CC BY
62
Машиностроение и машиноведение
3. РД 03-421-01, Методические указания по проведению технического диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов. М. : Промышленная безопасность, 2002. 136 с.
4. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. Ч. 1: Критерии прочности и ресурса. Новосибирск: Наука, 2005. 494 с.
Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. Ч. 2: Обоснование ресурса и безопасности. Новосибирск : Наука, 2005. 610 с.
5. Москвичев В.В. Основы конструкционной прочности технических систем и инженерных сооружений: В 3 ч. / Отв. ред. Н.А. Махутов. Ч. 1: Постановка задач и анализ предельных состояний. Новосибирск : Наука, 2002. 106 с.
6. Пат. Рос. Федерации. 2436103. МПК G01N35/00. Способ прогнозирования ресурса объектов повышенной опасности / А.П. Черепанов ; заявитель А.П. Черепанов ; опубл.
10.12.2011. Бюл. № 34.
7. Пат. 2454648 Рос. Федерации, МПК G01M15/00. G01N3/00. Способ прогнозирования ресурса технических устройств / А.П. Черепанов ; заявитель А.П. Черепанов ; опубл.
27.06.2012. Бюл. № 18.
8. Черепанов А.П. Концепция методических рекомендаций оценки ресурса сосудов и аппаратов на основе ресурсно-прочностных исследо-
ваний // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2011. № 11. С. 45-48.
9. ГОСТ 9.908-85. Металлы и сплавы, Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1999.
10. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. ГОСТ Р 52857.1-2007 - ГОСТ Р 52857.12-2007 : сборник. М. : Стандартинформ, 2008. 308 с.
11.Cherepanov A.P. Selection of Indicators for Assessment of Overall, Computed, and Remaining Service Lives of Production Equipment // Chemical and Petroleum Engineering. 2011. Vol. 46. Nos. 9-10. PP. 624-630.
12.Cherepanov A.P., Poroshin Y.V. Estimating Service Life of Technical Devices with Due Regard for Efficiency of their Diagnosis // Chemical and Petroleum Engineering. 2010. Т. 46. № 1. Vol. 46. № 1-2. РР.103-108.
13.Черепанов А.П., Колмаков В.П. Современные методы прогнозирования ресурса сосудов и аппаратов и их сравнительный анализ // Безопасность труда в промышленности. 2011. № 7. С. 42-48.
14.Колмаков В.П., Черепанов А.П., Порошин Ю.В. Комплекс компьютерной обработки результатов технического диагностирования // Безопасность труда в промышленности. 2010. № 7. С. 59-63.
УДК 620.22:539.26
Николаева Елена Павловна,
к. т. н., доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов Института авиамашиностроения и транспорта, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 8-914-8950293, e-mail: nicelen@mail.ru Никулин Дмитрий Сергеевич, начальник инструментального отдела Иркутского авиационного завода - филиала ПАО «Корпорация Иркут»,
e-mail: nikulin_ds@irkut.ru
ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ
E. P. Nikolaeva, D. S. Nikulin
THE APPLICATION OF INNOVATIVE MEANS FOR QUALITY CONTROL OF THE HIGH-SPEED STEEL TOOLS
Аннотация. В статье проведен анализ современного производства инструмента из порошковых быстрорежущих сталей для обработки титановых сплавов. Авторы заключают, что порошковая металлургическая технология является основным направлением совершенствования микроструктуры. Проанализировано влияние аппаратурного оформления термической обработки на качество материала. В работе дана оценка оборудования, которое применяется для закалки и отпуска быстрорежущих сталей. Отмечены достоинства и недостатки термической обработки в соляных ваннах. Даны рекомендации по выбору технологического оборудования для термической обработки быстрорежущих сталей. Обосновано применение альтернативного способа термической обработки - в вакууме.
Контроль качества термической обработки быстрорежущих сталей заключается в определении главных свойств -твердости и красностойкости. Более полную информацию о микроструктуре позволяет получить измерение остаточных напряжений в поверхностном слое и их распределение по глубине. В экспериментальной части приведены результаты исследования влияния режимов термообработки на структуру и напряженно-деформированное состояние поверхностного
слоя материала фрез. Остаточные напряжения в поверхностном слое определялись методом рентгеноструктурного анализа (РСА). Исследования проводились в научно-исследовательской лаборатории «Исследования технологических остаточных напряжений и деформаций» ИРНИТУ. Для определения остаточных напряжений использовалось современное оборудование -портативный рентгеновский дифрактометр XSTRESS 3000 G3R. Выявлена и обоснована взаимосвязь между режимом термической обработки, микроструктурой стали и величиной остаточных напряжений.
После закалки и 3-кратного отпуска образуются максимальные сжимающие напряжения. Метод РСА позволяет обнаружить изменения микроструктуры и интенсивное разупрочнение в тонких поверхностных слоях инструмента. На основе проведенного исследования авторами предлагается использовать определение остаточных напряжений методом рентгеноструктурного анализа в контроле качества при производстве режущего инструмента.
Ключевые слова: концевые фрезы, порошковая быстрорежущая сталь, фрезерование титана, термическая обработка, микроструктура, контроль качества, остаточные напряжения, рентгеновский дифрактометр.
Abstract. The article analyses modern production of powdered high-speed steels tools for titanium alloys machining. The authors make a conclusion that the powder metallurgical technology is the main direction of the microstructure improvement. The impact of heat treatment hardware design on the quality of the material has been analysed. In the work we give the assessment of equipment that is used for high-speed steels hardening and tempering. The advantages and disadvantages of heat treatment in salt baths have been noted. Here we give recommendations on selection of technological equipment for heat treatment of high-speed steels. Also the use of the alternative method of thermal processing - in vacuum is justified.
Quality control of heat treatment of high-speed steels consists in determining the main properties - hardness and red hardness. More detailed information about microstructure we can get by measuring residual stresses in the surface layer and the depth distribution. In the experimental part of the work we present research data of heat treatment modes influence on the structure and stress-and-strain state of the surface layer of the cutter's material. Residual stresses in the surface layer were determined by x-ray diffraction (XRD). The research was conducted in the INRTU research laboratory «Study of technological residual stresses and deformations». To determine the residual stresses modern equipment - portable x-ray diffractometer XSTRESS 3000 G3R was used. The interrelation between heat treatment, microstructure of steel and the residual stresses revealed and validated.
After quenching and threefold tempering the maximum compressive stresses are formed. The XRD method makes it possible to detect microstructure changes and intensive weakening in thin surface layers of the tool. On the basis of the study the authors propose to use residual stresses determination by x-ray diffraction for quality control in cutting tools manufacture.
Keywords: end milling cutters, powdered metal high-speed steel, milling of titanium, heat treatment, microstructure, quality control, residual stress, X-ray diffractometer.
Введение
Многочисленные публикации, посвященные разнообразным аспектам инструментального производства, свидетельствуют об определяющем значении технического уровня металлообрабатывающего инструмента [1-22]. В условиях современного машиностроительного производства особое значение приобретает вид и качество материала, из которого изготовлен инструмент. В настоящее время доля быстрорежущих сталей (БРС) по разным данным составляет около 2/3 мирового объема всех инструментальных материалов, несмотря на то, что происходит вытеснение быстро-резов другими материалами. В частности, Weldon Tool Company (Великобритания) предлагает торцевые фрезы с покрытиями TiC и без них [2]. Повышение эксплуатационных характеристик и сокращение расхода быстрорежущих сталей при производстве инструмента является актуальной проблемой мирового уровня [3, 7].
Известно, что основными требованиями для инструментальных материалов являются твердость, прочность, теплостойкость, технологичность (комплекс свойств, характеризующих поведение инструментальных материалов при изготовлении из них режущего инструмента), экономичность [3-5]. Прочностные свойства инструментальных материалов характеризуются пределом прочности на изгиб и на сжатие, ударной вязкостью, коэффициентом трещиностойкости. Износо-
стойкость металлообрабатывающего инструмента определяется, в первую очередь, твердостью материала инструмента. Но для инструментальных материалов характерно противоречие: более твердые и теплостойкие стали и сплавы обладают меньшей прочностью и стойкостью к термическим ударам, что снижает их применимость для черновой обработки и прерывистого резания.
С точки зрения структурного строения БРС, перспективным направлением повышения их эксплуатационных характеристик является измельчение зерна, карбидов и упрочнение основной структурной составляющей быстрорежущей стали - мартенсита. Повысить стойкость металлообрабатывающего инструмента удалось путем замены стали традиционного металлургического производства на сталь, изготовленную методами порошковой металлургии [8]. В целом отмечаются более высокая износостойкость и режущие свойства порошковых сталей, чем аналогичных по химическому составу, но полученных по традиционной металлургической технологии. Известные зарубежные фирмы ВоЫег (Австрия), Erasteel (Франция) производят порошковые стали нового поколения, которые отличаются особенно тонкой структурой и примерно на 20 % прочнее, чем порошковые стали, изготавливаемые старым методом. Упрочнение порошковой БРС происходит за счет существенного увеличения концентрации углерода и легирующих элементов в твердом рас-
творе, сохранения этой концентрации при термической обработке и упрочнения мартенсита высокодисперсными карбидами. Измельчение первичных карбидов и зерна металлической основы в порошковой БРС позволило качественно повысить эксплуатационную стойкость инструмента в 2-5 раз и, в том числе, в сравнении с инструментом, изготовленным из твердых сплавов. Также именно порошковая технология позволила создать принципиально новый инструментальный безуглеродистый сплав системы <^е-Со-Мо» МС90, в котором не образуется остаточный аустенит после термической обработки, а упрочняющей фазой является интерметаллид (Бе,Со)7Моб [15].
Основной принцип в совершенствовании инструментальных сталей заключается в сохранении имеющихся свойств, коррозионной стойкости, механических свойств, при одновременном улучшении обрабатываемости и повышении эксплуатационных свойств. Помимо улучшения структуры посредством порошковой металлургии современные БРС продолжают совершенствовать в следующих направлениях: нанесение на поверхность твердых износостойких покрытий; интеллектуализация инструментальных материалов - создание сплавов с функционально-переменной микроструктурой, в которой возникающие напряжения могут затухать из-за последовательных переходов в микроструктуре [1].
Термическая обработка быстрорежущих
сталей в соляных ваннах
Окончательные свойства БРС приобретает после упрочняющей термической обработки. Для закалки и отпуска БРС в промышленности используют различные по принципу действия и конструктивным особенностям электрические печи сопротивления: печи-ванны, камерные печи с нейтральной или восстановительной атмосферой, вакуумные печи. Наибольшее распространение получили электрические печи сопротивления, главным образом соляные ванны различного состава [3-5].
Охлаждающая способность соляных ванн невелика, но поддается регулировке в широких пределах путем интенсивности циркуляции, изменения состава; жидкая среда обеспечивает равномерный прогрев всего инструмента, защищает нагреваемый инструмент от непосредственного контакта с воздухом, т. е. от окисления в процессе нагрева.
К сожалению, соляные печи-ванны не лишены недостатков, основные из них перечислены ниже.
• Со временем может происходить изменение химического состава ванны, что может стать причиной разъедания поверхности закаливаемого
изделия. Результат подобного явления можно наблюдать на примере фрезы, представленной на рис. 1, 2: на поверхности заготовки в результате термообработки в соляной ванне образовались раковины, которые сохранились и после финишной механической обработки инструмента.
Рис. 1. Фреза после термической обработки в соляной ванне: 1, 2 - раковины на поверхности заготовки
Рис. 2. Фреза после заточки на шлифовальном станке ANCA: 1, 2 - раковины на поверхности сохранились после шлифования фрезы
• При термообработке изделий в смеси солей происходит частичное обезуглероживание и потеря легирующих элементов в поверхностном слое по причине растворенного в соляной ванне кислорода, образования и накопления в процессе эксплуатации при высоких температурах оксидов металлов, прежде всего - железа и бария.
• Термообработка БРС предполагает ступенчатый постепенный нагрев инструмента и выдержку в определенных температурных интервалах. И так же происходит поэтапное охлаждение. Полный цикл термической обработки БРС длительный и занимает примерно сутки.
• Перенос инструмента из печи в печь осуществляется по открытому воздуху вручную, что приводит к подстуживанию инструмента при переносе из одной реакционной емкости в другую. Подстуживание инструмента, в свою очередь, вызывает нежелательные фазовые превращения в наиболее тонких участках инструмента (кромках) и в поверхностных слоях, что является причиной формирования нежелательного распределения остаточных напряжений.
• При погружении инструмента в расплав солей возникает тепловой удар. Процесс термического упрочнения изделий из БРС неизбежно связан с их короблением или поводками, которые возникают при переносе инструмента в закалочный бак. Градиент температур между поверхно-
стью и сердцевиной является причиной высокого уровня термических напряжений, и, как следствие, возможна деформация инструмента.
• За время термической обработки в соляных ваннах на поверхности изделий появляется окалина в смеси с остатками солей, которые необходимо удалять.
Технология закалки в соляной ванне сложна, трудоемка и с экологической точки зрения характеризуется высокой токсичностью. Погрешности при термической обработке неизбежно отражаются на стойкости готового инструмента. На рис. 3 и 4 показаны хрупкие изломы фрез, возникшие при обработке титана.
Рис. 3. Излом хвостовика фрезы
Рис. 4. Излом торцевой части фрезы
Вакуумная термообработка быстрорежущих сталей
Альтернативой общепринятой практике термической обработки БРС в соляных ваннах является вакуумная термическая обработка - это направление интенсивно развивается среди других технологий машиностроения. Для термической обработки БРС на рынке термического оборудования предлагается ряд новейших разработок различных компаний. Признанным мировым лидером в производстве атмосферных печей и установок, вакуумных печей является фирма Ipsen-International (Германия). Широко известна продукция компании Schmetz (Германия). Французская фирма B.M.I. Fours Industriels действует на рынке около 30 лет и также специализируется на разработке и производстве оборудования для термической и термохимической обработки деталей в вакууме и в защитной среде.
Обработке в вакууме подвергаются стальные изделия, к качеству поверхности которых после термообработки предъявляются высокие требования. В вакуумных электропечах негативные явления, свойственные соляным ваннам, можно полностью исключить. Среди положительных качеств вакуумной термообработки выделяют следующие: снижение уровня короблений и изменений размеров; дегазация из поверхностного слоя изделия как сопутствующий процесс при нагреве, что особенно важно при термообработке порошковых сталей; получение светлой поверхности при термообработке легко окисляемых металлов из-за того, что разрушается старая пленка и не образуется новая; уменьшение припусков на металлообработку, т. к. отсутствуют поверхностные зоны окисления и обезуглероживания; получение стабильного качества термообработки; получение оптимальной заданной твердости. Вакуумной обработке свойственна повторяемость процессов, получение однородных свойств по сечению детали, из-за чего отпадает необходимость дорогостоящих доводочных операций (шлифование, полирование), повышается срок службы, работоспособность и износостойкость инструмента. В ряде печей возможна комбинированная термическая обработка в вакууме и в защитной атмосфере.
Вакуумная электропечь способна обеспечить строгие температурно-временные рамки процесса и, при необходимости, возможность корректировки процесса по заданным параметрам (температура, время выдержки, скорость охлаждения, давление); экологическую безопасность; сводится к минимуму «человеческий фактор».
Термообработка инструмента из БРС в вакуумных электропечах может стать решением существующей проблемы повышения стабильности результатов и качества. Использование вакуумных электропечей позволит заменить морально устаревшее оборудование, сократить количество единиц основного оборудования: печи, нагревательные устройства, охладительные устройства - баки закалочные, промывочные. А также дополнительного - моечные ванны, установки для приготовления смесей и пр. и вспомогательного оборудования (воздуходувки и др.), т. к. процесс осуществляется в одном агрегате.
Опыт ряда фирм показывает, что после использования закалки быстрорежущих сталей в газе в вакууме требуется только однократный отпуск вместо трех- или двукратного. Это явление связано с уменьшением количества остаточного аусте-нита. Также возможно устранить или значительно снизить последующую механическую обработку
и, соответственно, снизить припуски, что особенно важно для изделий с высокой прочностью и твердостью, например фрез, для которых эта обработка весьма трудоемка. В свою очередь, сокращение объема механической обработки значительно снижает стоимость деталей. По данным фирмы Wild Barfield (Великобритания), экономия при механической обработке одного штампа составляет 40 %.
Контроль качества
металлообрабатывающего инструмента
Основными контролируемыми свойствами БРС при термообработке являются твердость и красностойкость [23], которые хотя и являются структурно зависимыми, но не полностью отражают микроструктурные изменения. Это наглядно проявляется в порошковых импортных сталях. Например, порошковая сталь S390 (Bohler) содержит повышенное количество углерода (1,60 % С) и легирующих элементов (4,80 % Cr, 2,00 % Mo, 5,00 % V, 10,50 % W, 8,00 % Со). Твердость 65HRC в этой стали может быть получена после закалки от температуры 1150 °С и трехкратного отпуска в течение 2 часов при температуре 380 °С или 570 °С [13].
В таких случаях необходимо дополнительно использовать физические методы, которые способны зафиксировать структурные изменения в стали на микронном, субмикронном и атомном уровне и связанные с ними физико-механические характеристики материалов. При производстве металлообрабатывающего инструмента находят применение разнообразные современные нераз-рушающие методы контроля характеристик материала инструмента [14, 16-21].
Представляет интерес метод рентгенострук-турного анализа (РСА), измерение остаточных напряжений посредством которого позволяет уточнить режимы упрочняющей обработки (термической, деформационной и др.) материала. Одно из важных направлений метода РСА - определение «преддефектного состояния», возникающего в процессе эксплуатации, когда свойства материала достигают неких критических уровней и может произойти усталостное разрушение.
Метод РСА основан на определении остаточных напряжений в поверхностном слое детали без ее разрушения. Для уточнения характера распределения остаточных напряжений на различной глубине необходимо проводить последовательное травление поверхности детали или образца со снятием рентгенограммы после каждого травления [23-28]. РСА имеет ряд преимуществ по сравнению с другими - механическими или нелинейно-упругими (ультразвуковой или магнитный) мето-
дами. Остаточные напряжения в материале вычисляются на основании измеренных параметров кристаллической решетки, которые не подвержены значительному влиянию свойств материала, таких как твердость, степень холодной обработки или текстура. Действие остаточных напряжений в поверхностном слое детали вызывает различное смещение атомных плоскостей данного материала. Это приводит к тому, что периоды решетки в разных направлениях к действующим напряжениям будут различны. Изменение параметра решетки происходит прямо пропорционально изменению величины остаточных деформаций. Напряжения, соответствующие этим деформациям кристаллической решетки, вычисляются из уравнений упругости изотропных, сплошных и однородных сред [29].
Измерение остаточных напряжений
Для измерения остаточных напряжений использовалось оборудование НИЛ «Исследования технологических остаточных напряжений и деформаций» ИрНИТУ [30]: измерения остаточных напряжений проводились на портативном рентгеновском дифрактометре XSTRESS 3000 G3R (рис. 5) с ^-модифицированным гониометром рентгеноструктурным зт2ф-методом в &-Ка излучении. Параметры измерения: угол дифракции -156,4°; плоскость отражения (211). Для автоматизированного расчета напряжений вводились модуль Юнга - 220000 МПа (для Р6М5К5МП) и 217000 МПа (для S390); коэффициент Пуассона -0,3.
Полученные результаты сравнивались с образцами-эталонами, выполненными из стали этой же марки, после упрочняющей термообработки (см. табл. № 1).
Образцы-эталоны изготавливались из круглого проката, представляли собой шайбы диаметром 40 мм и высотой 15 мм. Образцы подвергались стандартной термической обработке, температура закалки - 1215 °С [23]. На торцевой поверхности, полученной шлифованием, измерялась твердость (HRC) и остаточные напряжения.
Значения остаточных напряжений, представленные в табл. № 1, согласуются с изменениями в микроструктуре, которые протекают на различных этапах термической обработки. Закалка приводит к образованию высоколегированного мелкоигольчатого мартенсита, карбидов и повышенного количества остаточного аустенита (образец № 1). Этому образцу соответствует сравнительно низкий уровень остаточных сжимающих напряжений (-615,7 МПа).
лч<
Рис. 5. Дифрактометр Х8ТКЕ88 3000 СЗИ
Т а б л и ц а 1 Результаты измерения остаточных напряжений в стали Р6М5К5МП после различных
Оста-
Режим Твер- точные
№ термической обработки дость, ИЯС напряжения, МПА
1 Закалка 64 -615,7
2 Закалка, 1-й отпуск 65,5 -1215,7
3 Закалка, 1, 2-й отпуск 65,5 -929,1
4 Закалка, 1, 2, 3-й отпуск 67 -1385,1
Закалка, 1, 2, 3-й от-
5 пуск + стабилизирующий отпуск при 350 °С 67 -1114
6 Закалка, 1, 2, 3-й от- 67 -74
пуск. Прижоги
При первом отпуске (образец № 2) происходит отпуск первичного мартенсита, образовавшегося при закалке, и интенсивно протекает превращение большей части остаточного аустенита в мартенсит, что вызывает существенное увеличение сжимающих остаточных напряжений (-1215,7 МПа).
В образце № 3 завершается превращение остаточного аустенита, второй отпуск вызывает распад образовавшегося вторичного мартенсита с выделением карбидов, и, как следствие, сжимающие напряжения уменьшаются (-929,1 МПа).
Значительное упрочнение при третьем отпуске (образец № 4) вызывается выделением большего количества дисперсных карбидов. Структура стали Р6М5К5МП поле полного цикла
термической обработки состоит из мартенсита и карбидов (рис. 6).
Стабилизирующий отпуск (образец № 5) вызывает релаксацию остаточных напряжений в поверхностном слое. После полного цикла термообработки сжимающие напряжения составляют -1114 МПа.
Рис. 6. Микроструктура стали Р6М5К5МП после полного цикла термической обработки: мартенсит, карбиды, х500
Для выяснения распределения напряжений по глубине проводилось послойное травление поверхности. Величина удаленного слоя определялась микрометром. Напряжения определялись после каждого травления. Обнаружено, что сжимающие напряжения распространяются на глубину до 0,045 мм. Характер распределения напряжений в поверхностном слое и глубина их залегания варьируются в зависимости от предшествующей термообработки. Максимальные значения остаточных напряжений (-1589 МПА) определялись в образце после упрочняющей термообработки и последующего стабилизирующего отпуска на глубине до 0,01 мм.
Минимальные напряжения в образце № 6, на котором в результате механообработки были получены прижоги, свидетельствует об интенсивном разупрочнении структуры в поверхностном слое стали - на образцах-эталонах Р6М5К5МП с при-жогами остаточные сжимающие напряжения составили -74 МПа. При удалении от поверхности, на глубине 0,01 мм определяются растягивающие напряжения. Пониженные сжимающие напряжения способны вызвать значительное уменьшение ресурса инструмента при эксплуатации.
В качестве объектов исследования были выбраны фрезы, изготовленные из стали Р6М5К5МП и 8390 после термической обработки. Исследовалась фреза с видимыми дефектами на поверхности в форме раковин (см. рис. 1, 2), а также новые фрезы, готовые к употреблению. Остаточные напряжения определялись в поверхностном слое
хвостовика, шейки, режущей кромки по стандартным методикам [24, 25].
В фрезе с раковинами на хвостовике, на поверхности режущей кромки, в канавке между технологическими отверстиями для СОЖ определены сжимающие остаточные напряжения, которые составили -471, -570, -670 МПа соответственно. В материале фрезы образовались низкие сжимающие напряжения, не свойственные данному состоянию материала.
Измерения на фрезах из стали S390 показали, что напряжения на разных участках режущей кромки составляют от -1042 до -1294 МПа; на хвостовике - 667 МПа.
Заключение
Измерение остаточных напряжений до сих пор остается проблемой для машиностроения. Благодаря наличию современных приборов, методик измерения теперь возможно успешное проведение анализа напряженного поверхностного слоя самого обрабатывающего инструмента. Очевидная взаимосвязь остаточных напряжений с микроструктурой материала позволяет использовать результаты в технологии изготовления инструмента. Является рациональным использование метода РСА на этапе уточнения режимов термической обработки порошковых быстрорежущих сталей, в том числе экспериментальных. Использование метода является актуальным, если термическое оборудование не позволяет в точности следовать рекомендациям производителей сталей.
Сравнение результатов, полученных на образцах-эталонах и на реальном инструменте, позволяет сделать вывод о состоянии поверхностного слоя инструмента. Метод РСА позволяет однозначно зафиксировать прижоги, которые сложно определить другими неразрушающими методами.
Результаты настоящего исследования позволяют сделать вывод о возможности и необходимости определения остаточных напряжений методом рентгеноструктурного анализа в практике нераз-рушающего контроля качества при производстве металлообрабатывающего инструмента.
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК
1. Characteristic Features of Alloying HSS-based Deformed Compound Powder Materials with Consideration for Tool Self-Organization at Cutting / Fox-Rabinovich G.S., Kovalev A.J., Shuster L.Sh., Bokiy Yu.F., Dosbaeva G.K., Wainshtein D.L., Mishina V.P. P. 1. Characteristic features of wear in HSS-based deformed compound powder materials at cutting // Wear. 1997. No 206. P. 214.
2. Weldon [электронный ресурс] URL: https:// her-itagecutter.com/ BrubakerWeldon/ PublicStore/ pages/ whyweldon.aspx (дата обращения 01.02.2016)
3. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М. : Металлургия, 1975. 584 с.
4. Гуляев А.П. Теория быстрорежущей стали // МиТОМ. 1998. № 11. С. 27-32.
5. Артингер И.В. Инструментальные стали и их термическая обработка : пер. с венгер. М. : Машиностроение, 1972. 236 с.
6. Григорьев С.Н., Табаков В.П., Волосова М.А. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента. Ульяновск : Ульяновский ТГУ, 2012. 263 с.
7. Барчуков Д.А., Лаврентьев А.Ю., Зубков Н.С. Совершенствование структуры быстрорежущих сталей наплавкой и поверхностным пластическим деформированием [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 5. URL: http:/ /www.science-education.ru /ru/ article/view?id=7288 (дата обращения 06.01.2016).
8. Пат. № 2415961 Рос. Федерация Сталь, изготовленная методом порошковой металлургии, инструмент, включающий сталь, и способ изготовления инструмента / Сундин Стефан. №2008104934/02 ; заявл. 18.08.2006 ; опубл. 10.04.2011. Бюл. № 10.
9. Гиршов В.Л. Порошковая быстрорежущая сталь с дисперсной структурой // Вопросы материаловедения. 2008. № 2 (54). С. 33-42.
10.Гиршов В. Л., Тополянский П. А. Металлорежущий инструмент из порошковой стали с дисперсной структурой и алмазоподобным нано-покрытием // Металлообработка. 2009. № 1 (49). С. 43-49.
11.Агбалян С.Г., Степанян А.М. Особенности термической обработки порошковых быстрорежущих сталей // Изв. НАН РА и ГИУА. Сер.: ТН. 2002. Т. LV, № 3. С. 357-360.
12. Böhler. Порошковые материалы [Электронный ресурс]. URL: http://www.bohlernn.ru /802.php. (дата обращения 01.02.2016).
13.Böhler S390 microclean. Быстрорежущая сталь, произведенная методами порошковой металлургии [Электронный ресурс]. URL: http://www.bohlernn.ru/files/S390rus.pdf. (дата обращения 01.02.2016).
14. Производство высокопроизводительного режущего инструмента в условиях ИАЗ / К.В. Богданов, А.В. Савилов и др. // Наука и технологии в промышленности. 2013. № 1-2. С. 91-96.
15. Современное состояние производства высокопроизводительного режущего инструмента из порошковых быстрорежущих сталей и твердых сплавов / А.В. Савилов [и др.] // Вестник ИрГТУ. 2013. № 6 (77). С. 26-33.
16. Савилов А.В., Пятых А.С. Определение коэффициентов сил резания для моделирования процессов механообработки // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2015. Т. 17. № 2. С. 211-217.
17. Савилов А.В., Николаев Д.Ю., Николаев А.Ю. Исследование влияния дисбаланса инструментальных наладок на выходные показатели фрезерования // Вестник ИрГТУ. 2015. №7. С. 81-90.
18. Savilov A.V., Ahmadi K. Modeling the Mechanics and Dynamics of Arbitrary edge Drills // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2015. Vol. 89. PP. 208-220.
19. Савилов А.В., Тимофеев С.А. Исследование зависимости электропроводности от параметров резания при высокопроизводительном фрезеровании алюминиевых сплавов // Вестник ИрГТУ. 2014. № 2.
20. Савилов А.В., Пятых А.С. Влияние вибраций на точность и качество поверхности отверстий при сверлении // Вестник ИрГТУ. 2013. № 12. С. 65-69.
21. Савилов А.В., Пятых А.С., Тимофеев С.А. Современные методы оптимизации высокопроизводительного фрезерования // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2013. Т. 15. № 6 (2). С. 476-479.
22. Опыт и перспективы участия вузовской науки в создании передовых технологий авиастроения на базе корпорации «Иркут» / Вепрев А.А. и др. // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 2012. № 4. С. 50-57.
23.ГОСТ 28393-89. Прутки и полосы из быстрорежущей стали, полученной методом порошковой металлургии. Общие технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1990. 22 с.
24.Non-destructive Testing - Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Diffraction. British Standard EN 15305:2008.
25.XPA 09-286 AFNOR Standard 1999 / Essais non destructifs, m thodes d'essais pour l'analyse des contraintes par diffraction des rayons X", May 1999. 27 р.
26.G. Totten, M. Howes, T. Inoue. Handbook of Residual Stress and Deformation of Steel. - USA: ASM International, Materials Park, Ohio. 2002. 500 p.
27.Franco Rustichelli, Jacek J. Skrzypek. Innovative Technological Materials. Structural Properties by Neutron Scattering, Synchrotron radiation and modeling. London-New York: Springer, 2010. 280 p.
28.Viktor Hauk. Structural and Residual Stress Analysis by Nondestructive Methods: Evaluation, Application, Assessment. Amsterdam: Elsevier Science B.V. 1997. 640 p.
29.Николаева Е.П., Гридасова Е.В., Герасимов В.В. Применение рентгеноструктурного анализа и шумов Баркгаузена для исследования конструкционной стали 30ХГСА после дробеудар-ной обработки // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2015. Т. 17. № 2. С. 125-132.
30.НИЛ исследования технологических остаточных напряжений и деформаций [Электронный ресурс]. // Иркутский национальный исследовательский технический университет : сайт. URL: http://www.istu.edu/structure/54/3218/ (дата обращения 06.01.2016).
