Трибологічні властивості та міцність структур відпуску сталі 60С2 з врахуванням ефекту наводнювання - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Технологічному університеті Поділля (м. Хмельницький) Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Кіндрачук Мирослав Васильович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, професор кафедри металознавства та термічної обробки. кандидат технічних наук, доцент Захист відбудеться "10" вересня 2002 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д70.052.02 при Технологічному університеті Поділля за адресою: 29016, Україна, м.Хмельницький, вул.Такий стан проблеми зумовлено застосуванням пружинних сталей у вузлах тертя з не досить обгрунтованим структурним станом, це не дозволяє досягти оптимального співвідношення таких властивостей як надійність, довговічність і матеріалоємність. Питанням впливу структурного стану на трибологічні характеристики матеріалів приділяється значна увага, однак відомостей про вплив структури пружинних сталей на їх тертя та зношування практично немає. З метою вивчення перспективних напрямків у підвищенні зносостійкості різноманітних матеріалів можна виділити основні складові фундаментальних досліджень в цьому напрямку: фізико-механічні аспекти мікромеханізмів зношування поверхні, термодинаміка структурних змін в поверхневих шарах пари тертя, пошук оптимальних структур простих металів та складних сплавів з високою зносостійкістю, розробка і дослідження нових прогресивних технологій зміцнення. Значний внесок у рішення цієї проблеми зробили Гаркунов Д.М., Поляков А.А., Аксьонов А.А., Карпенко Г.В., Панасюк В.В., Романів О.М., Андрейків О.Є., Гладкий Я.М., Никифорчин Г.М., Станчук Е.А., Шумілов А.П. та інші, котрі виділяють перспективні напрямки досліджень водневого зношування: вивчення загальних закономірностей водневого зношування; розробка дослідницьких прийомів та оцінки наводнювання; дослідження фізико-хімічних процесів та встановлення їх закономірностей, роль структурних факторів у фізиці процесу зношування; зменшення водневого зношування пар тертя метал-неметал (пластмаса, деревина та інші); захист деталей від шкідливого впливу водню та попередження його дії. Фізичному стану поверхні твердих тіл і вплив її на тертя і знос матеріалів останнім часом приділяється велика увага, особливо у звязку із широким розвитком молекулярно-механічної теорії тертя.Визначено й обгрунтовано задачі досліджень з вивчення впливу структурного чинника на тертя та зношування матеріалу на повітрі та з врахуванням ефекту наводнювання, показано необхідність комплексного вивчення процесів, які проходять у зоні контакту з використанням сучасних методів досліджень (металографічний, рентгеноструктурний, оже-спектральний і метод вторинно-іонної масспектрометрії), вивчення впливу водню на механічні і мікропластичні характеристики матеріалу, їхня зміна для різного структурного стану, вивчення взаємозвязку трибологічних і механічних характеристик з метою можливого прогнозування зносостійкості та ефективних і раціональних методів підвищення надійності і, особливо, довговічності деталей машин і механізмів. В третьому розділі подано і проведено аналіз результатів досліджень сталі 60С2, з різним структурним станом, на повітрі: вплив структурного чинника на зносостійкість; зміна характеристик її конструктивної і поверхневої міцності, а також мікропластичності; макро-та мікроструктурні дослідження поверхонь тертя; наведено розрахунок інтенсивності зношування сталі 60С2 за моделлю Кузьменко А.Г. і Гладкого Я.М. та її відповідність значенням, що отримані експериментальним шляхом. Проведені дослідження сталі 60С2, з різним структурним станом, на тертя та зношування, дозволили виявити закономірності зміни її трибологічних характеристик (інтенсивності зношування, коефіцієнта та температури тертя), в залежності від температури відпуску та умов випробовування пар тертя. Показано, що структурний стан матеріалу значно впливає на його трибологічні характеристики і найменшу інтенсивність зношування, для всього діапазону досліджених умов навантаження пар тертя, має сталь 60С2 зі структурою мартенсита відпуску (температура відпуску 300°С) (Imin = 34?10-10, при Р = 10 МПА, V = 0,2 м/с). Показано, що в матеріалі з відносно невеликим значенням величини STK (при відпуску 200°С - 619 МПА; 400°С - 1451 МПА; 500°С - 1365 МПА) релаксація пікових напруг, що виникають при терті, відбувається переважно шляхом руйнації його поверхні і, отже, цей матеріал буде мати підвищене зношування.Виявлено, що процес зношування сталі 60С2 має механо-хімічну природу і супроводжується утворенням і руйнуванням вторинних структур, стійкість яких залежить від їх структури, хімічного складу, умов випробовувань та активності навколишнього середовища.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ