CC BY
10
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Пуртова Е.В., Астащенко В.И., Пуртов А.В. Поверхностное упрочнение шаровых пальцев из стали 40Х прямого восстановления // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2022. - Т. 24, № 23 - С. 16-24. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.02
Please cite this article in English as:
Purtova E.V., Astashchenko V.I., Purtov A.V. Surface hardening of ball pins made of 40X direct recovery steel. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2022, vol. 24, no. 3, pp. 16-24. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.02
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 24, № 3, 2022 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
Научная статья
DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.02 УДК 621.785.5
Е.В. Пуртова, В.И. Астащенко, А.В. Пуртов
Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) Федерального университета, Набережные Челны, Российская Федерация
ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ ШАРОВЫХ ПАЛЬЦЕВ ИЗ СТАЛИ 40Х ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Выявлена температурная зависимость роста зерна при нагреве хромоникелевой стали. Рекомендована новая технология химико-термической обработки деталей из хромоникелевых сталей. Технология обеспечивает формирование мелкозернистого строения в стали и высокую скорость насыщения углеродом поверхности изделий. В качестве газовой атмосферы используют эндогаз с 40 % водорода и небольшими (~0,5 %) добавками аммиака.
Предложена сталь 40Х прямого восстановления (40Х-ПВ) для изготовления шаровых пальцев грузового автомобиля взамен дорогостоящей цементуемой стали 12ХН3А. Показано преимущество стали 40Х-ПВ по чистоте и содержанию сопутствующих и вредных примесей по отношению к стали традиционного способа выплавки. Разработана и внедрена технология термического улучшения полуфабрикатов шаровых пальцев из стали 40Х-ПВ. Для закалки полуфабрикатов использован водный раствор полимера, при охлаждении в котором обеспечивается высокая твердость по всему сечению изделия и исключается образование трещин на деталях с различным видом концентратора напряжений. После термического улучшения сталь 40Х-ПВ приобретает однородную структуру сорбита, твердость 255-285 НВ и обладает высокой сопротивляемостью к хрупкому разрушению до температуры - 45 °С.
Разработана и внедрена технология поверхностного упрочнения шаровых пальцев по шаровой и конусной частям, а также зоне сопряжения в виде галтели между ними после нагрева ТВЧ и спрейерного охлаждения. Разработана и внедрена новая конструкция индуктора для обеспечения равномерного скоростного нагрева поверхности различных участков детали. Реализована в производстве эффективная система закалочного охлаждения. При глубине упрочненного слоя 1,5-3,2 мм и твердости поверхности - 56-62HRC циклическая стойкость деталей составляет 90кН, что в ~ 2,5 раза выше, чем деталей, изготовленных из хромоникелевой стали 12ХН3А. Себестоимость шаровых пальцев из стали 40Х-ПВ значительно ниже, чем из хромоникелевой стали.
Ключевые слова: сталь, термическая обработка, закаливаемость, трещинообразование, порог хладноломкости, упрочненный слой, циклическая стойкость, шаровый палец, структура, твердость, закалочная среда.
E.V. Purtova, V.I. Astashchenko, A.V. Purtov
Naberezhnye Chelny Institute (branch) Kazan (Volga Region) Federal University, Naberezhnye Chelny, Russian Federation
SURFACE HARDENING OF BALL PINS MADE OF 40X DIRECT RECOVERY STEEL
The temperature dependence of grain growth during heating of chromium-nickel steel is revealed. A new technology of chemical-thermal treatment of parts made of chromium-nickel steels is recommended. The technology ensures the formation of a fine-grained structure in steel and a high rate of carbon saturation of the surface of products. As a gas atmosphere, endogas with 40 % hydrogen and small (~ 0.5 %) ammonia additives are used.
The steel 40X of direct reduction (40X-PV) is proposed for the manufacture of ball pins of a truck instead of the expensive cemented steel 12KHN3A. The advantage of 40X-PV steel in terms of purity and content of concomitant and harmful impurities in relation to the steel of the traditional smelting method is shown. The technology of thermal improvement of semi-finished ball pins made of 40X-PV steel has been developed and implemented. For quenching semi-finished products, an aqueous polymer solution is used, when cooled, in which high hardness is ensured throughout the entire section of the product and the formation of cracks on parts with a different type of stress concentrator is excluded. After thermal improvement, 40X-PV steel acquires a homogeneous sorbitol structure, hardness 255-285 NV and has a high resistance to brittle fracture to a temperature of - 45 ° C.
The technology of surface hardening of ball pins along the ball and cone parts, as well as the interface zone in the form of a galtel between them after heating the HDPE and spray cooling has been developed and implemented. A new inductor design has been developed and implemented to ensure uniform high-speed heating of the surface of various parts of the part. An efficient quenching cooling system has been implemented in production. When the depth of the hardened layer is 1.5-3.2 mm and the surface hardness is 56-62HRC, the cyclic resistance of parts is 90kN, which is ~ 2.5 times higher than parts made of chromium-nickel steel 12KHN3A. The cost of ball pins made of 40X-PV steel is significantly lower than that of chrome-nickel steel.
Keywords: steel, heat treatment, hardening, cracking, cold breaking threshold, hardened layer, cyclic resistance, ball pin, structure, hardness, quenching medium.
Введение
Современное развитие техники неразрывно связано с изысканием и разработкой новых материалов и эффективных ресурсосберегающих технологий обработки на всех стадиях преобразования металла в деталь [1-4]. В конструкции любого транспортного средства присутствуют шаровые механизмы, которые испытывают в эксплуатации значительные статистические, динамические и циклические нагрузки и являются наиболее ответственными узлами подвески и рулевого управления. К наиболее нагруженным элементам шарового шарнира относится палец, от эксплуатационной стойкости и долговечности которого зависит безаварийная и безотказная эксплуатация автомобиля. К шаровому пальцу предъявляются высокие требования по износостойкости, статистической прочности и циклической долговечности. Для их изготовления широко используется хромоникелевая цементуемая сталь 12ХН3А. Характерной особенностью такой стали является ее низкая сопротивляемость к росту зерна при нагрева (рис. 1) и высокая устойчивость к распаду аустенита при охлаждении. Поэтому для деталей из указанной стали вынуждены применять специализированные термические агрегаты для химико-термической обработки и трудоемкую технологию упрочнения. Заслуживает внимания ресурсосберегающая технология химико-термической обработки шаровых пальцев из хро-моникелевой стали, обеспечивающая сохранность мелкозернистого строения стали и высокую скорость насыщения поверхности атомами углерода
с азотом. Повышенная скорость насыщения углеродом при цементации стальных изделий достигается в результате использования в рабочей атмосфере печи эндогаза, содержащего ~ 40 % водорода (табл. 1). Видно, что увеличение содержания водорода с 20 до 40 % увеличивает скорость насыщения различных сталей на 10-34 %. Кроме того, установлено, что в случае небольшой добавки (~0,5 %) аммиака в атмосферу печи устраняется «пятнистая» цементация и дополнительно повышается скорость насыщения поверхности стальных изделий при химико-термической обработке. Снижение температуры насыщения до 870 °С и небольшая добавка аммиака в рабочую атмосферу печи позволяют использовать для химико-термической обработки деталей из хромо-никелевых сталей традиционные термические агрегаты [4, 5]. Несмотря на такое решение, длительность процесса все же остается достаточно большой, что приводит к высоким затратам по энергоресурсам и занятости обслуживающего персонала.
В последнее время значительно расширились возможности металлургических предприятий в области производства высококачественных марок сталей, обладающих заданным и необходимым комплексом физико-механических свойств [1; 2; 6]. Применение данных сталей в сочетании со скоростным процессом поверхностного упрочнения является на сегодняшний день актуальным и альтернативным ресурсосберегающим направлением для достижения требуемого уровня свойств шаровых пальцев, имеющих конструктивные концентраторы напряжений [7; 8].
Рис. 1. Температурная зависимость роста зерна в стали 12ХН3А
Цель работы - исследование и обоснование выбора марки стали для шаровых пальцев грузового автомобиля и технологии поверхностной закалки деталей с нагрева токами высокой частоты (ТВЧ).
Материалы и методы исследования
В работе использовали сталь 40Х прямого восстановления (40Х-ПВ), произведенную из металлизированных окатышей на Оскольском электрометаллургическом комбинате [9].
Состав стали: углерод - 0,36-0,44 %; кремний -0,17-0,37 %; марганец - 0,5-0,8 %, хром - 0,8-1,1 %; сера < 0,012 %; фосфор < 0,015 %; никель, медь и вольфрам < 0,10 %; ванадий < 0,05 %; молибден < 0,15 %; титан < 0,03 %.
Закаливаемость и прокаливаемость стали изучали на образцах 030x120 мм после их закалки с температуры 860 ± 10°С в воде, масле МЗМ-16 и водных растворах оксиэтилированного моноал-
килфенола с антипенными и антикоррозийными присадками [10-12]. Для определения твердости заготовок и деталей применяли твердомеры ТШ-2М, ТК-2М и ТР 5006М. Микротвердость по сечению упрочненного слоя на деталях изучали с помощью микротвердомера «Дюримет» с нагрузкой на ин-дентор 100 гс (0,98 Н).
Для металлографических исследований использованы оптические микроскопы «Неофот-21», «Эпи-тин-2» и «1М-7200» с системой изображения «Видео-тест-М» и программным продуктом ТЫхоте^РЯО. Склонность стали к трещинообразованию при закалке оценивали по образцам с различным видом концентраторов напряжений (рис. 2).
Термическую обработку деталей, заготовок (полуфабрикатов) и образцов проводили с использованием промышленных печей компании «НАКАЛ», фирмы «Холкрофт» и лабораторных печей типа М-12 (Германия) и СНОЛ 1,6-2,5.1/11-И2 (Россия). Нагрев токами высокой частоты (ТВЧ) и последующую закалку деталей выполняли на установке ТегтошассЫпе 1851А (Италия) с использованием в качестве закалочной среды 2%-ного водного раствора «Тосол-ОИЗ» с температурой 25-30 °С. Исследование на сопротивляемость стали 40Х-ПВ хрупкому разрушению выполняли на маятниковом копре Р8'^30 посредством испытания образцов типа 1 с Ц-образным надрезом при температурах от +20 до -80 °С по ГОСТ 9454-78. Для охлаждения образцов использовали морозильную камеру модели УТ 078 фирмы Уе81й"081 (Дания). Стандартные образцы изготавливали из центральной и периферийной части пробы сечением 50x50 мм и длиной 70 мм после ее термического улучшения с охлаждением при закалке в масло МЗМ-16 и водном растворе полимера.
Таблица 1
Скорость насыщения сталей углеродом
Деталь, материал Время цементации, ч Глубина слоя, мм Скорость насыщения, мм/ч
во впадине зуба на рабочей поверхности во впадине зуба на рабочей поверхности
Шестерня, сталь 25ХГНМТ 14 / 17 1,29 ± 0,14 / 1,20 ± 0,16 1,40 ± 0,07 / 1,25 ± 0,15 0,092 / 0,070 0,100 / 0,073
Шаровый палец, сталь 12ХН3А 12 / 16,5 - 1,3/1,4 - 0,108 / 0,087
Примечание: в числителе приведены величины, соответствующие цементации в атмосфере 40 % водорода, в знаменателе - с 20 % водорода; глубина слоя соответствует математической обработке 80 деталей и более.
Для фрактографических исследований изломов ударных образцов использовали просвечивающий электронный микроскоп Б8-540. Содержание немартенситных продуктов распада и количество волокна в изломе образцов определяли по методике, разработанной ЦНИИЧермет и НАМИ [13]. За критическую температуру перехода стали из вязкого в хрупкое состояние (Т50) принимали температуру, при которой в изломе образца наблюдалось 50 % вязкой составляющей.
Стендовые испытания шаровых пальцев проводили на сервогидравлической машине МТ8 322.31. На рис. 3 представлено закрепление детали в приспособлении машины, которое имитирует установку шарового пальца в ответной детали автомобиля (сошке, поворотном кулаке). К сферической части пальца прикладывали нагружающее усилие, вектор силы которого направлен по нормали к оси пальца и проходит через центр сферической части.
>-
к_
Рис. 3. Схема закрепления шарового пальца в процессе испытания
Результаты и их обсуждение
Сталь, полученная прямым восстановлением на Оскольском электрометаллургическом комбинате, обладает высокой чистотой металла по содержанию вредных примесей - серы, фосфора и газам - азота и кислорода, а также по сопутствующим элементам: меди, никелю, вольфраму, молибдену, ванадию и титану [9]. Кроме того, сталь такого способа производства обладает, по отношению к стали традиционной выплавки, и более благоприятным макростроением по центральной пористости, ликвационным проявлениям и краевым точечным загрязнениям. Все вышеупомянутые характеристики свидетельствуют о преимуществе стали прямого восстановления по стабильности состава и чистоте, что оказывает положительное влияние на технологические и механические свойства.
При изготовлении деталей машин особое значение в технологическом маршруте отводится не только качеству поверхностного упрочненного слоя, но и структурному состоянию в сердцевине изделия. Структура и свойства металла основы (сердцевины) детали оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства изделия [14-16]. Так, для цементованных и нитроцементованных деталей наилучшие показатели свойств достигаются при твердости сердцевины от 32 до 40 ИЯС и микроструктуре типа бейнит или малоуглеродистый мартенсит без включений феррита и перлита [4; 14-16]. В этих стальных деталях структура и свойства сердцевины формируются при объемной закалке погружением в минеральное масло, и они зависят от состава стали, охлаждающей способности среды, масштабного фактора и других условий, то есть являются трудноуправляемыми.
Для деталей, упрочняемых методами азотирования, наплавки, напылением или поверхностной закалкой с нагрева ТВЧ, структура и свойства стали в сердцевине изделия закладываются на стадии термической обработки полуфабрикатов (заготовок) и наследуются готовыми изделиями [3, 8, 17-18]. В большинстве случаев это термическое улучшение, задача которого состоит в получении однородной мелкозернистой структуры сорбита по всему сечению детали. Такое структурное состояние может быть достигнуто в том случае, если во время закалки исключено образование немартенситных продуктов превращения аустенита. Кроме того, необходимо избежать и образование закалочных трещин на деталях, инициаторами которых зачастую служат различные концентраторы напряжений, в том числе и конструктивного характера. В работе данная задача решалась путем применения закалочной среды на основе водорастворимого полимера - оксиэтилиро-ванного моноалкилфенола с антипенными и антикоррозийными добавками [10]. Достоинством среды является возможность варьирования ее охлаждающей способности от воды до масла, что позволяет управлять структурообразованием стали 40Х-ПВ при закалке (табл. 2).
Выбор температурных интервалов для получения сведений по сравнительной охлаждающей способности водных растворов полимеров по отношению к воде и маслу базировался на характерных температурах критических точек для широко применяемой в машиностроении стали 40Х: Ас3 (Аг3) - 815 (730) °С; Ас (АтО - 743 (693) °С; Мн -325 °С и Ттт - 620 °С.
Используя данные из диаграмм термокинетического распада переохлажденного аустенита углеродистых и легированных сталей и пользуясь дан-
ными, приведенными в табл. 2, можно с успехом проводить выбор закалочной среды с необходимым содержанием полимера в водном растворе с целью достижения заданных требований по структуре и свойствам этих сплавов. К отличительным особенностям данной среды следует отнести ее универсальность и практическую значимость. В производстве контроль полимерной закалочной среды проводится по плотности, характеризующей содержание полимера в растворе, и температуре расслоения. Рабочая температура среды в процессе эксплуатации должна быть в пределах 15-40 °С. Норма расхода закалочной жидкости составляет 3,1 кг на одну тонну закаливаемого металла. Температура расслоения среды на воду и полимер наблюдается при 62 °С. Для обеспечения качественной закалки стальных изделий необходимо постоянное перемешивание среды в закалочной жидкости.
В табл. 3 представлены результаты измерения твердости поверхности и сердцевины образцов 030^120 мм после закалки от 860 °С в различных средах.
Видно, что у исследуемой стали наблюдается достаточно высокая твердость при охлаждении в 5,0 - 32,5%-ных растворах. Повышение температуры закалочной среды с 20° до 50 °С незначительно снижает твердость (на 1-3 ИЯС) на поверхности и чуть заметнее (на 1-8 ИЯС) снижение проявляется в сердцевине.
По известной методике [19] на образцах типа 1 из стали У10 (см. рис. 2) исследовалась трещино-стойкость стали при закалке от различных темпе-
Таблица 2
Скорость и интенсивность охлаждения водных растворов полимера в различных температурных интервалах
Закалочная среда, % полимера Интенсивность охлаждения в интервале температу]
800-300 °С 800-650 °С 650-300 °С 300-100 °С
V 4 ср Ив Им V ср Ив Им V ср Ив Им V ср Ив Им
0 (вода) 342 1,0 4,9 268 1,0 6,8 417 1,0 4,2 530 1,0 9,4
5,0 268 0,78 3,8 260 0,9 6,6 276 0,66 2,7 238 0,45 4,2
15,0 226 0,66 3,2 225 0,84 5,7 228 0,53 2,3 207 0,39 3,7
32,5 185 0,54 2,7 196 0,73 5,0 175 0,42 1,7 140 0,26 2,5
50,0 54 0,16 0,78 48 0,18 1,2 61 0,14 0,6 60 0,11 1,07
Масло МЗМ-16 69 0,22 1,0 39 0,15 1,0 100 0,24 1,0 56 0,105 1,0
Примечание: Уср - средняя скорость охлаждения, °С/с; Ив (Им) - интенсивность охлаждения по отношению к воде (маслу), количество раз.
Таблица 3
Твердость стали 40Х-ПВ при закалке в различных средах
Место контроля твердости Содержание полимера в воде, % Закалка в масле
0 (вода) 5 15 25 32,5
Поверхность, БЕС 56//56 56/56 56/54 56/54 56/53 52/52
Сердцевина, ИЕС 52/56 56/56 54/50 54/50 53/48 47/46
Примечание: в числителе температура среды 20 °С, в знаменателе 50 °С.
ратур в воде и растворах полимера. Установлено, что содержание полимера в растворе и температура закалки влияют на образование трещин в образцах (рис. 4). Выявлено, что с увеличением содержания полимера в растворе снижается количество образцов с трещинами, а при повышении температуры закалки увеличивается склонность стали к трещинообразованию.
Аналогичную закономерность можно проследить по трещиностойкости образцов другого типа, имеющих другую форму концентратора напряжений (табл. 4). На образцах типа II и III наблюдается снижение образцов с трещинами при увеличении концентрации полимера в растворе, что объясняется снижением скорости охлаждения закалочной среды в мартенситном интервале температур [11-16].
Рис. 4. Влияние температуры закалки и концентрации полимера в растворе на образование трещин в образцах типа 1 из стали У10
Таблица 4
Влияние формы и размера образца из стали 40Х-ПВ на трещиностойкость при закалке
Содержание полимера в растворе, % Количество образцов с трещинами, %
Тип II (а/Д) Тип III (сторона квадрата, мм)
0,25 0,5 0,7 0,9 5 20
0 (вода) 80 80 100 100 40 100
5,0 50 60 - - 20 100
15,0 40 40 - - 20 90
32,5 20 30 70 60 0 70
40,0 10 30 60 40 0 40
45,0 0 10 30 20 0 20
50,0 0 0 10 10 0 10
Рис. 5. Температурная зависимость ударной вязкости (а, б) и содержание волокна в изломе (в, г) стали 40Х-ПВ после улучшения с охлаждением при закалке в растворе полимера (б, г) и в масле МЗМ-16 (а, в): П - периферийная зона; С - сердцевина пробы
Обязательным условием при подготовке структуры для основы металла поверхностно упрочняемых деталей являются требования по обеспечению сопротивляемости стали хрупкому разрушению. Для оценки данного критерия свойств использовали сталь 40Х-ПВ после термического
улучшения с применением в качестве закалочной среды масла МЗМ-16 и водного раствора с содержанием 32,5 % полимера. Результаты фрактогра-фических исследований показали, что сталь после закалки с 860 °С в растворе полимера с последующим отпуском при 600 °С имеет преимущест-
во по температуре порога хладноломкости (Т50) по отношению к стали, закаленной в масле (рис. 5). На образцах, изготовленных из периферийной зоны пробы 50^50x70 мм, температура Т50 зафиксирована на уровне -50 °С и -78 °С на термо-улучшенной стали, которая закаливалась в масле и растворе полимера соответственно. Образцы, изготовленные из центральной части пробы, показали, что температура Т50 стали соответствует -27 °С и -45 °С соответственно.
Таким образом, базируясь на полученных результатах исследования по закаливаемости, прокаливаемости, склонности к образованию трещин в деталях с различным видом концентратора напряжения и обеспечению высокой сопротивляемости хрупкому разрушению после термического улучшения стали, можно считать обоснованным решение о применении 32,5%-ного водного раствора полимера в качестве закалочной среды для полуфабрикатов (заготовок) шарового пальца из стали 40Х-ПВ.
Термическая обработка опытно-промышленных партий полуфабрикатов (заготовок) шаровых пальцев, включающая нагрев и выдержку при 860 °С закалку в 32,0 ± 1,0%-ном водном растворе полимера и отпуск при 580 ± 10 °С показала, что их твердость соответствовала 255-285НВ при микроструктуре сорбита отпуска по всему сечению изделия.
Заключительной стадией технологического маршрута изготовления шарового пальца является их поверхностное упрочнение с нагрева ТВЧ [20, 21]. Для индукционного нагрева детали специально сконструирован индуктор (рис. 6) [22], а источником питания служил высокочастотный преобразователь ВЧИ 2-100/0,06 У4 (мощность 100 кВт, частота 66 кГц).
Благодаря спрейерной закалке на поверхности детали сформировался упрочненный слой на шаровой и конусной части и зоне сопряжения (галтели) между ними, толщиной 1,5-3,2 мм (рис. 7) с твердостью 56-62 ЫЯС и микроструктурой мартенсит. В качестве закалочной среды использовался 2%-ный раствор «Тосол-ОИЗ» с температурой 25-30 °С. В сердцевине детали сохранены параметры структуры и свойств ста-
ли, полученные на этапе термического улучшения полуфабрикатов (заготовок).
Стендовые испытания деталей на изгиб с размахом прилагаемой нагрузки от 85 до 100 кН показали, что шаровые пальцы, изготовленные из стали 40Х-ПВ с твердостью сердцевины 255285 НВ и закаленные на твердость 56-62 ЫЕС с нагрева ТВЧ на глубину до 2,0 мм, имеют уровень циклической долговечности ~90 кН (табл. 5). Их работоспособность в эксплуатации по отношению к пальцам из цементованной стали 12ХН3А увеличилась более чем в два раза.
Сравнительный анализ стоимости металла для одного шарового пальца показал, что при его изготовлении из стали 12ХН3А материальные затраты в 2,5 раза выше по сравнению с применением стали 40Х-ПВ.
Рис. 6. Шаровый палец в индукторе
ТВЧ 1,5-3,2мм, 56-62ЖС
Рис. 7. Эскиз шарового пальца с поверхностным упрочнением с нагрева ТВЧ
Таблица 5
Циклическая стойкость шаровых пальцев по результатам стендовых испытаний
Параметр Значение
Размах нагрузки, кН 100 95 93 90 90
Наработка до разрушения, циклы 138 000 500 000 490 000 1,06-106 2,23-106
Место разрушения По конической части По галтели По конической части По конической части Без разрушения
Заключение
1. Комплексными исследованиями состава и свойств стали 40Х прямого восстановления (40Х-ПВ) обосновано ее применение для изготовления шаровых пальцев грузового автомобиля.
2. Установлено, что формирование заданной и однородной структуры по всему сечению полуфабриката детали достигается в случае применения для закалки при термическом улучшении водного раствора полимера.
3. Разработана и внедрена технология поверхностного упрочнения шаровых пальцев из стали 40Х-ПВ, предусматривающая закалку с нагрева ТВЧ и спрейерное охлаждение шаровой и конической части с участком сопряжения в виде галтели между ними. По отношению к цементованным деталям из стали 12ХН3А шаровые пальцы, изготовленные из экономно легированной и технологичной стали 40Х-ПВ, имеют более высокие показатели по циклической долговечности.
Библиографический список
1. Угаров А.А. Развитие на ОЭМК технологии производства сортового проката для нужд автомобильной промышленности // Сталь. - 2004. - № 7. - С. 74-77.
2. Алиев А.А. Выбор и совершенствование конструкционных сталей // Автомобильная промышленность. -2018. - № 4. - С. 35-38.
3. Термическая обработка в машиностроении: Справочник / под ред. Ю.М. Лахтина, А.Г. Рахштадта. -М.: Машиностроение, 1980. - 783 с.
4. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. - 303 с.
5. Astashchenko V.I., Purtova E.V. New technology of hardening of chromium-nickel steel parts // Solid State Phenomena. - 2018. - Vol. 284 SSP. - P. 1221-1225.
6. Кальнер В.Д. Чистота шихты и свойства конструкционной углеродистой стали // Автомобильная промышленность. - 1987. - № 4. - С. 33-35.
7. Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. - М.: Машиностроение, 1972. - 288 с.
8. Глинер Р.Е., Астащенко В.И. Введение в технологию поверхностного упрочнения металла. - М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2022. - 328 с.
9. ТУ 14-1-5414-2001 Прокат горячекатаный, горячекатаный обточенный и горячекалиброванный круглый из углеродистой и легированной стали прямого восстановления. - М.: ЦССМ ЦНИИчермет им. И.П. Гардика, 2001. - 10 с.
10. ТУ 0258-004-06906598-2008. Жидкость сма-зочно-охлаждающая «Тосол-К» - ПК «ЛОТОС». - Набережные Челны, 2008. - 11 с.
11. Астащенко В.И., Швеева Т.В., Швеев А.И. Эффективность закалки термоулучшаемых сталей в водных растворах полимера // Черные металлы. - 2020. -№ 4. - С. 47-53.
12. Shveyova T.V., Muhametzyanova G.F., Astashchenko V.I. Characteristic features of the cooling capacity of aqueous polymer solutions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2019. - Vol. 570, iss. 1. -Art. № 012098.
13. Зеленова В. Д. Механизм вязкого и хрупкого разрушения и методы оценки сопротивления разрушению металлов и сплавов. - М.: Машиностроение, 1975. - 40 с.
14. Архипов И.Я., Полоцкий М.С. Изгибная выносливость зубьев цементованных колес с различной твердостью материала сердцевины // Вестник машиностроения. - 1972. - № 10. - С. 30-31.
15. Контроль качества термической обработки полуфабрикатов и деталей: справочник / под общ. ред. В. Д. Кальнера. - М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.
16. Астащенко В.И., Шибаков В.Г. Технологические методы управления структурообразованием стали при производстве деталей машин. - М.: Academia, 2006. - 328 с.
17. Горюшин В.В., Шевченко С.Ю. О применении полимерных закалочных сред в промышленности // МиТОМ. - 2010. - № 6. - С. 26-30.
18. Astashchenko V.I, Zapadnova N.N, Mukhamet-zianova G.F. Key concepts for production of high-quality parts // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2017. - Vol. 240, iss. 1. - Art. № 012007. DOI: 10.1088/1757-899X/240/1/012007
19. Малинкина Е.И. Образование трещин при термической обработке стальных изделий. - М.: Машиностроение, 1966. - 173 с.
20. Михлюк А.И. Индуктор ТВЧ - основной инструмент индукционной термической обработки // Литье и металлургия. - 2010. - № 3 (57). - С. 260-266.
21. Гурченко П.С., Михлюк А.И. Типовые индукторы для закалки деталей автомобиля // Грузовик. -2003. - № 10. - С. 31-35.
22. Патент РФ №109812 U1 МПК F^ 11/06 «Палец шарнира» / Ключников С.М., Пуртова Е.В. [и др.]. Опубл. 27.10.2011, Бюл. № 30.
References
1. Ugarov A.A. Razvitie na OJeMK tehnologii proizvodstva sortovogo prokata dlia nuzhd avtomobil'noi promyshlennosti [Development of Long Product Technology for the Automotive Industry at OEMK]. Stal', 2004, no. 7, pp. 74-77.
2. Aliev A.A. Vybor i sovershenstvovanie konst-rukcionnyh stalej [Selection and improvement of structural steels]. Avtomobil'najapromyshlennost', 2018, no. 4, pp. 35-38.
3. Termicheskaja obrabotka v mashinostroenii: Spravochnik [Heat Treatment in Mechanical Engineering]. Ed. Iu.M. Lahtina, A.G. Rahshtadta. Moscow: Mashino-stroenie, 1980, 783 p.
4. Zinchenko V.M. Inzheneriia poverhnosti zubchatyh koles metodami himiko-termicheskoi obrabotki [Gear Surface Engineering by Chemical-Thermal Treatment Methods]. Moscow: Izdatelsvo MGTU imeni N.E. Baumana, 2001, 303 p.
5. Astashchenko V.I., Purtova E.V. New technology of hardening of chromium-nickel steel parts. Solid State Phenomena, 2018, vol. 284 SSP, pp. 1221-1225.
6. Kal'ner V.D. Chistota shihty i svojstva konst-rukcionnoj uglerodistoj stali [Purity of charge and properties
of structural carbon steel]. Avtomobil'naia promyshlennost', 1987, no. 4, pp. 33-35.
7. Shepeliakovskii K.Z. Uprochnenie detalei mashin poverhnostnoi zakalkoi pri indukcionnom nagreve [Strengthening of machine parts by surface hardening under induction heating.]. Moscow: Mashinostroenie, 1972, 288 p.
8. Gliner R.E., Astashhenko V.I. Vvedenie v tehnologiju poverhnostnogo uprochneniia metalla [Introduction to Surface Hardening Technology]. Moscow; Vologda: Infra-Inzheneriia, 2022, 328 p.
9. TU 14-1-5414-2001 Prokat goriachekatanyi, goriachekatanyi obtochennyi i goriachekalibrovannyi kruglyi iz uglerodistoi i legirovannoi stali priamogo vosstanovleniia. Moscow: TsSSM TsNIIchermet imeni I.P. Gardika, 2001, 10 p.
10. TU 0258-004-06906598-2008. Zhidkost' sma-zochno-okhlazhdaiushchaia «Tosol-K» - PK «LOTOS». Naberezhnye Chelny, 2008, 11 p.
11. Astashchenko V.I., Shveeva T.V., Shveev A.I. Effektivnost' zakalki termouluchshaemykh stalei v vodnykh rastvorakh polimera [Effectiveness of hardening of heat-treated steels in aqueous polymer solutions]. Chernye metally, 2020, no. 4, pp. 47-53.
12. Shveyova T.V., Muhametzyanova G.F., Asta-shchenko V.I. Characteristic features of the cooling capacity of aqueous polymer solutions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 570, iss. 1, art. no. 012098.
13. Zelenova V.D. Mekhanizm viazkogo i khrupkogo razrusheniia i metody otsenki soprotivleniia razrusheniiu metallov i splavov [Mechanism of ductile and brittle fracture and methods of estimation of fracture resistance of metals and alloys]. Moscow: Mashinostroenie, 1975, 40 p.
14. Arkhipov I.Ia., Polotskii M.S. Izgibnaia vynoslivost' zub'ev tsementovannykh koles s razlichnoi tverdost'iu materiala serdtseviny [Bending endurance of cemented gear teeth with different hardness of core material]. Vestnik mashinostroeniia, 1972, no. 10, pp. 30-31.
15. Kontrol' kachestva termicheskoi obrabotki polufabrikatov i detalei: spravochnik [Quality control of heat treatment of semi-finished products and parts]. Ed. V.D. Kal'nera. Moscow: Mashinostroenie, 1984, 384 p.
16. Astashchenko V.I., Shibakov V.G. Tekhnologi-cheskie metody upravleniia strukturoobrazovaniem stali pri proizvodstve detalei mashin [Technological methods of steel structure formation control in the production of machine parts]. Moscow: Academia, 2006, 328 p.
17. Goriushin V.V., Shevchenko S.Iu. O primene-nii polimernykh zakalochnykh sred v promyshlennosti [On the application of polymer hardening media in industry]. MiTOM, 2010, no. 6, pp. 26-30.
18. Astashchenko V.I, Zapadnova N.N, Mukhametzia-nova G.F. Key concepts for production of high-quality parts. IOP Conference Series: Materials Scence and Engineering, 2017, vol. 240, iss. 1, art. no. 012007. DOI: 10.1088/1757-899X/240/1/012007
19. Malinkina E.I. Obrazovanie treshchin pri termicheskoi obrabotke stal'nykh izdelii [Crack formation during heat treatment of steel products]. Moscow: Mashinostroenie, 1966, 173 p.
20. Mikhliuk A.I. Induktor TVCh - osnovnoi instrument induktsionnoi termicheskoi obrabotki [HFI inductor
- the basic tool for induction heat treatment]. Lit'e i metallurgiia, 2010, no. 3 (57), pp. 260-266.
21. Gurchenko P.S., Mikhliuk A.I. Tipovye induktory dlia zakalki detalei avtomobilia [Typical inductors for hardening car parts]. Gruzovik, 2003, no. 10, pp. 31-35.
22. Kliuchnikov S.M., Purtova E.V. et al. Palets sharnira [Hinge pin]. Patent Rossiiskaia Federatsiia no. 109812 (2011).
Поступила: 01.07.2022
Одобрена: 15.07.2022
Принята к публикации: 17.08.2022
Об авторах
Пуртова Елена Викторовна (Набережные Челны, Россия) - аспирант Набережночелнинского института (филиала) Казанского (Приволжского) федерального университета (Российская Федерация, 423823, г. Набережные Челны, пр-т Вахитова, 27-285, e-mail: elena.v. [email protected]).
Астащенко Владимир Иванович (Набережные Челны, Россия) - доктор технических наук, профессор кафедры материалов, технологий и качества Набережно-челнинского института (филиала) Казанского (Приволжского) федерального университета (Российская Федерация, 423820, г. Набережные Челны, пр-т Мира, 13, e-mail: [email protected]).
Пуртов Алексей Владимирович (Набережные Челны, Россия) - аспирант Набережночелнинского института (филиала) Казанского (Приволжского) федерального университета (Российская Федерация, 423823, г. Набережные Челны, пр-т Вахитова, 27-285, e-mail: [email protected]).
About the authors
Elena V. Purtova (Naberezhnye Chelny, Russian Federation) - Postgraduate Student of the Naberezhnye Chelny Institute (branch) Kazan (Volga Region) Federal University (27-285, Vakhitova ave., 423823, Naberezhnye Chelny, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Vladimir I Astashchenko (Naberezhnye Chelny, Russian Federation) - Doctor of Technical Sciences, Professor of the Departments of Materials, Technologies and Quality of the Naberezhnye Chelny Institute (branch) Kazan (Volga Region) Federal University (13 Mira ave., Naberezhnye Chelny, 423820, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Alexey V. Purtov (Naberezhnye Chelny, Russian Federation) - Postgraduate Student of the Naberezhnye Chelny Institute (branch) Kazan (Volga Region) Federal University (27-285, Vakhitova ave., 423823, Naberezhnye Chelny, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад всех авторов равноценен.
