение связи между износостойкостью испытанных сплавов с микротвердостью основы (НДо), упрочняющей фазы (НДК), средней микротвердостью (НДс), макротвердостью (HRC) и пределом прочности. С этой целью мы сопоставили относительную износостойкость, определенную в лабораторных(ел ) и натурных (ен ) условиях, относительные величины
(ИЯС), /(ИЯС)е = И; (ИД) /(НД0)е = И0; (НД) /(НД^е = Ик; (НДС)1 /(НДс)е = Ис,
где символы "¡" и "е" означают соответственно рассматриваемые и эталонный материалы.
Механические характеристики и относительная износостойкость сплавов.
Таблица № 1
Материалы О т н о с и т е л ь н ы е в е л и ч и н ы
h ho hK hc a £л Sn
Сталъ40Х 0,37 0,37 0,25 0,32 0,28 0,28 0,27
Сталь 110Г13Л 0,38 0,52 0,51 0,46 0,46 0,46 0,42
Т - 590 1,01 0,90 1,11 0,86 0,88 0,87 0,96
Т - 620 1,0 0,91 1,12 0,86 0,87 0,87 0,95
КБХ - 45 1,06 0,96 1,17 1,14 1,08 1,08 1,21
Х - 5 1,13 1,27 1,26 1,24 1,20 1,22 1,56
ВСН - 6 0,98 0,62 0,47 0,58 0,80 0,87 0,93
ЭНУ - 2 1,02 1,01 1,02 1,03 1,01 1,04 1,10
Полученные результаты показывают что износостойкость сплавов линейно связана с их макротвердостью (коэффициент пропорциональности 0,75) и резко возрастает при значениях порядка 1,0. Связь износостойкости с микротвердостью структурных составляющих и средней микротвердостью сплава носит сложный, но качественно одинаковый характер, указывающий на положительную корреляцию между ними. [2]
Наиболее показательной, на наш взгляд, является зависимость между относительной износостойкостью сплавов и критерием , что между s и Кт существует линейная связь (с коэффициентом пропорциональности 1,25) до предельного значения твердости сплавов, соответствующего показателю Кт равному 0,6... 0,7. При больших значениях
Кт, отвечающих сплавам с заэвтектической структурой, начинается резкое повышение износостойкости. Оптимальное значение макротвердости характеризуется показателем Кт равным 0,9.1,1.
Отмеченное позволяет заключить, что критерием износостойкости всех сплавов, для которых установлена линейная зависимость между s и Кт,может служить микротвердость.
Для сплавов с 0,7 износ наступает в результате многократного упруго-пластического передеформирования, сопровождаемого образованием и удалением окисных пленок (коррозионно-механическое разрушение). Для сплавов с Кт>0,7
лабораторные данные занижены по сравнению с натурными: при испытании наплавок электродами Т-620, КБХ-45 и Х-5 на 9.. ..28%.
REFERENCES
1. Крагельский И.В «Трение и износ» М, 1968 год.
2. Икрамов У.А. «Трибоника» Т, 2003 год.
