Реферат по теме выпускной работы
Введение
Важным резервом экономии материальных и трудовых ресурсов является применение поверхностного упрочнения высококонцентрированными источниками нагрева (лазерным лучом, электронным лучом, плазменной струей), позволяющего резко повысить срок службы изделий, улучшить их эксплуатационные характеристики, снизить стоимость изготовления и ремонта.Одной из наиболее перспективных является плазменная технология, интенсивно разрабатываемая как в нашей стране, так и за рубежом. Использование низкотемпературной плазмы эффективно не только для переплава металлов и сплавов, напыления износостойких, жаропрочных и коррозионностойких покрытий, резки и сварки различных материалов, но и для поверхностного упрочнения различных изделий. Проведенные исследования и опыт промышленного применения показывают, что плазменный источник поверхностного нагрева может во многих случаях применяться наряду с такими источниками, как лазерный и электронно-лучевой, обеспечивая высокие технико-экономические показатели процесса. Промышленное применение плазменного поверхностного упрочнения требует разностороннего и глубокого рассмотрения технологии процесса и свойств упрочненных изделий. В связи с этим следует отметить, что если технологии лазерного упрочнения посвящено большое число монографий и справочников, многочисленные статьи и сборники, то технология и оборудование для плазменного упрочнения, характеристики упрочненных этим способом изделий мало освещены в литературе. Это является одной из причин, сдерживающих широкое внедрение технологии плазменного упрочнения в производство.
ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАЗМЕНОГО УПОЧНЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛИ 40Х
Поверхностное упрочнение стальных деталей с помощью плазменного дугового разряда – перспективный, но недостаточно изученный метод. Прежде всего это относится к вопросам распределения температурных полей в области нагрева, а также оценке скоростей нагрева и охлаждения металла в процессе перемещения локального высокотемпературного источника. Особый интерес представляет исследование влияния режимов и скорости перемещения зоны нагрева на формирование упрочненного слоя с целью получения оптимального сочетания прочностных свойств и износостойкости, обусловленного структурными и фазовыми превращениями происходящими в металле.
Предварительные оценочные результаты, были получены экспериментально. В качестве основного параметра процесса задавали скорость перемещения зоны нагрева и режим горения дуги.
Исследования проводились на микроплазменной установке “Мультиплаз 3500”, перемещения зоны нагрева осуществляли в диапазоне скоростей 1,5…4мм/c. Растояние от сопла до обрабатываемой детали 2-3мм. Расход плазмообразующей смеси 0,25 л/час Были взяты образцы круглого проката диаметром 80 мм и длиной 400 мм из стали 40Х, содержание химический элементов соответствовало марочному составу. Исходная структура стали 40Х феррито – перлитная. После обработки образцы были разрезаны и разделены.
Образцы обрабатывались в режиме MODE 2 (горение дуги происходит между металлом и соплом). В процессе обработки образцы упрочнялись с разными скоростями перемещения зоны нагрева V1=1,5 мм/c, V2=1,8 мм/c, V3=2 мм/c, V4=2,6 мм/c, V5=2,8 мм/c, V6=3 мм/c, V7=3,4 мм/c, V8=4 мм/c. При макроструктурном анализе было выявлено, что при обработке образцов со скоростью V1 ,V2 ,V3 ,V4 ,V5 , происходит оплавление поверхности, зона термического влияния велика. Структура такого образца будет иметь мартенсит (рисунок 1 ). При обработки образцов со скоростью V6 ,V7 ,V8 оплавление не наблюдается.
Рисунок 1 – Микроструктура закаленного слоя с оплавлением
Металлографический анализ упрочненных образцов с использованием оптической микроскопии показал, что зона термического воздействия плазменной струи имеет форму сегмента (рисунок 2). При обработке без оплавления она состоит из закаленной зоны, в которой произошли мартенситные превращения, и пограничной (переходной к исходному материалу). При обработке с оплавлением возникает дополнительная поверхностная зона оплавления (закалка из жидкого состояния)
Рисунок 2 – Макроструктура плазменной струи на стали 40Х
Микроструктура закаленной зоны представляет собой весьма однородный высокодисперсный мартенсит + остаточный аустенит + карбиды. Формирование такой структуры обусловлено малыми размерами аустенитных зерен, образовавшихся при высокоскоростном плазменном нагреве.
Выводы
Плазменная поверхностная обработка – достаточно простой и эф-фективный способ упрочнения сталей. Особенности плазменной поверхностной закалки есть кратковременность процесса нагрева и возможность создания условий охлаждения, обеспечивающих высокую интенсивность, оказывают существенное влияние на структуру закаленного слоя. Эффект скорости охлаждения при металлографическом исследовании прежде всего заметен в диспергировании структуры. Скорость нагрева оказывает существенное влияние на размер рекристаллизованного зерна, так как с ее уве-личением число центров рекристаллизации растет быстрее, чем скорость роста центров.
При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2013 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.
Список источников
- Ставрев Д.С., Капуткина Л.М., Киров С.К., Шамонин Ю.В. Влияние плазменно – дуговой обработки на структуру превращения и поверхностное упрочнение углеродистых и легированных сталей // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1996, N 9. – C. 16-19.
- Плазменное поверхностное упрочнение / Л.Л. Кимович, С.С. Самотугин, И.И. Пирч, В.И. Комар. – К.: Техника, 1990. – 109 с.
- Крапошин В.С., Бобров А.В., Гапоненко О.С. Поверхностаня закалка стали 9ХФ при нагребе теплом плазменной горелки // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1989, N 11. – C. 13-17.
- Гинзбург Е.Г., Кобяков О.С., Геллер М.А., Парнас А.Л. Иследование процес сов микроплазменной закалки // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1988, N 5. – C. 10-14.
- Домбровский Ю.М., Бровер А.В. Обработка стали воздушно – плазменной дугой со сканированием // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1999, N 1. – C. 10-12.
- Попилов Л.Я Электрический метод обработки метал лов. – М.: Ме-таллургия 1994. – 360 с.
- Влияяние поверхностного упрочнения плазменной струей на характер разрушения углеродистых сталей / Л.К. Лещинский, С.С. Самотугин, И.И. Пирч и др. // Физика и химия обраб. Материалов, 1985. – N 3. – C. 100 – 106.
- Бейн. Э. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Пер. с англ. М.: 1945. 330 с.
- Быков В.А. Пластичность и прочность конструкционной стали. –М.: Судпром-гиз, 1959.- 647 с.