автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Упрочнение заготовок режущего инструмента из быстрорежущей стали при динамическом микролегировании

На правах рукописи

00347273И

ЬСИРЕЕВ Владимир Павлович

УПРОЧНЕНИЕ ЗАГОТОВОК РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ МИКРОЛЕГИРОВАНИИ

05.02.01 - материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 8 МЮН 2009

Самара - 2009

003472799

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор

АМОСОВ Александр Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН БАРВИНОК Виталий Алексеевич

доктор технических наук, профессор ВЫБОЙЩИК Михаил Александрович

Ведущая организация

ОАО «Металлист - Самара»

Защита состоится «_02_» _июля_ 2009 г. в _16-00_ часов на заседании диссертационного совета Д 212.217.02 в Самарском государственном техническом университете по адресу: 443010, г. Самара, ул. Галактионовская, 141, ауд. 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Самарский государственный технический университет».

Автореферат разослан «*- » № 2009 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просьба направлять по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.217.02.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

А.Ф. Денисенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Интенсификация производства, его эффективность и производительность механической обработки в значительной мере зависят от применяемого режущего инструмента. Основная масса концевых режущих инструментов (свёрл, зенкеров, развёрток, концевых фрез и т.д.), используемых при формировании отверстий и контурной обработке, изготавливаются из быстрорежущих сталей. Опыт механообработки показывает, что работоспособность инструмента определяется не только условиями обработки и обрабатываемыми материалами, но и свойствами инструментального материала, которые в значительной степени зависят от состояния структуры и тонкой структуры (субструктуры) быстрорежущих сталей, применяемых для изготовления режущего инструмента. Одной из задач материаловедения является поиск и создание таких структурных состояний, которые обеспечивают высокий уровень показателей работоспособности режущего инструмента, его износостойкости, теплостойкости (красностойкости), долговечности. Улучшение качества режущего инструмента за счёт повышения легированности приводит к удорожанию быстрорежущих сталей и инструмента, что настоятельно требует изыскания способов изготовления режущей части последнего, обеспечивающих повышение его режущих свойств. В этой связи перспективны новые методы обработки, воздействующие на структуру и субструктуру материала. Широко применяемые быстрорежущие стали марок Р18, Р9К5, Р6М5, Р6М5К5, Р9М4К8 и некоторые другие, несмотря на высокую работоспособность, не всегда обеспечивают необходимую производительность и износостойкость, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов. Поэтому повышение эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей за счёт изменения их структуры и разработка на этой основе режущих инструментов с повышенной износостойкостью и производительностью имеет первостепенное значение и является актуальной задачей для материаловедения и инструментального производства.

В этом направлении изыскиваются резервы в новых методах обработки при изготовлении инструмента и в разработке эффективных технологических процессов получения заготовок его режущей части. Весьма перспективным представляется способ объёмного (до 40 мм в глубину от поверхности) упрочнения заготовок из быстрорежущих сталей динамическим (взрывным) микролешрованием (ДМ) поро-

шковыми материалами в совокупности с термической обработкой -ДМТО.

Настоящая работа направлена на разработку способа повышения эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей и режущего инструмента из них с использованием упрочнения заготовок его режущей части ДМТО.

Цель работы.

Изучение закономерностей влияния ДМТО на физико-механические свойства и структуру .быстрорежущей стали, изучение режущих свойств (износостойкости) инструмента из быстрорежущей стали и разработка, на основе этого, технологического процесса изготовления режущего инструмента, обеспечивающего повышение его основных свойств и экономию материала.

Для достижения этой цели в работе необходимо было решить следующие основные задачи:

- разработка и изготовление оснастки и образцов для выполнения экспериментальных исследований, изготовление опытных образцов инструмента,

- исследование структуры быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМ порошковыми материалами в совокупности с ТО,

- изучение физико-механических свойств быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМТО в зависимости от режимов термообработки,

разработка технологического процесса изготовления режущего инструмента с использованием упрочнения ДМТО,

- исследование режущих свойств инструментов с режущей частью из быстрорежущей стали, подвергнутой упрочнению ДМТО.

Научная новизна работы.

Установлено влияние ДМТО на физико-механические свойства, структуру быстрорежущих сталей и их износостойкость. Металлографическими исследованиями выявлено, что при сверхглубоком проникновении микрочастиц в быстрорежущую сталь в её структуре происходят процессы локального перераспределения легирующих элементов. Выявлено влияние ДМТО на структурные и фазовые превращения, происходящие в стали. Разработан метод повышения эксплуатационных свойств быстрорежущей стали. На основе выполненных исследований разработан процесс изготовления концевого режущего инструмента.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработаны научно обоснованные технологические режимы

процесса упрочнения заготовок из быстрорежущих сталей ДТМО, что позволяет изготавливать концевой режущий инструмент диаметром 4 - 27 мм, обладающий высокими эксплуатационными свойствами. Изготовлены опытные и опытно-промышленные партии инструмента (свёрл, зенкеров, развёрток, фрез) и выполнены исследования их режущих свойств в производственных условиях.

Результаты работы использованы при изготовлении режущего инструмента на КМПО «Металлист», в МГМП «Динатех» Чапаевский «Филиал» и в ЗАО «АвиТИ-Технология», г. Самара.

На защиту выносятся следующие положения:

а) Результаты изучения влияния ДМТО на структуру и свойства заготовок режущего инструмента из быстрорежущих сталей.

б) Результаты изучения физико-механических свойств быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМТО в зависимости от режимов термообработки.

в) Технология изготовления осевого режущего инструмента с применением упрочнения его режущей части ДМТО.

г) Результаты исследования режущих свойств (износостойкости) инструментов, режущая часть которых изготовлена с применением ДМТО.

Достоверность н обоснованность научных результатов подтверждается использованием современных апробированных и известных методов исследования, контролируемостью условий выполнения эксперимента, воспроизводимостью результатов, проверкой их независимыми методами исследования и сопоставлением результатов исследований с данными литературных источников, использованием для анализа экспериментальных данных программных средств Excel и MathCAD 14.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях:

- физика прочности и пластичности металлов и сплавов, Самара, 1992;

- вклад учёных вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте, Самара, 2003;

- ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте, Красноярск, 2005;

- конструкции из композиционных материалов, Пермь, 2006;

- проблемы и перспективы развития двигателестроения, Самара, 2006.

Результаты работы были представлены на промышленной

выставке ВДНХ СССР и вошли в комплект работ, удостоенных золотой медали, а соискатель степени удостоен бронзовой медали ВДНХ.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ. Получено 3 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения. Она содержит страниц машинописного текста (без приложений), 48 рисунков, 26 таблиц и список литературы из 236 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении даны краткое обоснование актуальности работы и её общая характеристика, сформулированы цель и задачи исследований, представлены предмет защиты и основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе показано, что применение в машиностроении труднообрабатываемых и специальных сталей и сплавов, ужесточение режимов резания и автоматизация обработки деталей предопределяют разработку новых и совершенствование существующих инструментальных материалов и инструментов из них. При этом режущая часть большинства осевых и сложнофасонных инструментов изготавливается из быстрорежущих сталей. Использование новых технологических приёмов в процессе изготовления режущей части инструмента из быстрорежущих сталей определяет качество инструментального материала и его эксплуатационные свойства. Рассмотрены различные методы упрочнения. Показано, что одним из способов повышения износостойкости режущей части инструмента из быстрорежущей стали может быть упрочнение ДМТО. Процесс упрочнения ДМТО основан на явлении сверхглубокого проникновения порошковых микрочастиц в металлы при взрывной обработке, которое было обнаружено С.М. Ушеренко в конце семидесятых годов прошлого века в Белорусском Республиканском Научно-производственном объединении Порошковой Металлургии. Порошковые материалы при подрыве кумулятивного заряда разгоняются до скоростей 1500-2000 м/с. При взаимодействии с заготовкой

микрочастицы размером до 63 мкм включительно проникают в неё на глубину до h/D < 102 - 104 и более (где h - глубина проникания, D -диаметр микрочастицы). На пути своего движения ударные волны и микрочастицы воздействуют на структуру материала, изменяя её в микрообластях, прилегающих к треку. В настоящей работе исследовано влияние ДМТО на структуру и свойства быстрорежущих сталей, используемых для изготовления осевого режущего инструмента, применяемого в авиационном машиностроении при резании труднообрабатываемых материалов.

Во второй главе изложены методики выполнения работ. При выполнении экспериментальных работ были использованы быстрорежущие стали марок Р6М5, Р6М5К5, Р9К5, Р9М4К8 с химическим составом по ГОСТ 19265 - 73, порошковая быстрорежущая сталь Р12МЗК8Ф2 - МП по ТУ 14-1-3647-83 и отливки из стали Р12МЗК8Ф2. Из этих сталей изготавливались образцы и

режущий инструмент для — г^— 3 4_ выполнения исследований.

/ \ \ J / / ДМТО выполняли с

ШШр < - \ ¿¡fear у использованием специальной

f ш со ' "ЛУ _ оснастки (Рисунок 1), соля-

ЯЬ ----^-Ё- ных ванн и камерных печей с

SB о~~ р?55 охлаждением в масле и на

I ЯП ft—JK воздухе. Микроструктуру

Ш ШШ -'-I1' сталей изучали при помощи

■яШ . 1 ; ' 1 1 ' 'f'^L . оптического микроскопа

Ж Ш^РТ i Jbr-—ïiJL МИМ - 8М и растрового

f ШШ _________электронного микроскопа

_\ 9 «Nanolab - 7» с исполь-

g^p--—зованием рентгеновской при-

-S " Jî>w —j—i^fli ставки EDS 860фирмы Link

System. Определение

остаточного аустенита

выполняли на дифрактометре ДРОН - ЗМ в FeKa монохроматизированном излучении при сравнении интегральных интенсивностей линий (111) аустенита и ( 110) мартенсита.

Прочность быетро-

1 - Гильза. 2 - Заряд. 3 - Детонатор. 4 - Кумулятивная линза с порошковым составом. 5 - Прокладка. 6 - Дистанционная втулка. 7 - Заготовки для ДМ. 8 - Контейнер с заготовками. 9 - Улавливающей контейнер.

Рисунок 1 - Схема и общий вид специальной оснастки.

режущих сталей при статическом изгибе (аи) определяли на разрывной машине в специальном приспособлении, а удельную работу разрушения (КС), микротвёрдость (Нп) и твёрдость (HRC) по стандартным методикам. Теплостойкость (красностойкость) определяли измерением твёрдости HRC после четырёхчасовой выдержки при различных температурах.

Обработка результатов исследований выполнялась с использованием статистических методов и программных средств Excel и MathCAD.

В третьей главе приведены результаты исследований структуры и свойств литых, порошковых и горячекатаных быстрорежущих сталей. Установлено, что ДМТО литой быстрорежущей стали Р12МЗК8Ф2 приводит к структурным изменениям (Рисунок 2,а - 2,е). Ледебуритная эвтектика исходной заготовки, располагающаяся по границам зёрен, под воздействием ДМ дробится, карбиды приобретают округлую форму и располагаются цепочками (Рисунок 2, д), наблюдается увеличение твёрдости на 3...4 HRC и микротвёрдости Н (Рисунок 3) при значительном разбросе их значений. Эта неоднородность не устраняется термообработкой. Однако ДМ уменьшает величину разброса HRC и На (Рисунок 3). Такие изменения структуры и свойств быстрорежущей стали могут быть связаны с интенсификацией диффузионных процессов, сопровождающихся округлением и уменьшением размеров карбидов эвтектики (Рисунок 2, е).

Теплостойкость отливок, подвергнутых ДМТО с увеличением температуры четырёхчасовой выдержки от 600 до 650 °С, уменьшается на 8...9 HRC, но в то же время превышает на 5...7 HRC теплостойкость (красностойкость) контрольных образцов (Рисунок 4).

Структура образцов из порошковой стали Р12МЗК8Ф2 - МГ1 в состоянии поставки характеризуется дисперсными вторичными карбидами, равномерно распределёнными в средне-дисперсном перлите (Рисунок 5, а). После закалки в такой стали сохраняется мелкое зерно с мелкодисперсными карбидами и минимальный балл карбидной неоднородности (Рисунок 5, б и в).

Из рисунка 6, в и д видно, что ДМТО обеспечивает повышение твёрдости стали по сравнению с контрольными образцами.

Это можно объяснить интенсивным образованием мартенсита отпуска без коагуляции вторичных карбидов (Рисунок 5. в), которая присутствовала в контрольных образцах, не подвергавшихся ДМТО.

Определение объёмного содержания основных фаз и структур-

б 400х г 400х е 400х

а - без закалки в исходном состоянии, б - ДМ в исходном состоянии, в - закалка с 1240 °С, г - ДМ + закалка 1240 °С, д- закалка с 1240 °С+ трёхкратный отпуск, е - ДМ +закалка с 1240 °С+ трёхкратный отпуск. Рисунок 2 - Микроструктура литой стали Р12Ф2К8МЗ:

ных составляющих по методу Глаголева и рентгеноструктурным методом позволяет установить, что ДМТО значительно увеличивает ' количество остаточного аустенита после закалки (Таблица 1). Последующее при отпуске превращение остаточного аустенита в мартенсит, в образцах, подвергнутых ДМТО, интенсифицируется, приводя к упрочнению материала. Размеры карбидов эвтектики в отливках позволили в отдельных случаях замерить их микротвёрдость и идентифицировать фазовый состав. Микротвёрдость 1670 кгс/мм2 имеют карбиды состава (\¥,Мо)С, 947... 1079 кгс/мм2 -промежуточные карбиды \У2С и Мо7С. 1145 кгс/мм2 - карбиды СпС?.

Микротвёрдость мартенсита у отливок, подвергнутых ДМ, на 138... 165 кгс/мм2 выше чем, у контрольных, что свидетельствует об упрочнении быстрорежущей стали (Рисунок 3). Анализ твёрдости показывает, что наибольшие её значения в исследованных образцах достигнуты при упрочнении ДМТО. В порошковой быстрорежущей

гу/'/Яуу

б

▲ - ДМТО; ■ - контрольные; а и б - закалка, в и г - закалка + отпуск при 725 °С; д и е - закалка + трехкратный отпуск при 560 °С.

Рисунок 3 - Твёрдос ть и микротвёрдость отливок из быстрорежущей стали Р12МЗК8Ф2 в зависимости от температуры закалки

стали Р12МЗК8Ф2 - МП, подвергнутой упрочнению ДМТО, твёрдость и микротвёрдость в зависимости от температуры закалки изменяются, аналогично их изменению в отливках.

Структура образцов из проката быстрорежущей стали Р6М5К5, подвергнутых ДМ, состоит из мартенсита, остаточного аустенита и

50350 400 450 500 550 600 650 700

Tom, °С - 4 час

а - Твёрдость HRC стали Р9М4К8 А, □ и стали Р6М5К5 А, ш после 4 -х часовой выдержке при температуре 645 °С, в зависимости от температуры закалки, трёхкратный отпуск при 560 сС. б - Твёрдость HRC отливок Д, □ из стали Р12МЗК8Ф2 и образцов из стали Р12МЗК8Ф2 - МП ■ в зависимости и температуры 4-х часовой выдержки, закалка от 1225 °С, трёхкратный отпуск при 560 °С. Рисунок 4 - Теплостойкость быстрорежущих сталей.

карбидов. Рентгеновской съёмкой на дифрактометре ДРОН - ЗМ установлено, что с увеличением температуры закалки количество остаточного аустенита изменяется, возрастая с 13% при закалке от температуры аустенизации 1160 °С до 29% при закалке от температуры аустенизации 1240 °С (Таблица 1). При отпуске процесс распада остаточного аустенита у образцов, подвергнутых ДМТО,

И Л»

* - • - : - - '

Ш: '>'гл ' V ' -

Шр/. > У; ЯЩЪ

ЗЙЖтааВй «¡ШчЗ.. •. < . *

а 400х б 800х в 800х

а - без закалки в состоянии поставки, б - закалка от 1240 °С + трёхкратный отпуск при 560 °С, в - ДМ + закалка от 1240 °С + трёхкратный отпуск при 560 °С.

Рисунок 5 - Микроструктура стали Р12МЗК8Ф2 - МП

несколько ускоряется (Таблица 1). При закалке от 1225 °С и однократном отпуске при температуре 560 °С сталь, подвергнутая ДМТО, имеет 13% остаточного аустенита, в то время как после стандартной обработки - 18%. Кроме того ДМТО стали Р6М5К5 после закалки от 1225 °С и трёхкратного отпуска при 560 °С приводит к увеличению параметра решетки мартенсита на Да = 0,00016 нм, что свидетельствует об увеличении содержания углерода в мартенсите на 0,025 %.

После закалки от температуры 1220 в стали Р6М5, подвергнутой ДМТО, на поверхности шлифа (Рисунок 7, а) хорошо просматриваются микроканалы в виде микропор с размерами в поперечном сечении около 0,5...1,5 мкм. В стали Р6М5К5 после закалки от температуры 1225 °С (Рисунок 7, б) в области, прилегающей к микроканалу, наблюдаются зоны, которые отличаются по травимости и химсоставу.

Съёмка на фотопластинку поверхности шлифа в характеристическом рентгеновском излучении, генерируемом скоплениями атомов соответствующих элементов под воздействием электронного пучка. позволяет видеть качественную картину распределения легирующих элементов (Рисунок 7, в, г, д, е) в виде белых точек. Каждая точка имеет размер 0,1 мкм и соответствует скоплению атомов определённого вида. Как можно видеть (Рисунок 7, в и е), в приканальной области наблюдается повышение концентрации вольфрама и ванадия и в несколько меньшей степени - молибдена (Рисунок 7, д). При этом хром (Рисунок 7, г) распределяется практически равномерно.

11ЯС нп

▲ - ДМГО; ■ - контрольные; а и б - закалка, в и г - закалка + отпуск при 725 °С; д и е - закалка + трехкратный отпуск при 560 °С.

Рисунок 6 - Твёрдость и микротвёрдость порошковой быстрорежущей стали Р12МЗК8Ф2 МГТ в зависимости от температуры закалки

Количественный анализ при помощи микроанализатора показывает, что в структуре стали, подвергнутой ДМТО, в зоне влияя-ния микроканалов наблюдаются области с повышенной легирован-

ностью (Рисунок 7).

Таким образом, ДМ способствует концентрации элементов вблизи треков микрочастиц, которые при своём движении в материале

основы создают поля напряжений и повышению плотность точечных

Таблица 1- Фазы и структурные составляющие (объёмные %) после ДМТО. _

Структурная Отливки и прутки из стали Р12МЗК8Ф2: закалка от

составляющая 1240 °С + трёхкратный отпуск при 560 °С по 1 часу

Вид Отливки Прутки из

обработки порошковой

стали

ТО ДМТО ТО ДМТО

Ледебуритная Закалка 25 10-15 - -

эвтектика Закалка + трёхкратный отпуск 20-25 10

Вторичные Закалка - - 40 40

карбиды Закалка + трехкратный отпуск 35 20

Остаточный Закалка 22 43 15 46

аустенит Закалка + трёхкратный отпуск 9 12 8 14

Прокат из стали Р6М5 К5: закалка от 1225 °С +

трёхкратный отпуск при 560 °С по 1 часу

Вид После Первый Второй Третий

обработки закалки отпуск отпуск отпуск

Закалка + 31 18 8 1 j

отпуск

Закалка + 29 ¡2,6 5,8 2,7

ДМ + отпуск

и линейных дефектов. Это способствует растворению легирующих элементов, повышению их концентрации в этих областях.

При исследовании механических свойств быстрорежущих сталей Р6М5К5 и Р9М4К8, было выявлено, что максимальную прочность приобретают образцы после ДМТО, закалки от 1200... 1225 °С и трёхкратного отпуска при температуре 580 °С. При этом, как и у контрольных образцов, с увеличением температуры закалки и снижением температуры отпуска прочность быстрорежущих сталей ои уменьшается (Рисунок 8, а и б). Прочность у образцов, подвергнутых ДМТО, и у контрольных существенно не отличается.

д е

а - сталь Р6М5 после ДМ и закалки от 1220°С (2ОООх.), б - приканальная зона в быстрорежущей стали Р6М5К5 после закалки от 1225 °С (2500х); в, г, д, е-её изображение в характеристическом рентгеновском излучении V/, Сг, Мо, V соответственно.

Рисунок 7 - Микроструктура быстрорежущей стали

Номер вида и режима обработки а

Номер вида и режима обработки

б

Горячее выдавливание (у = 0,75) + отжиг + закалка + ДМ СП СЫ + №) + трёхкраиный отпуск при Тотп= (1 - 540, 2 - 560, 3 - 580) °С по одному часу; горячее выдавливание при у = 0,75 (4) и \|/ = 0,84 (5) + отжиг + закалка + трёхкратный отпуск при Тотп = 560 °С по одному часу; закалка + ДМ (Т1 CN + N1) + трёхкратный отпуск при 560 °С по одному часу (6); закалка + трёхкратный отпуск при 560 °С по одному часу (7).

Рисунок. 8 - Зависимость прочности сталей Р9М4К8 (а) и Р6М5К5 (б) при статическом изгибе от температуры закалки, отпуска и вида обработки:

Аналогичная тенденция сохраняется при определении работы разрушения при испытаниях на ударный изгиб КС в зависимости от температуры закалки (Рисунок 9). С её ростом величина КС уменьшается. Исследование работоспособности режущего инструмента показывает, что ДМ с использованием порошковой смеси на основе карбонитрида тана позволяет повысить его износостойкость. Фрезы диаметром 8,5 мм из стали Р9К5 при фрезеровании пазов в деталях из жаропрочного сплава ХН68МВТЮК-ВД с охлаждением имели износостойкость в 1,3 раза большую контрольных. При сверлении титанового сплава ВТ 20 и нержавеющей стали 0Х18Н10Т без охлаждения свёрлами диаметром 4,05 и 4,15 достигнуто повышение износостойкости в 1,57 и в 1,49 раза соответственно.

Фрезы диаметром 10 и 14 мм, изготовленные с применением ДМТО порошковым составом № 3 (50 % ТСо^Н^ + 50 % №), показали повышение износостойкости на 47 и 70 % выше по сравнению с контрольными.

Исследование износостойкости, выполненное при работе

двумя группами эксперимегггальных резцов, изготовленных из сталей

КС-105,Дж/м2

КС-105, Дж/м2

1200 1215 1230 1245

т °с

1 зак, ^

Номер вида и режима Номер вида и режима

обработки обработки

а б

Закалка + ДМ (Тл С1Ч + №) + трёхкратные отпуск при Т = (1 - 540, 2 -560, 3 - 580) °С по одному часу; горячее выдавливание (ц/ = 0,75) + отжиг + трёхкратный отпуск при 560 °С по одному часу (4).

Рисунок 9 - Зависимость удельной работы разрушения сталей Р9М4К8 (а) и Р6М5К5 (б) при испытаниях на ударный изгиб от закалки, отпуска и вида обработки.

Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8, при точении сталей Х18Н10Т и 4Х4ВМФС, в диапазоне скоростей резания V от 10 до 110 м/мин с постоянными подачей s = 0,25 мм/об и глубиной резания t = 0,25мм показало, что ДМТО обеспечивает повышение износостойкости (Рисунок i 0).

Анализ графических зависимостей, представленных на рис. 10, показывает, что коэффициент скорости Су, характеризующий инструментальный материал, в зависимости стойкость-скорость у инструментов, изготовленных с применением упрочнения на 2,1 — 7,6 % выше, чем у контрольных.

Таким образом, можно утверждать, что ДМТО быстрорежущих сталей порошковым составом № 3 приводит к повышению эксплуатационных свойств инструмента из быстрорежущих сталей и повышению производительности труда при обработке деталей агрегатов и узлов из труднообрабатываемых конструкционных материалов, применяемых в авиационном машиностроении.

В четвёртой главе обоснована возможность и перспективность изготовления концевого режущего инструмента с применением ДМТО и представлены результаты разработки технологического процесса и

Т, мин 50 40 30 20

10

—ч

f0

ж

1

'Л '

Л\\

Ntín

10 20 30 50 70 40 50 60 70 90 100 10 20 30 40 50 60

V, м/мин

а б в

а, в - Х18Н10Т; б - 4Х4ВМФС ; с упрочнением

ДМТО - (▼ - ДМ + Зак. + Отп.; ■, А - Зак.+ ДМ + Отп.); без упрочнения - о, Д; материал режущей части: Р6М5К5 - о , •; Р9М4К8 - □,■; Р9К5 - Д, А,Т.

Рисунок 10 - Зависимость износостойкости резцов, подвергнутых ДМТО, от скорости резания:

его экономическое обоснование.

Анализ применяемости концевого режущего инструмента из быстрорежущих сталей в зависимости от диаметра режущей части и структуры его потребления показывает, что наибольшее его количество приходится на инструмент с диаметром режущей части до 30 мм, а в структуре потребления до 62% составляют свёрла, зенкеры, развёртки и фрезы. При этом до 68% из них изготавливают сваркой режущей части с хвостовиком. В процессе ДМ сварных заготовок происходит разрушение значительной их части по сварному соединению. Поэтому было предложено два варианта технологического процесса изготовления режущего инструмента. Один - изготовление инструмента с хвостовиком из быстрорежущей стали. Другой - сварной вариант, в котором режущую часть после упрочнения ДМТО сваривают с хвостовиком из конструкционной стали. В первом случае технологический процесс строят таким образом, что в процессе ДМТО вначале на заготовки из быстрорежу-

жущей стали воздействуют высокоскоростным потоком рабочего вещества (порошковым составом), а затем выполняют закалку и отпуск дисперсионного твердения. Таким образом изготавливают преимущественно инструмент диаметром до 10 - 15 мм (свёрла, зенкеры, развёртки, фрезы, резцовые вставки). Во втором случае изготавливают преимущественно инструмент диаметром до 30 мм. Технологический процесс строят таким образом: сначала выполняют закалку и низкий отпуск заготовок из быстрорежущей стали, затем осуществляют воздействие на заготовки высокоскоростным потоком порошкового состава предусмотренным технологическим процессом, например № 3, после этого подготавливают заготовки режущей части из быстрорежущей стали хвостовика из конструкционной стали (сталь 45 и 40Х) под диффузионную сварку, выполняют последнюю, и непосредственно после сварки осуществляют отпуск дисперсионного твердения.

Инструменты, по изложенным выше технологическим процессам с использованием ДМТО, были изготовлены на ряде предприятий и внедрены в производство. По результатам внедрения выполнено технико-экономическое обоснование процесса, свидетельствующее о его перспективности. Использование инструмента, изготовленного с применением ДМТО, позволяет снизить производственные затраты на инструмент на 23 - 31%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Предложено решение задачи повышения работоспособности концевого режущего инструмента (свёрл, зенкеров, развёрток, концевых фрез и др.) из быстрорежущих сталей за счёт упрочнения заготовок режущей части динамическим микролегированием порошковыми материалами в совокупности с последующей термической обработкой (способом ДМТО).

2 Оптической металлографией структуры быстрорежущей стали после обработки ДМТО выявлено, что в ней происходят структурные изменения, в результате которых у литых сталей изменяется характер распределения первичных карбидов по границам зерен, повышается микротвёрдость твёрдого раствора зерна и практически не изменяется номер аустенитного зерна.

3. Методами электронной микроскопии выявлено, что в быстрорежущей стали после упрочнения ДМТО наблюдается перераспределение карбидообразующих легирующих элементов

Сг, Мо, V) и увеличение их концентрации в областях, примыкающих к трекам движения микрочастиц.

4. Определено, что упрочнение быстрорежущей стали способом ДМТО приводит к увеличению микроискажений в её кристаллической решётке и к интенсификации распада остаточного аустенита при отпуске дисперсионного твердения. При этом показано, что после третьего отпуска содержание остаточного аустенита в стали снижается до 2,7%.

5. Стали, подвергнутые ДМТО, приобретают повышенную, по сравнению со стандартной обработкой, твёрдость и теплостойкость, сохранная при этом высокую прочность и удельную работу разрушения при ударном изгибе.

6. На основании экспериментальных исследований режущих свойств инструмента в лабораторных и производственных условиях установлено, что его работоспособность (износостойкость) повышается в 1,2-1,6 раза. Показано, что ДМТО порошковым составом на основе карбонитрида титана ('ПСо^^о^) даёт наилучшие результаты.

7. По результатам выполненных исследований разработан новый технологический процесс изготовления осевого режущего инструмента с использованием упрочнения ДМТО заготовок его режущей части из быстрорежущей стали.

8. Результаты выполненных исследований апробированы на ряде предприятий авиационной промышленности и нашли практическое применение.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Киреев В.П. Упрочнение высокоскоростной струёй рабочего вещества инструмента для резания труднообрабатываемых материалов [Текст] / В.П. Киреев, С.М. Ушеренко, В.А. Шилкин, Г.Р. Маёров // Высокоэнергетические процессы получения композиции-онных и порошковых изделий, материалов, и покрытий. - Минск: Вышэйшая школа, 1989. - С.20-22.

2 Киреев В.П. Повышение качества режущего инструмента взрывным легированием порошковыми материалами [Текст] / В.П. Киреев, Г.Р. Маёров, С.М. Ушеренко // Вопросы авиационной науки и техники. Сер. Технология авиационного двигателестроения, выпуск 2. -М.: НИИД, 1989. С.49-56.

3 Киреев В.П. О проникновении микрочастиц при взрывном

легировании порошковыми материалами [Текст] / А.Н. Бекренёв, В.П. Киреев, Г.Р. Маёров, С.М. Ушереико // Физика прочности и пластичности металлов и сплавов Тезисы докладов XIII Международной конференции. - Самара: СПТИ, 1992. - С.280.

4 Киреев В.П. Структура быстрорежущей стали, подвергнутой динамическому микролегированию [Текст] / А.Н. Бекренёв, В.П. Киреев, Г.Р.Маёров, С.М.Ушеренко // Физика прочности и пластичности металлов и сплавов Тезисы докладов XIII Международной конференции. - Самара: СПТИ, 1992. -С.281.

5 Киреев В.П. Повышение износостойкости режущего инструмента для обработки объёмно-закалённых рельсов высокоскоростным потоком микрочастиц [Текст] / В.П. Киреев // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: материалы всероссийской научно-технической конференции с международным участием: В 2 томах. Т. 1 / Отв. ред. В.П. Суров. -Красноярск: Гротеск, 2005. - С. 286-288.

6 Киреев В.П. Повышение износостойкости быстрорежущего инструмента динамическим микролегированием для обработки деталей железнодорожного транспорта [Текст] / В.Н. Самохвалов, В.П. Киреев // Вклад учёных вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте: Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции. - Самара: СамГАПС, 2003. - С. 32-33.

7 Киреев В.П. Повышение надёжности инструмента при обработке рельсов и деталей подвижного состава динамическим микролегированием [Текст] / В.П. Киреев, В.Н. Самохвалов, г,р, Маёров // Актуальные проблемы развития транспортных систем Российской Федерации: сборник научных трудов. - Самара: СамГАПС, 2005.-С36-39.

8 Киреев В.П. Применение порошковых материалов при динамическом микролегировании режущей части инструмента из быстрорежущей стали [Текст] / А.П.Амосов, В.П. Киреев // Конструкции из композиционных материалов: Межотраслевой научно-технический журнал, выпуск 4. - М., 2006. - С.100-103.

9 Киреев В.П. Упрочнение динамическим микролегированием режущей части инструмента из быстрорежущей стали для обработки деталей авиадвигателей [Текст] / А.П. Амосов, В.П. Киреев // Проблемы и перспективы развития двигателестроения / Материалы докладов междунар. науч.-техн. конф. 21-23 июня 2006 г. - Самара: СГАУ, 2006. - В 2 Ч. Ч. 1. - С.57-59.

10 КиреевВ.П. Упрочнение динамическим микролегированием режущей части инструмента из быстрорежущей стали для обработки деталей авиадвигателей [Текст] / А.П. Амосов, В.П. Киреев // Вестник Самарского Государственного Аэрокосмического Университета им. С.П. Королёва. -2006. - № 2 (10). 4.1. - С. 132-135.

11 Киреев В.П. Износостойкость инструмента из быстрорежущих сталей при их изготовлении с применением динамического микролегирования [Текст] / А.П. Амосов, В.П. Киреев, Г.Р. Маёров // Вестник Самарского Государственного Технического Университета. Сер. Техн. науки. - 2006. - Вып. 41. - С. 115-122.

12 Киреев В.П. Структура и свойства быстрорежущих сталей при упрочнении динамическим микролегированием [Текст] / В.П. Киреев, Г.Р. Маёров, С.М. Ушеренко // Самара: Вестник Самарского Государственного Технического Университета. Сер. Техн. науки. -2007,-№2 (20) - С.99 - 110.

13 A.c. 735022 СССР, МКИ2С21Д 9/22. Способ термомеханической обработки инструмента [Текст] / Г.Р. Маёров, А.Н. Бекренёв, И.Л. Шитарев, В.П. Киреев, В.А. Мамаев (СССР) - № 2597439/22 - 02; заявл. 03.04.78.

14 A.c. 1174173 СССР, МКИ 4 В 23 В 51/00. Способ изготовления режущего инструмента [Текст] / Г.Р. Маёров, В.П. Киреев, B.C. Мурас, В.В. Губарев (СССР). - № 3651329/25 - 08; - заявл. 11. 10. 83; олубл.23.08.85, Бюл. №31. -2 с.

15 A.c. 810837 СССР, МКИ 3 С 21 D 8/00. Способ изготовления режущего инструмента [Текст] / Г.Р. Маёров, В.М. Курчаткин, В.В. Болдов, В.П. Киреев, В.Г. Уланов (СССР). - № 2756038/22 - 02; заявл. 17.04.79, опубл. 07.03.81, Бюл. № 9. -2 с.

Автореферат отпечатан с разрешения диссертационного совета Д 212..217.02 ГОУВПО Самарский государственный технический университет (протокол № 1 от 20.05.2009)

Заказ № 439 Тираж 100 экз

Отпечатано на ризографе. ГОУВПО Самарский государственный технический университет Отдел типографии и оперативной полиграфии 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

ВВЕДЕНИЕ.,.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Быстрорежущие сталщ их механические и эксплуатационные свойства:.—.

1.2 Методы повышения эксплуатационных свойств инструментов из быстрорежущих сталей.•.20; 1.2.1 Поверхностные методы.20 ■

1.2.2 Объёмное упрочнение инструмента из быстрорежущей стали.

1.2.3 Термомеханическая обработка сталей и сплавов.:.

1.3 Свойства материалов при ударно-волновой обработке.33 =

1.4 Возможности проникновения микрочастиц в материалы при импульсных воздействиях.'.:.39"

1.4.1 Модельные представления об аномально-глубоком проникновении микрочастиц в преграду с точки зрения образования и развития трещины.".

1.4.2 Аномально-глубокое проникновение микрочастиц в преграду из условия перераспределения энергии и гидродинамического течения материала преграды.'.

1.4.3 Проникновение микрочастиц переносом на фронте ударной волны:.

1.4.3 Аномально-глубокое проникновение микрочастиц с позиции бародиффузии.

1.4.5 Проникновение микрочастиц в преграду при фазовых ' ' f переходах.

1.4.6 Другие представления об аномально-глубоком проникновении < микрочастиц в преграду.

1.4.7 Структурные изменения в материалах при динамическом микролегировании.

1.4.8 Свойства материалов, подвергнутых динамическому микролегированию.

1.5 Выводы и задачи исследований.

2 МЕТОДИКИ И ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Материалы и образцы.

2.1.1 Быстрорежущие стали и образцы из них, использованные при выполнении исследований.

2.1.2 Материалы и образцы для исследования режущих свойств инструментов.

2.1.3 Порошковые материалы и составы, применяемые при динамическом микролегировании.

2.2 Динамическое микролегирование.

2.2.1 Ускорители для метания со сверхвысокими скоростями.

2.2.2 Устройство для реализации процесса динамического микролегирования.

2.3 Металлографические исследования структуры сталей.

2.3.1 Приготовление шлифов для металлографических, рентгеноструктурных и электроннооптических исследований.

2.3.2 Оптическая металлография.

2.3.3 Рентгеноструктурные исследования.

2.3.4 Электроннооптические исследования.

2.4 Механические свойства.

2.4.1 Исследование твёрдости, микротвёрдости и теплостойкости (красностойкости).

2.4.2 Определение прочности при статическом изгибе.

2.4.3 Определение удельной работы разрушения.

2.5 Методика исследования режущих свойств.

2.5.1 Оборудование.

2.5.2 Режущий;инструмент.

2.5.3 Статистическая;отработка результатов эксперимента.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ В ЛИЯНИЯй ДИНАМИЧЕСКОГО^ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ В СОВОКУПНОСТИ С ТЕРМООБРАБОТКОЙ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ.

3:1s Исследование структуры.100*

3:2' Исследование механических свойств..

3'4 Изучение' режущих свойств, инструмента,

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕО>ИРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУ ЩЕГО ИНСТРУ MEI1ТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИНАМИЧЕСКОГО МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ В СОВОКУПНОСТИ С ТЕРМИЧЕСКОЙОБРАБОТКОЙ;.:.150 *

4.1 Анализ номенклатуры режущего;инструмента..

4.2 Технология изготовления режущего инструмента;.:. 154:

4.3 Экономическая эффективность технологического п]роцесса.165!

Актуальность темы. Интенсификация производства, его эффективность и производительность механической обработки в значительной мере зависят от применяемого режущего инструмента. Основная масса концевых режущих инструментов (свёрл, зенкеров, развёрток, концевых фрез и т.д.), используемых при формировании отверстий и контурной обработке, изготавливаются из быстрорежущих сталей. Опыт механообработки показывает, что работоспособность инструмента определяется не только условиями обработки и обрабатываемыми материалами, но и свойствами инструментального материала, которые в значительной степени зависят от состояния структуры и тонкой структуры (субструктуры) быстрорежущих сталей, применяемых для изготовления режущего инструмента. Одной из.задач материаловедения является поиск и создание таких структурных состояний, которые обеспечивают высокий уровень показателей работоспособности режущего инструмента, его износостойкости, теплостойкости (красностойкости), долговечности. Улучшение качества режущего инструмента за счёт повышения легированности приводит к удорожанию быстрорежущих сталей и инструмента, что настоятельно требует изыскания способов изготовления режущей части последнего, обеспечивающих повышение его режущих свойств. В этой связи перспективны новые, методы обработки, воздействующие на структуру и субструктуру материала. Широко применяемые быстрорежущие стали марок Р18, Р9К5, Р6М5, Р6М5К5, Р9М4К8 и некоторые другие, несмотря на высокую работоспособность, не всегда обеспечивают необходимую производительность и износостойкость, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов. Поэтому повышение эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей за счёт изменения их структуры и разработка на этой основе режущих инструментов с повышенной износостойкостью и производительностью имеет первостепенное значение и является актуальной задачей для материаловедения и инструментального производства.

В этом направлении изыскиваются резервы в новых методах обработки при изготовлении инструмента и в разработке эффективных технологических процессов получения заготовок его режущей части. Весьма перспективным представляется способ объёмного (до 40 мм в глубину от поверхности) упрочнения заготовок из быстрорежущих сталей динамическим (взрывным) микролегированием (ДМ) порошковыми материалами в совокупности с термической обработкой — ДМТО.

Настоящая работа направлена на разработку способа повышения эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей и режущего инструмента из них с использованием упрочнения заготовок его режущей части ДМТО.

Цель работы.,Изучениезакономерностей влияния ДМТО на. физико-механические свойства и структуру быстрорежущей стали, изучение режущих свойств (износостойкости): инструмента1 из быстрорежущей стали и разработка, на основе этого, технологического процесса изготовления режущего инструмента, обеспечивающего повышение его основных свойств и экономию материала.

Для достижения этой цели в работе необходимо было решить следующие основные задачи:

- разработка и изготовление оснастки и образцов для выполнения экспериментальных исследований, изготовление опытных образцов инструмента,

- исследование структуры быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМ порошковыми материалами в совокупности с ТО; ,

- изучение физико-механических свойств быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМТО в зависимости от режимов термообработки, ,

- разработка технологического процесса изготовления режущего инструмента с использованием упрочнения ДМТО,

- исследование режущих свойств инструментов с режущей частью из быстрорежущей стали, подвергнутой упрочнению ДМТО.

Положения, представляемые к защите. а) Результаты изучения влияния ДМТО на структуру и свойства заготовок режущего инструмента из быстрорежущих сталей. б) Результаты изучения физико-механических свойств быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМТО- в зависимости от режимов термообработки. в) Технология изготовления осевого режущего инструмента с применением-упрочнения его режущей части ДМТО. г) Результаты исследования режущих свойств (износостойкости) инструментов, режущая часть которых изготовлена с применением ДМТО.

Научная новизна работы. Установлено влияние ДМТО на физико-механические свойства, структуру быстрорежущих сталей и их износостойкость. Металлографическими исследованиями выявлено, что при сверхглубоком проникновении микрочастиц в быстрорежущую сталь в её структуре происходят процессы локального перераспределения легирующих элементов. Выявлено влияние ДМТО на структурные и фазовые превращения, происходящие в стали. Разработан метод повышения эксплуатационных свойств быстрорежущей' стали. На основе выполненных исследований разработан процесс изготовления концевого режущего инструмента.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработаны научно обоснованные технологические режимы процесса упрочнения заготовок из быстрорежущих сталей ДТМО, что позволяет изготавливать концевой режущий инструмент диаметром 4-27 мм, обладающий высокими эксплуатационными свойствами. Изготовлены опытные и опытно-промышленные партии инструмента (свёрл, зенкеров, развёрток, фрез) и выполнены исследования их режущих свойств в производственных условиях.

Результаты работы использованы при изготовлении режущего инструмента на КМПО «Металлист», в МГМП «Динатех» Чапаевский «Филиал» и в. ЗАО НПП «АвиТИ-Технология», г Самара. Применение ДМТО позволяет снизить производственные затраты на инструмент на 23.31%.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях:

- физика прочности и пластичности металлов и сплавов, Самара, 1992;

- вклад учёных вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте, Самара, 2003;

- ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте, Красноярск, 2005;

- конструкции из композиционных материалов, Пермь, 2006

- проблемы и перспективы развития двигателестроения, Самара, 2006.

Результаты работы были представлены на промышленной выставке

ВДНХ и вошли в комплекс работ, удостоенных золотой медали, а соискатель степени удостоен бронзовой медали ВДНХ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ. Получено 3 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения. Она содержит 202 страницы машинописного текста без приложений, 48 рисунков, 26 таблиц и список литературы из 236 источников.

1.5 Выводы и задачи исследований

В результате изучения и анализа использованных источников можно сделать следующие выводы.

1 Эксплуатационные свойства режущего инструмента и, в частности, его износостойкость (величина периода стойкости), зависят от структурного и физико-механического состояния материала режущей части.

2 Повышению механических и эксплуатационных свойств способствуют различные методы поверхностного и объёмного упрочнения, быстрорежущих сталей. Однако поверхностные методы ограничивают количество переточек режущей части, а ряд объёмных методов, например магнитная обработка, не обладают стабильностью.

3 Среди объёмных методов для упрочнения режущей части инструмента применительно к быстрорежущим сталям перспективным и наименее изученным является упрочнение ДМ, основанное на проникновении легирующих микрочастиц в объём заготовок режущей части инструмента на большие глубины, в совокупности с ТО. Однако в литературных источниках обсуждаются вопросы, связанные с проникновением микрочастиц в металлические преграды и множество различных моделей проникновения в них микрочастиц, но ни одна модель не описывает всей совокупности сложных процессов, протекающих в процессе ДМ микрочастицами порошков. Это говорит о том, что вопросам упрочнения быстрорежущих сталей ДМ в совокупности с ТО практически не уделялось внимания.

4 Использование новых технологических приёмов в процессе изготовления режущей части инструмента из быстрорежущих сталей определяет качество инструментального материала, изготовленного из него инструмента и его эксплуатационные свойства. Установлено, что перспективным способом повышения свойств быстрорежущих сталей, а, следовательно, износостойкости инструмента, изготовленного из них, может быть упрочнение ДМ в совокупности с ТО (ДМТО).

В связи вышеизложенным, в работе поставлена цель — изучить влияние ДМТО на физико-механические свойства, структуру быстрорежущих сталей и на период стойкости (режущие свойства) инструмента, изготовленного из них; разработать на этой основе технологический процесс изготовления режущего инструмента, обеспечивающий повышение его основных эксплуатационных свойств и экономию быстрорежущих сталей.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие основные задачи: разработать и изготовить оснастку для выполнения экспериментальных исследований, изготовить опытные образцы инструмента для исследования его режущих свойств в лабораторных и производственных условиях; выполнить исследование структуры быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМ порошковыми материалами в совокупности с ТО; выполнить исследования физико-механических свойств быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМТО в зависимости от режимов термообработки, разработать технологический процесс изготовления режущего инструмента для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов с использованием упрочнения ДМТО;

- исследовать режущие свойства инструмента с режущей частью из быстрорежущих сталей, подвергнутых ДМТО.

2 МЕТОДИКИ И ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПРИ

ВЫПОЛНЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы и образцы

2.1.1 Быстрорежущие стали и образцы из них, использованные при выполнении исследований

При выполнении экспериментальных работ были использованы применяемые в машиностроении для изготовления режущего инструмента быстрорежущие стали, относящиеся к ледебуритному классу, марок Р6М5, Р6М5К5, Р9К5, Р9М4К8, с химическим составом по ГОСТ 19265 - 73 и марки Р12МЗК8Ф2 - МП с химическим составом по ТУ 14 - 1 - 3647 - 83. Кроме того, для получения образцов с литой структурой прутки из стали Р12МЗК8Ф2 по ТУ-1- 691-. 73 переплавляли в индукционной печи с защитной атмосферой из аргона и расплав разливали в керамические формы диаметром 88 мм. Химический состав сталей представлен в таблице 2.1. Отливки подвергали изотермическому отжигу при 850 °С с выдержкой 3 часа, затем охлаждали до 720 °С и выдерживали при этой температуре 4 часа, после чего до 500 °С охлаждали вместе с печью, а затем на воздухе. Обезуглероженный слой удаляли механической обработкой. Затем из отливок вырезали образцы для исследований размером 8x8x20мм, представленные на рисунке 2.1 а. Образцы из порошковой быстрорежущей стали Р12МЗК8Ф2-МП изготавливали из катаных прутков диаметром 35 мм в состоянии поставки (НВ 255.285). Образцы для определения механических свойств и металлографических исследований изготавливали из сортового проката быстрорежущих сталей диаметром 30 мм. Для определения прочности при статическом изгибе изготавливали образцы диаметром 4 мм и длиной 50 мм, эскиз которого представлен на рисунке 2.1 б. Часть образцов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные в данной диссертации вопросы упрочнения ДМТО инструментов с режущей частью из быстрорежущих сталей являются новым этапом в развитии технологии изготовления свёрл, зенкеров, развёрток и концевых фрез для обработки деталей из материалов V - XIII групп обрабатываемости. В процессе выполнения работы получены следующие основные результаты и выводы.

1 Предложено решение задачи повышения работоспособности концевого режущего инструмента (свёрл, зенкеров, развёрток, концевых фрез и др.) из быстрорежущих сталей за счёт упрочнения заготовок режущей части динамическим микролегированием порошковыми материалами в совокупности с последующей термической обработкой (способом. ДМТО).

2 Оптической металлографией структуры быстрорежущей стали после обработки ДМТО выявлено, что в ней происходят структурные изменения, в . результате которых у литых сталей изменяется характер распределения первичных карбидов по границам зерен, повышается микротвёрдость твёрдого раствора зерна и практически не изменяется номер аустенитного зерна.

3 Методами электронной микроскопии выявлено, что в быстрорежущей стали, после упрочнения ДМТО, наблюдается перераспределение карбидообразующих легирующих элементов (W, Сг, Мо, V) и увеличение их концентрации в областях, примыкающих к трекам движения микрочастиц.

4. Определено, что упрочнение быстрорежущей стали способом ДМТО, приводит к увеличению микроискажений в её кристаллической решётке и к интенсификации распада остаточного аустенита при отпуске дисперсионного твердения. При этом показано, что после третьего отпуска содержание остаточного аустенита в стали снижается до 2,7%.

5. Стали, подвергнутые ДМТО, приобретают повышенную, по сравнению со стандартной обработкой, твёрдость и теплостойкость, сохранная при этом высокую прочность и удельную работу разрушения при ударном изгибе.

6. На основании экспериментальных исследований режущих свойств инструмента в лабораторных и производственных условиях установлено, что его работоспособность (износостойкость) повышается в 1,2-1,6 раза. Показано, что ДМТО порошковым составом на основе карбонитрида титана (TiCo,5N0i5) даёт наилучшие результаты.

7. По результатам выполненных исследований разработан новый технологический процесс изготовления осевого режущего инструмента с использованием упрочнения ДМТО заготовок его режущей части из быстрорежущей стали.

8. Результаты выполненных исследований апробированы на ряде предприятий авиационной промышленности и нашли практическое применение. При этом показано, что применение ДМТО позволяет снизить производственные затраты на инструмент на 23 — 31%.

Таким образом, упрочнение с использованием ДМТО ребжущей части быстрорежущего инструмента является эффективным средством повышения его работоспособности и экономичности.

1. Мокрицкий Б.Я., Мокрицкая Е.Б. К вопросу об управлении работоспособностью металлорежущего инструмента // Вестник машиностроения, 1998, №12. С. 40-47.

2. Жигалко Н.И., Киселёв В.В. Проектирование и производство режущих инструментов Под ред. П.И. Ящерицина. Минск: Вышейшая школа, 1975.-400с.

3. Клячко Л.И., Самойлов И.С. Современные тенденции применения безвольфрамовых инструментальных материалов. Н.5. — М.: НИИМаш, 1981. 56с.

4. Новый политехнический словарь / Гл. ред. А.Ю. Илюшинский. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 2000. — 671 с.

5. Скрынченко Ю.М., Поздняк Л.А. Работоспособность и свойства инструментальных сталей. Киев: Нукова думка, 1979. — 168с.

6. ГОСТ 18295 72 Обработка упрчняющая. Термины и определения. Введ. 01. 04. 73. — М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам: Изд - во стандартов, 1980 - IV, 8 с.

7. Материаловедение: Учебник для вузов / Под общей ред. Б.Н.Арзамасова. 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.

8. ГОСТ 25751 83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий. Введ. 01 - 07 - 84. - М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам: Изд — во стандартов, 1990 — IV, 25 с.

9. Геллер Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер, 5-е изд. М.: Металлургия, 1983. - 527 с.

10. Кривоухов В.А., Чубаров А.Д. Обработка резанием титановых сплавов / В.А. Кривоухов, А.Д. Чубаров. -М.: Машиностроение, 1970. -180 с.

11. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания / А.Д. Макаров М.: Машиностроение, 1976. - 278 с. и ил.

12. Гуляев А.П. Инструментальные стали. Справочник. — М.: Машиностроение, 1975. С. 235-239.

13. Северденко В.П., Мурас B.C., Суходрев Э.Ш. Горячее гидродинамическое выдавливание режущего инструмента. Минск: Наука и техника, 1974. -256 с.

14. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов / И.Л. Перлин, Л.Х. Райтбарг. 2-е изд. - М.: Металлургия, 1975. - 448 с.

15. Артингер И. Инструментальные стали и их термическая обработка. Справочник. М.: Металлургия, 1982. — 312 с.

16. Гуляев А.П. Свойства и термическая обработка быстрорежущей стали. / А.П. Гуляев. М.: Машгиз, 1939. - 230 с.

17. Гуляев А.П. Теория быстрорежущей стали / А.П. Гуляев // Металловедение и термическая обработка металлов, 1998, №11. С.27 - 32.

18. Кремнев Л.С., Бросрём В.А. Теплостойкость инструментальных сталей / Л.С. Кремнев, В.А. Брострём // Металловедение и термическая обработка металлов, 1973, № 5 (3). — С.46 -51.

19. Кремнев Л.С. Об оптимизации содержания углерода в быстрорежущих сталях / Л.С. Кремнев , A.M. Адаскин, Ю.А. Геллер // Металловедение и термическая обработка металлов, 1970, №1.- С. 25 31.

20. Кремнев Л.С Влияние малых количеств титана и азота в быстрорежущей стали / Л.С. Кремнев, Ю.А. Геллер // Известия вузов. Чёрная металлургия, 1961, № 9. С. 129 - 137.

21. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. — 344 с.

22. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. / А.Н. Резников. М.: Машиностроение, 1981. — 279 с.

23. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. -М.: Металлургия, 1983. 352 с.

24. Коссович Г.А., Геллер Ю.А. Структура и свойства быстрорежущих сталей легированных молибденом // Станки и инструмент. 1979. - № 5. - С. 15-17.

25. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. — М.: Оборонгиз, 1962. с.

26. Геллер Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер, 3 — изд.- М.: Металлургия, 1968. 568с.

27. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1982.-320с.

28. Вульф A.M. Резание металлов. Изд. 2-е. Л.: Машиностроение (Ленинградское отделение), 1973. - 490 с.

29. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов. / Макаров А.Д., Мухин B.C., Шустер Л.Ш., Учебное пособие. Уфа, 1974. 372 с.

30. Аваков А.А. Физические основы теорий стойкости режущих инструментов. М.: Машгиз, 1960. -308 с.

31. Бетанели А.И. Прочность и надёжность режущего инструмента -Тбилиси: Сабчота сакартвело, 1973. — 172 с.

32. Обработка резанием высокопрочных, коррозионностойких и жаропрочных сталей / П.Г. Петруха, А.Д. Чубаров, Г.А. Стерлин и др.; Под ред. П.Г. Петрухи. М.: Машиностроение, 1980. - 167 с.

33. Строшков А.Н., Теслер Ш.Л, Шабашов С.П. и др. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом. М.: Машиностроение, 1977. - 140с.

34. Гуляев А.П., Фадюшина М.Н. Красностойкость быстрорежущей стали // Методика и практика металлографического исследования инструментальной стали: сб. раб. металлограф, лаб. ВНИИ / Под науч. ред Е.И Малинкиной. М.: МАШГИЗ, 1961. - С. 70 - 75.

35. Гуляев А.П. Металловедение. — 5-е изд., перераб. М.: металлургия, 1978. - 647 с.

36. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, Н.Д.Юдина и др.; Под общ. ред. В.И. Баранникова. — М.: Машиностроение, 1990. — 400 с.

37. Горовой А.П., Черкасов П.М. Особенности ионного азотирования быстрорежущих сталей в условиях двухступенчатого вакуумно-дугового разряда // Производство. Технология. Экология: Сборник трудов конференции. М.: МГТУ «СТАНКИН», 2003. - С. 471 - 472.

38. Нанесение износостойких покрытий на быстрорежущий инструмент / Под ред. Ю.Н. Внукова. Киев: Техника, 1992. - 144 с.

39. Григорьев С.Н., Метель А.С. Модификация поверхности тлеющим разрядом с электростатическим удержанием электронов. Учебное пособие. М.: МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2007. 452 с.

40. Григорьев С.Н., Воронин Н.А. Технология вакуумно-плазменной обработки инструмента и деталей машин. Учебник. — М.: «Янус-К», ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», 2005. 508 с.

41. Григорьев С.Н., Волосова М.А. Нанесение покрытий и поверхностная модификация инструмента. Учебное пособие. М.: ИЦ МГТУ «Станкин» , Янус-К, 2007. - 324 с.

42. Химико-термомеханическое упрочнение быстрорежущих сталей / В.В. Липинский, B.C. Мурас, О.В. Паранюшкин, С.П. Ткачёв //

43. Металловедение и термическая обработка металлов. 1983. - №12. - С. 47 -49.

44. Миркин Л.И., Пилипецкий Н.Ф. Упрочнение сталей при воздействии светевого луча лазера // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1966.- № 4. — С. 70 72.

45. Миркин Л.И., Пилипецкий Н.Ф. Упрочнение быстрорежущей стали при воздействии светового луча // Известия вузов. Чёрная металлургия. — 1968.-№ 11.-С. 124-125.

46. Миркин^ Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера. М.: изд - во МГУ, 1975. - 384 с.

47. Пинахтин A.M., Гончаров В.М., Пинахтин Н.А. Износостойкость режущих инструментов и быстрорежущей стали после лазерно-лучевой обработки // Безизносность. 1998. - № 5. - С 80 - 90.

48. Федосов С .А. Влияние лазерной обработки на содержание остаточного аустенита в углеродистых и хромистых сталях // Физика и химия обработки материалов. — 1990. № 5. — С. 18 - 22.

49. Федосов С.А. Стабильность остаточного аустенита после лазерной обработки сталей // Физика и химия обработки материалов. 1991. - № 3 . С 141 - 142.

50. Федосов С.А. Рентгенографический анализ субструктуры остаточного аустенита в сталях после лазерной обработки // Физика и химия обработки материалов. — 1991. № 6. - С. 92 — 100.

51. Криштал М.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера / М.А. Криштал, А.А. Жуков, А.Н. Кокора. М.: Металлургия, 1973. — 192 с.

52. Коваленко B.C. Обработка материалов импульсным излучением лазеров, Киев: Вища школа, 1977. — 144 с.

53. Халлач И.С., Гончаров В.М. Влияние частоты следования импульсов при лучевой обработке на стойкость инструмента избыстрорежущей стали // Новые материалы и технологии термической обработки металлов. Киев: 1985. — С. 31 — 32.

54. Смольников А.Е., Коссович Г.А. Об обработке режущего инструмента холодом // Металловедение и термическая обработка металлов.-1980.-№10.- С. 5-7.

55. Жмудь Е.С. Повышение качества готового инструмента охлаждением в жидком азоте // Электронная техника. Серия 1: Электроника СВЧ.-1975.-Вып. 1.-С. 110-111.

56. Кухарчик А.П. Повышение стойкости свёрл // Машиностроитель. — 1978.-.№ 3-С. 31-34.

57. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: Учебник. — Изд. 3-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1978. - 392 с.

58. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение машиностроительных материалов: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1994.-496 с.

59. Гуляев А.П. Обработка быстрорежущей стали холодом // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1980. № 10. — С. 2 — 3.

60. ЛахтинЮ.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990. 527с.

61. Weiner Charles A bond approach to tool costs. Tooling and Product. -1960. - 2 b. - № 9. - p. 45-46.

62. Погодина-Алексеева K.M., Кремлёв E.M. Ультразвуковая обработка стали // Металловедение и термическая обработка металлов. -1966.-% 9.-С. 7-9.

63. Кремлёв Е.М., Архангельский Исследование влияния ультразвуковых колебаний на остаточные напряжения // Передовые методы применения ультразвука в технологических процессах. М.: , 19701 -С. 8- 10.

64. Бернштейн М!Л. Термомагнитная обработка стали. — М.: Металлургия, 1968. 95 с.69 174 Кривоглаз М.А., Садовский В.Д., Смирнова Л.В., Фокина Е.А. Закалка стали в магнитном поле. М.: Наука, 1977. - 119 с.

65. Бернштейн М.Л., Пустовойт В:Н. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле. -М.: Машиностроение, 1987. — 256 с.

66. Бойко В.М., Муравьёв В.И. Повышение эксплуатационных характеристик инструментальных сталей // Металлургия машиностроения. — 2003. № 3. - С.З - 5.

67. Бойко В.М. Повышение износостойкости режущего инструмента магнитной обработкой // Авиационная промышленность. — 1980. № 4. - С. 50-51.

68. Розенблат В.В., Бойко В.М. Токарева Ж.С. Магнитная обработка инструмента из быстрорежущей стали // Авиационная промышленность. — 1981.-№ 12.-С. 34-35.

69. Бойко В.М., Муравьёв В.И. Исследование влияния локальной магнитной обработки на физико-механические свойства быстрорежущих сталей // Современные технологии в машиностроении: III Всероссийская научно-практическая конференция. Пенза, 2001. - С. 25 — 27.

70. Бойко В.М., Муравьёв В.И., Семашко Н.А., Фролов А.В. Кинетикаизменения субструктуры быстрорежущих сталей после магнитной обрботки

71. Прочность неоднородных структур: Первая Евразийская научно/практическая конференция. -М.: МИСиС-ПРОСТ, 2002. С: 186.

72. Чудновская JI.A., Бернштейн M.JL, Шевякова Л.Г. Термомагнитная и термомеханикомагнитная обработка инструментальной стали //Металловедение и термическая обработка металлов. — 1962ю №6. — С. 36 -39.

73. Чудновская JI.A., Бернштейн M.JL, Граник Г.И., Гладштейн В.А. Термомагнитный отпуск стали Р18. Металловедение и термическая обработка металлов. - 1964. - № 5. - С. 10—13.

74. Пустовойт В.Н. К теории мультипликативного зарождения в постоянном- магнитном поле // В кн. Прогрессивные методы термической обработки в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. — Ростов-на-дону: РИСХМ, 1978. С. 3 - 8.

75. Пустовойт В.Н., Русин П.И. Особенности образования мартенсита в постоянном магнитном поле // Тезисы докладов научно-технического симпозиума Металловедение и термическая обработка металлов 77». — М., 1977.-с 55.

76. Русин П.И., Пустовойт В.Н., Домбровский Ю.М., Блиновский В.А. Об одной модели образования зародышей мартенсита в магнитном поле // Известия СКНЦ, ВШ (серия техн. наук). 1974. - № 4. - С. 56 - 58.

77. Мурвьёв В.И., Бойко В.М., Физулаков Р.А., Чернобай С.П. Упорядочение структуры при закалке быстрорежущих сталей // Металлургия машиностроения. 2003. - №3. - С.30 — 32.

78. Штейнберг М.М., Сабун Л.Б., Шабашов С.П., Смирнов М.А. Влияное термомеханической обработки на режущую стойкость и вязкость сталей Р9, Р9Ф5, Р10К5Ф5 // Металловедение и термическая обработка металлов. 1963. - № 4. - С. 41 - 48.

79. Штейнберг М.М., Сабун Л.Б., Шабашова Т.С. Влияние термомеханической обработки на режущую стойкость и вязкость быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1962. - № 1. - С. 29 - 37.

80. Бекренёв А.Н., Ткачёв С.П., Маёров Г.Р. Исследование структурных изменений в быстрорежущих сталях, подвергнутых ВТМО // Физика структуры и свойств твёрдых тел: межвузовский сб. / Куйбышевский государственный университет. Куйбышев, 1976. - С. 113-118.

81. Хомяк Б.С. Твердосплавный инструмент для холодной высадки и выдавливания. — М.: Машиностроение, 1981.- 183 с.

82. Патент 2098259, 6 Б 24 В 39/00, RU. Способ статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием / Лазуткин А.Г., Киричек А.В. Заявка № 96110476/02, Заяв. 23.05.96., Опубл. 12.10.97. Бюл. № 12.-с.

83. Киричек А.В., Соловьёв Д.Л., Афонин А.Н. Энергетические характеристики процесса статико-импульсной обработки // СТИН. 2003. -№ 7 - С. 31-35.

84. Обработка металлов взрывом / А.В.Крупин, В .Я.Соловьёв, Г.С.Попов, М.Р.Кръстев. М.: Металлургия, 1991.-496 с.

85. Person J., Rinehart J. Deformation and fracturing of thickwelled stell cylinder-explosive attack. — J. appl. Phys. — 1952. v. 23/ - № 4.

86. Smith C. Metallographic studies of metals after explosive Stack — Frans.- AIME 1958 - V. 212.-.№ 10. - C.

87. Опыт упрочнения металлов взрывом / Биченков Е.И., Дерибас А.А., Тришин Ю.А. // Сб. «Учёный совет по народнохозяйственному использованию взрыва» Изд. СОАН СССР. Вып. 22. - 1962. - С. 35 - 40.

88. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. 1972. — 220 с.

89. А.с. 735022 СССР, МКИ2С21 Д 9/22. Способ термомеханической обработки инструмента / Г.Р. Маёров, А.Н. Бекренёв, И.Л. Шитарев, В.П. Киреев, В.А. Мамаев (СССР) № 2597439/22 - 02; заявл. 03.04.78.

90. Гелунова 3:М. Явления в закалённых сталях при обработке ударными волнами // В сб. Высокоскоростная деформация. -М.: Наука, 1971.- С. 68 72.

91. Изменение усталостных характеристик стали, подвергнутой воздействию ударных волн / Б.В. Бойцов, Ю.В. Петухов и др. // Вестник машиностроения. 1986. - №3. — С. 8 - 9.

92. Бекренёв А.Н., Эпштейн Г.Н. Последеформационные процессы высокоскоростного нагружения. — М.: Металлургтя, 1992. — 159 с.

93. Константинов М.П., Маёров Г.Р. Фазовый анализ быстрорежущей стали Р9К5 после обработки ударными волнами // В сб. Физика прочности и пластичности металлов и сплавов. Куйбышев, Авиационный институт, 1981.-С. 51-53.

94. Эпштейн Г.Н. Строение металлов деформированных взрывом. — М.: Металлургия, 1988. 279 с.

95. Горобцов- В:Г., . Козорезов К.И., Ушеренко С.М. Исследование влияния бомбардировки микрочастицами на структуру стальной мишени // Порошковая металлургия: Минск: Вышейшая школа, 1982, вып. 6. - С. 19 — 22.

96. Андилевко С.К., Роман-< О.В., Романов Г.С., Ушеренко^ С.М. Влияние параметров высокоскоростного потока- частиц порошка на их внедрение в металлическую преграду // Порошковая металлургия.- Минск: Вышейшая школа, 1989, вып. 13. — С. 6 - 14.

97. Ворошнин ЛТ., Горобцов В.Г., Шилкин В.А. 'Упрочнение быстрорежущей стали Р6М5 при динамическом микролегировании и термической обработке / Доклады Академии наук БССР, 1985. Том XXIX. -№ 1.-С. 57-58.

98. Роман О.В., Андилевко С.К., Карпенко С.С. Некоторые параметры сверхглубокого проникания порошка в алюминиевую преграду // Химическаяфизика, 2002, том 21, № 9. С. 52 - 56.

99. Андилевко С.К., Романов Г.С., Ушеренко С.М., Шилкин В.А. Некоторые эффекты сверхглубокого проникания // Письма в ЖТФ, 1990, том 16, вып. 22.-С. 42-44.

100. Альтшуллер Л.В., Андилевко С.К., Романов Г.С., Ушеренко С.М. О модели сверхглубокого проникания // Птсьма в ЖТФ, 1989, том515, вып. 5. -С. 45-47.

101. Ноздрин В.Ф., Ушеренко С.М., Губенко С.И. О механизме упрочнения металлов при сверхглубоком проникании высокоскоростных частиц // Физика и химия обработки материалов, 1991, №6. С. 19-24.

102. Роман О.В., Андилевко С.К., Горобцов В.Г., Ушеренко С.М. Введение порошка в металл // Порошковая металлургия. — 1987. № 3. - С. 100- 102.

103. Коршунов Л.Г., Ушеренко С.М., Дыбов О.А., Черненко Н.Л. Влияние воздействия ускоренного взрывом потока частиц (SiC + Ni) на микроструктуру и абразивную износостойкость стали Р6М5 // Физика металлов и металловедение, 2004, том 98, № 2. С. 74 - 83.

104. Баум Ф.А. Физика взрыва / Ф.А. Баум, Л.П. Орленко, К.П. Станюкович, В.П. Челышев, Б.И. Шехтер. М.: Наука, 1975. - 704 с.

105. Андилевко С.К., Роман О.В., Романов Г.С., Ушеренко С.М. Сверхглубокое проникание частиц порошка в металлическую преграду в условиях переменного по её толщине поля давлений. // Порошковая металлургия. Минск: Вышейшая школа, 1987, вып. 11. - С. 6 — 11.

106. Ноздрин В.Ф., Ушеренко С.М. Микроструктура канальной зоны при сверхглубоком проникании частиц // Порошковая металлургия. — Минск: Вышейшая школа, 1990, вып. 14. С. 107-112.

107. Бекренёв А.Н., Кирсанов Р.Г., Кривченко А.Л. Особенности распределения вольфрама после высокоскоростной бомбардировки вольфрамовыми частицами// Письма в ЖТФ, 1996, т.22, вып. 2.- С 87 89.

108. Горобцов В.Г., Дубровская Г.Н., Ушеренко С.М., Будкевич

109. И.Г., Дыбов О.А. Физико-химические свойства технического железа, упрочнённого высокоскоростным потоком порошкового материала // Порошковая металлургия. Минск: Вышейшая школа, 1984, вып. 8. - С.29 -33.

110. Романов Г.С., Ушеренко С.М., Юрин С.Е. Влияние исходной температуры железа на процесс сверхглубокого проникания // IV Всесоюзное совещание по детонации. Доклады, Т. II, 1988. С. 152- 153.

111. Чёрный Г.Г. Механизм аномального сопротивления при движении тел в твёрдых телах // ДАН СССР. Теория упругости. Том 292, 1987, №6. С. 1324- 1328

112. ЗлатинН.А., Пугачёв Г.С., ВоловецЛ.Д., Леонтьев С.А. Исследование развития субмикроскопических трещин при разрушении твёрдых тел импульсными нагрузками микросекундной длительности // Журнал технической физики. — 1981. —Т. 51.-вып .-С. 1503 — 1514.

113. Андилевко С.К., Роман О.В., Романов Г.С. и др. Сверхглубокое проникновение частиц порошка в преграду // Порошковая металлургия, 1985, вып. 9. С.З - 13.

114. Ушеренко С.М. Сверхглубокое проникание частиц в преграды и создание композиционных материалов. Минск: НИИ ИП с ОП БР ГНПК ПМ, 1998.-208с.

115. Динамическая перестройка структуры материалов / Под. ред. С.М. Ушеренко. Минск: НИИ ИП с ОП БР ГНПК ПМ, 2000. - 188 с.

116. Титов В.М., Фадеенко Ю.И., Шевцов Г.А. Удар тела с высокой скоростью по горным породам / Доклады Академии Наук СССР. —1970. — Том 191. № 2. — С.ж 298 — 300.

117. Рахимов А.Э. Качественная модель сверхглубокого проникания // Вести Московского университета. Механика. Математика. — 1994. — Сер. 1. № 5. - С. 72 - 74.

118. УшеренкоС.М., Губенко С.И., Ноздрин В.Ф. Изменения структуры железа и стали при сверхглубоком внедрении высокоскоростных частиц // Известия АН СССР. Металлы, 1991, № 1. С. 124 - 128.

119. Козорезов Л.К., Козорезов К.И., Миркин Л.И. Структурные эффекты при сверхглубоком прониканий частиц в металлы // Физика и химия обработки материалов, 1990, № 2.- С. 51- 55.

120. Финкель Б.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970.-524 с. ,,

121. Ушеренко С.М., Губенко, Ноздрин В.Ф. Дальнодействуюшие поля напряжений вблизи дискретных частиц, возникающие при взрывном легировании'металлических материалов // Журнал: Металлофизика, 1991, том 13, № 7.- С. 57-64.

122. Альтшулер Л.В. Фазовые превращения в ударных волнах // Прикладная-механика и техническая физика. 1978. - № 4. — С. 93 - 103.

123. Зукас Дж. А. Проникание и пробивание твёрдых тел // Динамика удара. М.: Мир, 1985.-С. 110-168.

124. Забабахин Е.И., Забабахин I I.E. Стационарное перемещение тела ударной волной / Журнал прикладной механики и технической физики: — 1980:-№2.-с. 135-137.

125. Рождественский Б.Л., Яненко Н.Н.\ Системы квазилинейных уравнений и их приложение.к газовой динамике.—Mi: Металлургия;. 1968. -265 с.

126. Орленко Л.П- Поведение материалов, при интенсивных; динамических нагрузках. Mi: Машиностроение, 1964. — 168 с.

127. Симоненко В:А:, Сорокин; HiA., Башуров-В!В: О проникновении отдельных микрочастиц в преграды при столкновении: с ними порошкообразных потоков // Физика горения и взрыва; 1991. - Т. 27. - № 4. -с.46-51. . '

128. Буравова С.Н. Образование второй ударной волны при соударении частицы с поверхностью при детонацонном напылении // Физика горения и взрыва. 1985. -Т.21. -№ 5. - С. 107 - 113.

129. Трофимов B.C., Петров Е.В: О возможном механизме сверхглубокого проникания частиц в; преграду // Тезисы докладов. XIV Симпозиум по горению ш взрыву. Черноголовка: Российская академия» наук, 2008.-С.303.

130. Руссов: В.Д:, Тарасов В.А., Ушеренко С.М., Овсянко М.М! Моделирование диссипативных структур и волн концентраций точечных дефектов в открытой нелинейной физической системе «Металл + нагрузка +облучение» // Материаловедение, 2003, № 4. G. 2 - 8.

131. Krivchenko A.L. The1 cavitations model of super deep particles penetration* // New models and numerical codes for shock wave processes in condensed media: Proc. of Int. Workshop. St. Pbters-Burg: 1995.

132. Геннон P.E., Лашло Г.С., Лей K.E., Уолник С.И. Вляние бомбардировки микрочастиц на оптические свойства металлов // Ракетная-техника и космонавтика. 1965. - Том 3'. - № 11 - С. 148 - 157.

133. Ушеренко С.М:, Гущин В.И:, Дыбов О.А. Результаты соударения^ потока микрочастиц с металлической преградой в режиме сверхглубокого проникания // Химическая физика, 2002, tomf21, № 9: С. 43 - 51.

134. Андилевко С.К., Сай' Е.Н., Романов Г.С., Ушеренко С.М. Перемещение ударника в металле // Физика горения и взрыва, 1988, Т. 24, №5. -С. 110-113.

135. Ноздрин В.Ф., Ушеренко С.М., Губенко С.И. Субструктурная составляющая механизма упрочнения сплавов при взрывном легировании. // Субструктурное упрочнение металлов: IV респ. конф., Киев, 10-11сент., 1990: Тез. докл. Киев: 1990: - С 26.

136. Классификация материалов по обрабатываемости резанием и режимы резания пр№ точении: Руководящий технический материал. (РТМ964.. М.: Научно-исследовательский институт технологии и, организации, производства - НИАТ, 1961. - 59 с.

137. Андриевский Р А. Порошковое: материаловедение. — М.: Металлургия, 1991. 205 с.

138. V59* Fanaka Hi, GuttingTtool Meter. Metals Pank, 0hioЛ98T.-рг349-36И

139. Вильк Ю.Н. О характере изменения; микротвердости в поле гомогенности карбонитрида титана // Порошковая металлургия, 1978, № 6. -С. 70-74.

140. Ткаченко Ю.Г., Орданьян* С.С., Юлюгин В.К. Характеристика трения, особенности? деформации в зоне контакта карбида титана в области гомогенности // Порошковая;металлургия, 1979; № 6. С .45-51.

141. Федорченко И.М., Францевич ИЛ I., Родомысельский и! др. Материалы, технология; свойства; области применения: Справочник. Киев: Наукова думка, 1985. - 623 с.

142. Иванченко А.А. Твердость: Справочник.- Киев: Наукова; думка; 1968.- 126 с.

143. Смолин М.Д., Гребенкина В.Г., Лесная М.И., Москаленко Т.А. Исследование электрофизических свойств карбонитридов // Изв. АН СССР:

144. Неорганические материалы, 1978, т. 14, № 12.

145. Бабенко С.А., Билык И.И. Зависимость термодинамических свойств карбонитрида титана от температуры и состава // Журнал физической химии, 1984, т.58, № 7.- С. 1625-1628.

146. Бабенко С.А., Билык И.И. Зависимость термодинамических свойств карбонитрида титана от температуры и состава в интервале 298-1500 К. Текст. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы, 1984, т.20, № 9. -С.1511-1515.

147. Свойства элементов. В двух частях. Ч. 1. Физические свойства. Справочник. 2-е изд. М.: Металлургия, 1976.-600 с.

148. Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения. Справочник. /

149. Г.В. Самсонов, И.М. Виницкий // -2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1976. - 558 с.

150. Zeitschrift fur anorganische and allgemeine chemic. Bund 198, 1931 .-p.239-243.

151. Киффер P., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. M.: Металлургия, 1971.-392 с

152. Кейбл А. Ускорители для метания со сверхвысокими скоростями. В кн.: Высокоскоростные ударные явления. М.: Мир, 1973. — С. 13 — 28.

153. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средства взрывания. Изд. 2, перераб. и доп. М.: Недра, 1971.-253 с.

154. Дрёмин А.Н., Савров С.Д, Трофимов B.C., Шведов К.К. Детонационные волны в конденсированных средах. М.: Наука, 1970. -164 с.

155. Приборы и методы физического металловедения / Под. ред. Ф. Вейнберга. Пер. с англ. М.: Мир, 1973. - 427 с.

156. Богомолова Н.А. Практическая металлография: Учебник для техн. училищ. 2-е изд., испр. — М.: Высш. школа, 1982.-272.

157. Вашуль X Практическая металлография: Методы приготовления образцов / Пер. с нем. В.А. Федоровича. М.: Металлургия, 1986. - 320 с.

158. Панченко Е.В. и др. Лаборатория металлографии. — М.: Металлургия, 1985. 296 с.

159. Коваленко B.C. Металлографические реактивы. Справочник. 2-е изд перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1981. — 120 с.

160. Гост 5639 82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. Введ. 1983-01-01. — М.: Госкомитет стандартов Совмина СССР: Издательство стандартов, 1982. - 32 с.

161. Ткачёв С.П., Ткачёва Г.И. Рентгенографическое определение содержания остаточного аустенита в сталях//Физика прочности и пластичности металлов и сплавов: Межвуз. темат. сб. научн. трудов. — Куйбышев, 1978. С.99- 101.

162. Бекренёв А.Н., Терминасов Ю.С. О разделении рентгеновских дифракционных линий с близкими вульф-брэгговскими углами //Физические методы исследования твёрдого тела. — Свердловск: УПИ, 1975. С. 15.

163. ГОСТ 9013 — 59. Металлы. Методы испытаний. Измерение твёрдости по Роквеллу. Введ. 1969-01-01. М.: Госкомитет стандартов Совмина СССР: Издательство стандартов, 1968. - 6 с.

164. Глазов В. М., Вигдорович В.Н. Микротвёрдость металлов и полупроводников. Издание второе, исправленное и дополненное. М.: Металлургия, 1969. -248 с.

165. ГОСТ 9450 76. Измерение микротвёрдости вдавливанием алмазных наконечников. Введ. 1977-01-01. - М.: Госкомитет стандартов Совмина СССР: Издательство стандартов, 1976. — 55 с.

166. Харитонов Л.Г. Определение микротвёрдости: методика испытаний, измерение отпечатков, номограмма и таблицы для определения микротвёрдости. -М.: Металлургия, 1967, 48 с.

167. Степнов М.Н. Статистические методы обработки- результатов механических испытаний: Справочник. -М.: Машиностроение, 1985. — 232'с.

168. Тимошук JI.T. Механические испытания металлов. — М.: Металлургия, 1971.-е 224.

169. Труш И.В., Пургина В.И. Внедрение новых штамповых сталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1966. - № 11. - С. 44 - 45.

170. ГОСТ 9454 78. (СТ СЭВ 472 - 77, СТ СЭВ 473 - 77). Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной-температурах. Введ. 1979-01-01. - М.: Госкомитет стандартов Совмина СССР: Издательство стандартов, 19791 — 10 с.

171. Кацев П.Г. Статистические методы исследования' режущего' инструмента. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1974. - 231 с.194" Башков В.М., Кацев П.Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. М.: Машиностроение, 1985. - 136 с.

172. Грановский Г.И. Обработка результатов экспериментальных исследований резания.металлов. М.: Машиностроение, 1982. - 112с.

173. Болыиев Л.Н.,Смирнов Н.В*. Таблицы математической статистики. М:: наука, 1965. - 474 с.

174. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента: Справочное-руководство. — М.: Наука, 1971. — 192 с.

175. Яноши Л. Теория и практика обработки результатов измерений / Перевод с английского Н.П. Клепикова, второе издание. М.: Мир, 1968. -463 с.

176. Ларсен Рональд У. Инженерные расчёты в Excel: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. - 544 с.

177. Рудикова Л. В. Microsoft Excel для; студента. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 368 с.

178. Васильев А*. Н. MathCAD 13 на примерах. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 528>с.

179. Макаров Е. Инженерные расчёты B.MathCAD 14. СПб.: Питер, 2007. - 592 с.

180. Барвинок В.А. Управление напряжённым состоянием и свойства плазменных покрытий. — М.: Машиностроение, 1999, 309 с.

181. Барвинок В.А., Богданович В.И. Физические основы и математическое моделирование процессов вакуумного ионо-плазменного напыления. М.: Машиностроение, 1999. - 309 с.

182. Барвинок,В.А. Плазма в технологии , надёжность, ресурс. М.: Наука и технологии, 2005. — 452 с.

183. Выбойщик М.А. Формирование структуры и свойств трубных сталей при* термомеханической обработке // Перспективные материалы. Конструкционные материалы и методы управления их качеством. ТГУ. -Тольятти, 2007.-С. 171-238.

184. Марченко Л.Г., Выбойщик.М.А. Термомеханическое упрочнение труб. М.: Интермет инжиниринг, 2006. - 240 с.

185. Металловедение и термическая обработка стал и l Справочное изд. В 3-х т. / Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштадта А.Г. 4-е изд., перераб. и доп. Т.1. Методы испытания и исследования. В'2-х кн. Кн.1. — М.: Металлургия, 1991. -304 с.

186. А.с. 1174173 СССР; МКИ 4 В 23 В 51/00. Способ изготовления режущего инструмента Текст. / Г.Р. Маёров, В.П. Киреев, B.C. Мурас, В.В. Губарев (СССР). № 3651329/25 - 08; - заявл. 11. 10. 83; олубл.23.08.85, Бюл. №31. - 2 с.

187. РТМ 1.4.791 80 Сварка диффузионная на воздухе заготовок концевого режущего инструмента диаметром 8-22 мм. - Введ. 1980-01-01.— М.: НИАТ, 1980.-15 с.

188. Киреев В.П. Маёров Г.Р., Ушеренко С.М. Повышение качества режущего инструмента взрывным легированием порошковыми материалами // Вопросы авиационной науки и техники. Сер. Технология авиационного двигателестроения, выпуск 2. М.: НИИД, 1989. С.49-56.

189. Киреев В.П., Маёров Г.Р., Ушеренко С.М. Структура и свойства быстрорежущих сталей при упрочнении динамическим микролегированием.

190. Самара: Вестник Самарского Государственного Технического Университета. Сер. Техн. науки. 2007.- №2 (20) - С.99 - 110.

191. А.с. 1174173 СССР, МКИ 4 В 23 В 51/00. Способ изготовления режущего инструмента / Г.Р. Маёров, В.П. Киреев, B.C. Мурас, В.В. Губарев (СССР). № 3651329/25 - 08; - заявл. 11.10. 83; олубл.23.08.85, Бюл. №31.-2 с.

192. Курдюмов Г.В. Явление закалки и отпуска стали. — М.: Металлургиздат, 1960. 64 с.

193. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями -М.: Машиностроение, 1993. 336 с.

194. Базилевский А.Т., Иванов Б.А. Обзор достижений механики кратерообразования / Механика образования воронок при ударе и взрыве // Под ред. В.А. Николаевского. М.: Мир, 1977. - С. 178 - 227

195. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. — М.: Машиностроение, 1975. — 168 с.

196. Чаус А.С. Модифицирование литых вольфрамомолибденовых быстрорежущих сталей ниобием, цирконием и титаном // Металловедение и термическая обработка металлов, 2005, № 2. С. 16-21.

197. Andilevko S.K., Shilkin V.A., Usherenko S.M. Some Results of the ExperimentaLInvestigations of the Super-Deep Penetration. // Shock Waves in Condensed Matter.: Proc. of Int. Cent. St. Petersburg, Russia, July 18-22, 1994. -p. 25.

198. Ноздрин В.Ф., Ушеренко C.M., Губенко С.И. Субструктурная составляющая механизма упрочнения сплавов, при взрывном легировании. // Субструктурное упрочнение металлов: IV респ. конф., Киев, 10-11сент., 1990: Тез. докл.-Киев: 1990.-С 26.

199. В.А. Гречишников, С.Н. Григорьев, С.В. Кирсанов, Д.В. Кожевноков, В.И. Кокарев, А.Г. Схиртладзе. Металлорежущие инструменты. Учебник. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2005. - 568 с.

200. Буравова С.Н. Анализ процесса соударения частицы с поверхностью при детонационном напылении // Физика горения и взрыва. — 1983.-Том 19. № 5. — С.126 — 131.

201. Панин В.Е., Лихачёв В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твёрдых тел. — Новосибирск: Наука, 1985. — 210 с.

202. Нормативно-справочные материалы для расчёта экономической эффективности мероприятий по новой технике, технологии и организации производства. М.: НИАТ, - 1971. — 294 с.

203. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Экономика. — 1977. — 213 с.

204. Расчёты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под общ. ред. К.М. Великанова. 2-е изд., перераб. и доп. - JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. -448 с.75 "1. Х-" Л, ^1. Щ|\:енер лsi