CC BY
14ВЛИЯНИЕ МОНОКАРБИДА ВОЛЬФРАМА НА УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА Цурихин С.Н.1, Колесник В.В.2, Никитин Е.Э.3, Утянок Е.С.4
'Цурихин Сергей Николаевич - кандидат технических наук;
2Колесник Владимир Владимирович — магистр;
3Никитин Евгений Эдуардович - магистр;
4Утянок Егор Сергеевич - магистр,
кафедра машин и технологий литейного производства, факультет технологии конструкционных
материалов,
Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград
Аннотация: в данной статье рассмотрено влияние нанодисперсных компонентов на упрочнение поверхности металлургического инструмента.
Ключевые слова: нанодисперсные компоненты, легирование, модифицирование, упрочнение поверхности.
Современный этап развития техники обусловливает повышение требования к быстроизнашивающемуся металлургическому инструменту, к которому относятся: штампы, оправки трубопрокатных станов, ножи для резки проката и другие изделия работают в экстремальных условиях температурно-силового воздействия. В результате многократной импульсной пластической деформации и термических ударов в тонком (100...150 мкм) приконтактном слое на поверхности металла образуется диффузионная зона, с гомогенной не стойкой к деформации структурой, что обуславливает ее быстрый износ наиболее нагруженных частей [1]. Поэтому ресурс инструментов, даже наплавленных высокостойкими сплавами, недостаточен [2].
Эффективным способом повышения упрочнения поверхности металлургического инструмента является наплавка. Одним из таких способов является: дуговая наплавка под флюсом, плазменная наплавка, электрошлаковая наплавка, горячий метод или метод погружения в расплавленный металл и т.д. [3].
В настоящее время в качестве износостойкого материала для металлургического инструмента применяется сталь марки 20ХН4ФА, содержащая, %: 0,17...0,24 С; 0,25...0,35 Мп; 0.17.0.37 Si; 0,7... 1,0 Сг; 3,17...4,25 №; 0,15...0,30 V; используют также сталь марок 40ХМФС, 38Х2МФЮА, 4Х5МФС; сплавы на никелевой основе типа ЭП567 (06Х15Н60М15В4 "Хастеллой-С") следующего состава: Мо - 15,4%, W - 3,5%, Fe - до 4%, С - 0,02%, Мп - 0,3%, Si - 0,12%, S и Р - до 0,01%, Сг - 15 %, № - основа и др.
Целью настоящей работы является исследование влияния введения металлических нанодисперстных тугоплавких частиц на упрочнение поверхностного слоя металлургического инструмента.
В работе использовали нанопорошок монокарбида вольфрама WC, состоящий из частиц с размером менее 0,1 мкм и удельной поверхностью 7м2/г.
Для наплавки поверхностного слоя изделия применяли горячий метод.
«Горячий» метод заключается в погружении изделий в расплавленный металл и диффузии металла в основу с образованием промежуточного сплава, который и обеспечивает хорошую прочность сцепления с основой. Он является эффективным способом нанесения на поверхность металлургического инструмента наплавленного слоя. Метод отличается от других:
1) большой производительностью;
2) простотой;
3) изделие полностью погружается в расплавленный металл, вследствие чего покрываются все поверхности детали и др.
Также горячий метод можно использовать как для восстановления металлургического инструмента, так и для нанесения на него различных покрытий.
Наплавку образцов производили на стальную пластину с размерами 100х50х10 мм (20ХН4ФА ГОСТ 1133-71) имитирующую металлургическое изделие. Пластину устанавливали в песчано-глинистую форму, которую затем заливали расплавленным металлом. В качестве наплавляемого металла служил сплав 50Х20Н65В3М3Ю6Ц следующего состава, %: Мо - 3 %, W - 3 %, Сг - 4 %, А1 - 11 %, 7г - 2 %, Та - 2 %, В - 0,03 %, С - 0,5 %, № - основа. Песчано-
глинистую форму предварительно смазывалась жидким калий-натриевым стеклом с содержанием в нем нанопорошка монокарбида вольфрама WC.
При изучении структуры наплавленного металла полученного в песчано-глинистой форме (рисунок 1), установлено, что при нанесении износостойкого наплавленного слоя металла пластина играет роль холодильника. Это способствует ускоренному охлаждению и создает столбчатую направленность кристаллов при затвердевании рисунок 2 [4, 5].
Рис. 1. Макраструктура исследуемой наплавленной пластины
Рис. 2. Микраструктура наплавленного износостойкого металла с упрочнением поверхностного слоя нанопорошком монокарбида вольфрама WC
Также выявлено, что добавление наноразмерных частиц ШС, обладающих высокой термодинамической устойчивостью, подвергаются минимальному растворению, переходя из обмазки песчано-глинистой формы в наплавленный слой металла и являясь дополнительными центрами кристаллизации, обеспечивающие модифицирование металла. В результате структура металла на поверхности значительно измельчается с номер зерна 9 до 13, что способствует повышению его пластичности и ударной вязкости. Кроме того легирование наплавленного металла активным карбидообразующим элементом - W способствует улучшению износостойкости, а также снижает его склонность к образованию горячих трещин за счет измельчения первичных зерен металла и изменения химического состава легкоплавких эвтектик с повышением температуры их плавления и характера распределения в структуре.
Вывод
Введение металлических нанодисперстных тугоплавких частиц монокарбида вольфрама WC в поверхностный слой наплавленного металла способствует модифицированию структуры, приводящего к упрочнению поверхностного слоя металлургического инструмента.
Список литературы
1. Гордань Г.Н., Соколов Г.Н., Кащенко Ф.Д. Характер разрушения наплавленного металла при импульсном термосиловом воздействии // Автомат. Сварка, 1988. № 10. 59-62.
2. Соколов Г.Н. Процессы электрошлаковой наплавки и наплавочные материалы: учеб. пособие / Г.Н. Соколов, В.И. Лысак, И.В. Зорин, С.Н. Цурихин; ВолгГТУ. Волгоград, 2009. 213 с.
3. Соколов Г.Н. Способы наплавки и плакирования металлов: учеб. пособие / Г.Н. Соколов; ВолгГТУ. Волгоград, 2002. 80 с.
4. Технология восстановления оправки трубопрошивного стана горячим методом / Д.А. Коренев, Д.А. Криничная, С.Н. Цурихин // «Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки»: материалы XXVII студенческой международной научно-практической конференции. Новосибирск: Изд. «СибАК», 2014. № 12 (26). С. 135-139.
5. Цурихин С.Н. Современные способы получения жаропрочного интерметаллида / С.Н. Цурихин, Е.И. Семина // «Инновационные технологии в обучении и производстве». VIII Всерос. Конф., г. Камышин. 23-25 ноября, 2011 / КТИ0 (филиал) ВолгГТУ [и др.]. Камышин, 2011. Т. 2. С. 169-170.
АНАЛИЗ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ ТЕСТИРОВАНИЯ Мартынов А.В.
Мартынов Александр Владимирович — аспирант, кафедра вычислительной техники, Институт космических и информационных технологий, г. Красноярск
Аннотация: в статье анализируются некоторые внешние помехи, которые происходят во время тестирования.
Ключевые слова: тестирование, тесты, внешние помехи.
Тестовая оценка знаний по дидактическим единицам в вузе вызывает особый интерес исследователей и находится в постоянном дискуссионном поле научного педагогического сообщества [1-3].
Образовательная программа вуза, состоит из учебно-методических комплексов дисциплин, учебного плана и нацелена на приобретение студентами компетенций в виде знаний, умений и навыков, представленных в комплексе дидактических единиц [4]. Проверка компетенции студента, часто проверяется через тестирование, на которое могут воздействовать различные внешние факторы. Целью данной статьи является проанализировать данные факторы, разбить их на некоторые группы, и представить общую схему их влияния на тестирование.
Среди основных факторов, влияющих на процесс тестирования, мы выделили личностные данные студент (склад ума, усердие, внимательность,и т.д.), внешние события (выключение света, поломка компьютеров, штормовая погода и т.д.), внешние помехи для дидактических единиц (развитие сопутствующих навыков, понимание некоторых дидактических единиц связанных с темой вопроса).
От влияния выделенных помех, зависит то, насколько успешно будет сдан тест тем или иным студентом.
В процессе исследования мы выделили следующие типы помех:
• внешние помехи личностного характера, они связаны с особенностями самого студента;
• внешние помехи окружающего характера, которые связаны с источниками внешнего взаимодействия, которые не зависят от студента (поломка компьютера, ураган, выключение света и т.д.);
• внешние помехи сопутствующих дидактических единиц, понимание дидактических единиц, которые связаны с тестируемыми.
Все вышеперечисленные факторы имеют свои особенности, индивидуальные формулы и схемы. Но их также можно представить в некотором общем виде, через схему. Данная схема
