CC BY
20
UDK 669.001
THE INFLUENCE OF THE TERMAL PROCESSING WITH FREQUENTATIVE HEATING ON CHARACTERISTICS OF MATERIALS IN WORKER MECHANISMS OF AGRICULTURAL MACHINES
УДК 669.001
ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ С
МНОГОКРАТНЫМ НАГРЕВОМ НА СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ РАБОЧИХ МЕХАНИЗМОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
Я.Т. Рахимов, старший преподаватель, Rakhimov Y., Abdukahhorov Z. З.Абдукаххоров, канд-т техн-х наук Uzbekistan, Namangan institute of Engi-Нам ИТИ Узбекистан, г Наманган neering and Technology
Проблема повышения износостойко- The problem of increasing of wear сти и долговечности материалов рабо- resistence and longevity of materials
чих механизмов сельскохозяйственных машин является весьма актуальной. Определяющее значение в формировании характеристик конструктивной прочности материалов рабочих механизмов сельскохозяйственных машин имеет, как известно, варьирование структурного состояния. С этой целью в статье изученыо структурные превращения стали при различных видах термической обработки, которые значительно влияют на указанные свойства.
Ключевые слова: прочность, износостойкость, предел текучести, ударная вязкость, долговечность, дефекты кристаллических решетки
in worker mechanisms of agricultural machines is very actual. Defining value in formation of the features to constructive toughness of materials in worker mechanisms of agricultural machines has, as it is known, variation of the structured condition. For this purpose in article are studied structured conversions of steel under different types of the thermal processing, which vastly affect the specified characteristics.
Key words: toughness, wear resistance, limit to fluidity, impact viscosity, longevity, defects of crystalline lattices
Определяющее значение в формировании характеристик конструктивной прочности материалов рабочих механизмов сельскохозяйственных машин имеет, как известно, варьирование структурного состояния. Возможности его изменения традиционными способами объемной термической обработки практически исчерпаны. Вместе с тем новые горизонты открывает регулирование конечной структуры за счет направленного изменения стартовой (исходной) структуры, непосредственно предшествующей реализации стадии завершающей термообработки. Это может быть достигнуто путем реализации известных или разработки оригинальных схем и режимов термической обработки на подготовительной стадии.
Один из возможных вариантов совершенствования технологии и улучшения служебных свойств термически обрабатываемых изделий - это использование термической обработки с многократным нагревом, в том числе с фазовой перекристаллизацией [1].
Сущность ее заключается в резком ускорении диффузионных процессов за счет чередующихся теплосмен. Если циклическая обработка проводится с многократной фазовой перекристаллизацией, то наблюдается быстрое измельчение зерна и на
этой базе повышение предела текучести, ударной вязкости. Соответственно значительно уменьшается общее время термообработки. При циклической термообработке с нагревом до закритических температур ускорение диффузионных процессов приводит к быстрой коагуляции цементитных пластин с образованием зернистых структур. Однако введение в сталь легирующих элементов, замедляющих диффузию углерода в феррит, значительно снижает этот эффект [2].
При циклической термообработке наблюдается также рост плотности дислокаций, что следует связывать с развитием микропластической деформации во время
резких теплосмен. Рост плотности дислокаций зависит от температурно-временных условий циклования, возможности наследования элементов субструктуры при новом цикле нагрев-охлаждение.
Температуры предварительной закалки, °С
Рис 1. - Изменение предела текучести, ударной вязкости в зависимости от температуры предварительной закалки
Однако после проведения окончательной закалки и отпуска плотность дислокаций не сильно отличается от той, что получена после закалки и отпуска по обычным режимам. В настоящее время разработано большое количество способов термоциклической обработки применительно к тем или иным сплавам [3].
Другим способом резкого ускорения диффузионных процессов является повышение температуры процесса. Однако эти процессы имели явно отрицательные стороны - это рост зерна, увеличение температуры охрупчивания и т.д.
Температуры предварительной закалки, °С Рис 2. - Рост среднего диаметра аустенитного зерна в зависимости от температуры предварительной закалки
Поэтому более приемлемым процессом выглядит термическая обработка с двойной фазовой перекристаллизацией. В частности, в эти же годы были опубликованы японские патенты, где описывалась двойная закалка шарикоподшипниковой стали, которая несколько раз увеличивала долговечность шарикоподшипников. Это объяснялось измельчением зерна и вторичных карбидов стали. Более полные исследования по вопросам формирования структуры стали при термической обработке с двойной фазовой перекристаллизацией показали, что существуют оптимальные режимы, обеспечивающие измельчение аустенитного зерна, дисперсность избыточных фаз и максимальную плотность дислокаций. Эти режимы включают первую фазовую перекристаллизацию с нагревом до экстремальных температур. Как показал Л. И. Миркин, для углеродистых и малолегированных сталей экстремальная температура приходится на 1100°С. После нагрева стали до этой температуры и
охлаждения формируется повышенная плотность дислокаций. Проведенные нами работы показали, что экстремальные температуры охватывают более широкий интервал -1100 - 1150°С, а формирование максимума дефектности кристаллического строения связано с началом растворения тугоплавких примесных фаз в стали, образованием зон с химической микронеоднородностью, что при охлаждении ведет к повышению плотности дислокаций в а - фазе [4].
Повторная фазовая перекристаллизация, проведенная с нагревом обычно принятых температур, проходит в условиях наследования элементов исходного субмикростроения. Таким образом, после нового а - у - а - превращения формируется структура с высокой плотностью дислокаций, мелким зерном, дисперсионными фазами.
Температуры предварительной закалки, °С Рис 3. - Рост среднего диаметра аустенит-ного зерна в зависимости от температуры предварительной закалки и промежуточного отпуска
Технология термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией была использована для увеличения износостойкости лопастей дробометных аппаратов, штампового инструмента холодного деформирования, повышения работоспособности упругих бандажных колец камер высокого давления, тяговых барабанов волочильных машин. Во всех случаях достигалось значительное повышение стойкости (от 1,5 до 3 раз) без существенного усложнения технологии, на стандартном оборудовании.
Список литературы:
1. Мухамедов, А.А. Исследование свойств после перекристаллизации стали / А.А. Мухамедов // Ми ТОМ, 1972. - № 12. - с. 14-20.
2. Пугачева, Т.М. Повышение конструктивной прочности инструментальных сталей методом кратной термической обработки / Т.М. Пугачева, Б.Ф. Трахтенберг // Материалы научно-технической конференции. Ташкент, 1990. - с.8.
3. Рахимов, Я. Поверхностная диффузия и её влияние на свойства рабочих поверхностей деталей машин. / Я. Рахимов, З. Абду^аххоров. // Материалы международный научно-практической интернет-конференции. Астрахань, 29.02.2016 г.
