автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Азотирование сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита для поверхностного упрочнения деталей машиностроения

РГ6 од

На правах рукописи

СИЛИНА ОЛЬГА ВАЛЕНТИНОВНА

АЗОТИРОВАНИЕ СТАЛЕЙ СО СТРУКТУРОЙ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО МАРТЕНСИТА ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

05.02.01 - Материаловедение (машиностроение)

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Пермь 1999

Диссертация выполнена на кафедре металловедения, термической и лазерной обработки металлов Пермского государственного технического университета.

Научный руководитель - действительный член РАЕН, доктор техн. наук,

профессор Клейнер JT.H.

Научный консультант - канд. техн. наук, доцент Митрохович H.H.

Официальные оппоненты: доктор техн. наук, профессор Сагарадзе В.В.

доктор техн. наук, профессор Гревнов JI.M

Ведущая организация - ОАО «ИНКАР» г. Пермь

Защита состоится « Ц » ^^^¿ЮЛЛОООг. в 40 часов на заседании диссертационного совета Д 063.66.04 в Пермском государственном техническом университете (614000, г.Пермь, Комсомольский пр., 29а, ауд. 423)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГТУ

Автореферат разослан «JJ.» ß/JCCl^vh^ 1999г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р ф.-м. наук, профессор —А.А. Ташкинов

С6 51.61-1,2^0

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Современное состояние машиностроения требует использования рационально легированных материалов, обеспечивающих повышенную технологичность и конструкционную прочность изделий.

Детали машин, работающие на износ в условиях контактных нагрузок, приходят в негодность из-за развивающихся на поверхности явлений повреждаемости. Решая эту проблему с помощью химико-термической обработки, на производстве чаще всего применяют цементацию и азотирование.

С точки зрения оптимальной технологичности азотирование более выгодно по сравнению с цементацией для изготовления целого ряда деталей, но является длительной операцией. Высокая хрупкость и большая разница между прочностью поверхности и сердцевины, с резким ее падением по глубине диффузионных слоев не позволяют применять азотированные детали в условиях износа при больших удельных нагрузках. Изменяя состав насыщающей среды, температурно-временные параметры, способ азотирования, добиваются сокращения времени обработки в 2 - 4 раза. Однако формирование нехрупкого азотированного слоя с высокой твердостью по всей толщине диффузионной зоны, с сокращением времени насыщения и усовершенствованием технологии азотирования, - это задача, нерешенная до настоящего времени. В связи с этим исследования, посвященные оптимизации состава азотируемых сталей и поиску новых систем легирования, следует считать перспективными.

Традиционно применяемые нитралои со структурой сорбита отпуска, в основе которых лежит феррит с низкой плотностью дефектов кристаллического строения, вытесняются более технологичными сталями. Работы Э.С. Цырлина, Ю.М. Лахтина, С.А. Герасимова показали, что азотирование статей с мартен-ситной структурой позволяет значительно сократить время насыщения. Анализ литературных данных позволил сформулировать требования по легированию конструкционных азотируемых сталей, обеспечивающих за минимальное время получение высокого комплекса свойств поверхности и сердцевины. Им удовлетворяют теплостойкие низкоуглеродистые стали (углерода не более 0,12 %), легированные хромом, никелем, молибденом и другими элементами, со структурой мартенсита. Речь идет о низкоуглеродистых мартенситных сталях (НМС).

Разработанные Р.И. Энтиным, Л.М. Клейнером и др. НМС характеризуются высоким комплексом механических, технологических и эксплуатационных свойств, а именно: большой прокаливаемостью, минимальной деформацией и короблением при закалке, хорошей свариваемостью, структурно-размерной стабильностью в широком диапазоне температур

отпуска. Легирование этих сталей активными нитридообразующими элементами позволяет подвергать их азотированию для получения износостойких поверхностных слоев.

Цель работы: исследование азотирования нюкоуглеродистых мартен-ситных сталей для повышения работоспособности изнашивающихся деталей машин и совершенствование технологического процесса их изготовления.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Определение закономерностей формирования азотированного слоя в сталях со структурой низкоуглеродистого мартенсита.

2. Изучение структуры и свойств НМС в закаленном состоянии, а также процессов, протекающих при отпуске.

3. Проведение сравнительных исследований структуры и свойств азотированного слоя, полученного на НМС, различающихся теплостойкостью (отпускоустойчивостью), и традиционной азотируемой стали 38Х2МЮА.

4. Разработка принципиальных основ построения технологического процесса изготовления азотированных деталей из НМС и промышленное опробование предложенной технологии.

Научная новизна работы:

1. Установлены закономерности формирования азотированного слоя на сталях со структурой низкоуглеродистого мартенсита.

2. Исследована кинетика роста азотированного слоя для сталей с различной устойчивостью исходной мартеиситной структуры.

3. Показана возможность увеличения эффективной толщины диффузионного слоя за счет ускорения диффузии азопга в мартеиситной матрице и реализации механизма «быстрого азотирования» в ванадий содержащих НМС.

4. Обоснованы пути создания нехрупких азотированных слоев, обладающих повышенной износостойкостью, что позволяет расширить область применения поверхностно упрочненных азотированием сталей.

Практическая ценность работы:

1. Показаны возможность и целесообразность азотирования теплостойких НМС в закаленном состоянии со структурой низкоуглеродистого мартенсита.

2. Установлены режимы азотирования НМС, обеспечивающие интенсификацию процесса насыщения.

3. Даны рекомендации по рациональному использованию азотируемых НМС, различающихся теплостойкостью, взамен традиционных улучшаемых сталей.

4. Установлено, что использование сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита для азотирования позволяет сократить технологический цикл и увеличить срок службы деталей в результате повышения их износостойкости.

5. Показана целесообразность замены цементации сталей типа 12ХНЗА на азотирование НМС при глубине слоя до 0,7 мм.

; 6. Разработана и передана в промышленность технологическая документация на процесс азотирования деталей, изготовлен ных из НМС.

Реализация работы в промышленности • •>-

Процесс азотирования теплостойкой НМС освоен на предприятии ОАО «Инкар» для упрочнения деталей, работающих на износ в условиях повышенных контактных нагрузок (деталей гидротолкателя нового двигателя автомобиля «Волга»).

Апробация

Материалы диссертации доложены и обсуждены на конференции 3-го собрания металловедов России 24-27 сентября 1996 г.; на XIV Уральской школе металловедов «Фундаментальные проблемы физического металловедения перспективных материалов», Ижевск, февраль 1998 г; на XXIX научно-технической конференции Пермского государственного технического университета "Повышение качества изготовления и эксплуатационных характеристик деталей машин технологическими методами", Пермь, ноябрь 1998г; на 1 Уральской школе-семинар металловедов-молодых ученых, Екатеринбург, 5-7 октября 1999г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, получен патент на способ изготовления азотированных деталей из низкоуглеродистых мартенситных сталей.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 111 библиографических названий. Работа содержит 142 страниц текста, 43 рисунка и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ отечественной и зарубежной литературы. Показаны материаловедческие пути повышения ресурса изнашивающихся деталей машин. Рассмотрены принципы формирования и механизмы упрочнения азотированного слоя. Отмечены недостатки технологического процесса и свойств азотированных слоев, полученных на сталях с ферритной основой. Проанализированы пути совершенствования технологии азотирования. Выделены особенности и преимущества сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита по сравнению со среднеуглеродистыми конструкционными сталями. Одновременно показаны недостаточность и противоречивость данных по использованию низкоуглеродистых сталей в качестве азотируемых материалов.

На основании проведенного анализа литературных данных сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе описаны исследованные материалы и методики проведения экспериментов.

Исследование проведено на образцах из сталей 07ХЗГНМ, ЮХЗГНМЮФоД, 10ХЗГНМЮФо,5Т (опытные плавки) и стали 38Х2МЮА, химический состав которых приведен в табл. 1. Исследуемые НМС выплавляли в открытых индукционных печах с использованием обычных шихтовых материалов и разливали в слитки по 25 кг, которые затем прокатывали в прутки диаметром 15 мм и квадратом 14 х 14 мм. Нагрев под закалку осуществляли в интервале температур 880 - 1040 °С с охлаждением на воздухе.

Таблица 1

Химический состав исследуемых сталей, %

Сталь С Si Мп Cr Mo Ni AI . V 27

07ХЗГНМ 0,07 0,25 1,15 3,1 0,42 0,9 0,04 - -

10ХЗГНМЮФо,,5Т 0,10 0,36 1,05 3,5 0,30 0,8 0,20 0,15 0,15

10ХЗГНМЮФо.5Т 0,10 0,35 1,10 3,6 0,30 0,3 0,20 0,5 0,15

38Х2МЮА ГОСТ4543-71 0,35-0,42 0,20-0,45 0,36-0,60 1,35-1,65 0,15-0,25 - 0,70- 1,10 - -

Примечание: содержание серы и фосфора во всех сталях не более 0,025 %.

Газовое печное азотирование проводили в заводских условиях (ОАО «Инкар») при температуре 560 °С в течение 20-80 ч и при температуре 600 °С в течение 10 и 20 ч в среде аммиака, разбавленного азотом (10-30 % NH3)..

.. Микроструктура сердцевины и азотированного слоя исследуемых, сталей изучали на микроскопе «Neophot, - 32» при увеличении в 100-500 раз. Твердость на поверхности и в сердцевине азотированных образцов измеряли по шкале HRA и HRC соответственно. За эффективную глубину азотированного слоя принимали расстояние от поверхности до зоны с твердостью ,4500 Н/мм2, что соответствовало границе темнотравящегося поверхностного слоя. <.

Специальное исследование хрупкости азотированных слоев проводили на приборе Виккерса при нагрузках 5, 10, 20, 30, 50 и 100 кг. Хрупкость изучали послойно: с поверхности и после сошлифовывания слоя на глубине 40 и 150 мкм. Хрупкими считались отпечатки, имеющие не только сколы (стандартная методика), но и микротрещины около отпечатков. .■.■,>■.

Сравнительные испытания на изнашивание в условиях, трети скольжения проводили на машине трения МИ-1М по схеме плоская колодка -ролик. В качестве рабочей среды использовали авиационный керосин. Испытания проводили при постоянной скорости скольжения, при комнатной температуре. Ролики изготавливали из стали 95X18 с твердостью 58 HRC. Колодки изготавливали из исследуемого материала после азотирования при 560 °С 40 ч. Величину объёмного износа рассчитывали на основании профило-графирования «дорожек» трения на образцах-колодках.

С помощью рентгеноструктурного анализа определяли фазовый состав поверхностного слоя и сердцевины азотируемых сталей, оценивали изменения микроискажений кристаллической решетки твердых растворов и размер областей когерентного рассеяния в зависимости от температурно-временных факторов. Исследования проводили на установке «ДРОН-3» в монохроматическом излучении железа. Кинетику возврата и рекристаллизации изучали по изменению ширины рентгеновской линии (110)а-фазы. Микроискажения кристаллической решетки азотированного слоя оценивали по изменению ширины рентгеновской линии (211)0-фазы.

Электронно-микроскопические исследования проводили на микроскопе ЭМ-125. С целью изучения тонкой структуры исследуемых сталей изготавливали металлические фольги. Для идентификации карбидной фазы применяли метод микродифракции с использованием угольных реплик.

Третья глава посвящена исследованию азотируемых НМС с целью оптимизации состава и структуры для азотирования.

Микроструктура исследуемых закаленных НМС представляет собой типичный реечный мартенсит. Параллельные кристаллы почти одинаковой ориентировки образуют пакеты. В пределах одного бывшего аустенитного

зерна имеется несколько по-разному ориентированных пакетов. Внутри кристаллов наблюдаются дислокации.

Установлено, что закаливаемость исследуемых сталей не зависит от температуры нагрева под закалку (в пределах 880-1040 °С) и определяется только содержанием углерода: твердость стали 07ХЗГНМ составляет 30-34 НЯС, -а, для других НМС (см. табл. 1) находится на уровне 37-41 НИС. Следовательно, при нагреве в исследованном интервале температур содержание углерода и легирующих элементов в твердом растворе остаётся постоянным. Это же подтверждают . и результаты рентгеноструктурного анализа, свидетельствующие о том, что ширина рентгеновской линии (211) мартенсита не изменяется с повышением температуры нагрева под закалку. В закалённом состоянии НМС (например, ЮХЗГНМЮФоД после закалки с 950°С на воздухе) имеет высокие значения прочности (ав=Т310 Н/мм2; аод=1130 Н/мм2), пластичности и ударной вязкости. Типичный волокнистый излом также свидетельствует о большом сопротивлении стали хрупкому разрушению.

Комплексное легирование стати титаном и ванадием позволяет получить зерно № 10-11 в широком диапазоне температур нагрева под закалку (880-1040 °С).

Процесс азотирования предполагает длительные выдержки при температурах высокого отпуска, во время которых могут протекать процессы рекристаллизации. Так, с увеличением времени, независимо от температуры отпуска, твердость всех сталей снижается. Разупрочнение НМС зависит от содержания в твердом растворе ванадия, затрудняющего рекристал-лизационные процессы. Превращения при отпуске в закаленных НМС были изучены с помощью рентгеноструктурного анализа. Показано, что во всех исследуемых сталях при нагреве происходят следующие процессы: снятие микронапряжений, формирование полигонизованной структуры, рост субзерен и, наконец, регсристаллизация. Установлено время до начала рекристаллизации при различных температурах отпуска (табл. 2). Так, в стали 07ХЗГНМ при температуре 560°С рекристаллизация начинается после 24 ч выдержки. В более теплостойкой стали ЮХЗГНМЮФ0.5Т время выдержки до начала рекристал-лизациинри температуре 560°С соответствует 80 ч.

" 1 1 Таблица 2

Время выдержки до начала рекристаллизации исследуемых НМС

при различных температурах отпуска

Марка стали Время (ч) до начала рекристаллизации при температуре

600 °С 560 °С

07ХЗГНМ 6 " 24

ЮХЗГНМЮФо ¿Г 14 56

ЮХЗГНМЮФозТ 20 80

Длительный отпуск (например, при 560°С 40 ч) стали 10ХЗГНМЮФ0,5Т не приводит к существенному изменению в ее структуре. Форма кристаллов не меняется. Внутри кристаллов заметно большое количество выделений размером ~60 нм, состоящих из комплексных карбидов-МейС и МегзСб. По-видимому, дислокации только начинают перестраиваться, но плотность их сохраняется высокой. Твердость стали после такого высокого отпуска составляет 32 HRC. Следов рекристаллизации, не обнаружено, что подтверждают результаты рентгеноструктурного анализа. ; .-,•;!:.

Сравнивая структуры исследуемых сталей после отпуска при 560°С 40 ч, можно заметить, что все они представляют собой структуру отпущенного мартенсита, но характер её разный и зависит от устойчивости мартенсита, определяющейся содержанием ванадия в твёрдом растворе. В не теплостойкой стали 07ХЗГНМ при таком режиме отпуска протекают процессы рекристаллизации, её твердость - 18 HRC (ств =800 Н/мм2, сто,2 = 705 Н/мм2).

Таким образом, теплостойкие НМС при высоком отпуске (температура азотирования) сохраняют структуру мартенсита с высокой плотностью дислокаций в течение длительного времени (выдержка при азотировании).. Благодаря этому характеристики прочности стали 10ХЗГНМЮФо;5Т, например, после азотирования 560°С 40 ч находятся на уровне св = ИЗО Н/мм2; оо,2 = 1050 Шмм . Полученные результаты позволяют рационально выбрать марку стали и ; режим её азотирования, при котором сохраняется мартенситная структура, обеспечивающая высокую прочность сердцевины.

В четвертой главе приведены результаты исследования структуры и свойств азотированных слоев НМС, полученных после азотирования по разным режимам. Исследования проводили в сравнении с широко распространенной сталью 38Х2МЮА со структурой (феррит + карбиды), полученной после закалки и высокого отпуска. НМС подвергали азотированию в закалённом, состоянии со структурой реечного мартенсита.

Металлографическим анализом установлено, что азотированный слой на всех исследуемых сталях состоит из двух зон: светлой нитридной корочки и более темной зоны внутреннего азотирования. Химический состав стали влияет на кинетику формирования азотированного слоя. При малых выдержках (560°С 20 ч) толщина слоя'на всех НМС в 1,5 раза больше, чем на стали 38Х2МЮА, при увеличении продолжительности процесса эта разница уменьшается. При длиТЬ льном азотировании (560°С 80 ч) небольшое преимущество имеет лишь сталь 10ХЗГНМЮФо,5Т.

Во время выдержки, по мере развитая рекристаллизанионных процессов, структура закаленной стали приближается к структуре стали после высокого отпуска,' плотность дислокаций уменьшается до равновесной, тем самым устраняется возможность ускоренного роста слоя для закаленного состояния.

Выявленные закономерности полностью согласуются с результатами, представленными в третьей главе, и позволяют сделать вывод о том, что на скорость насыщения азотом наибольшее влияние оказывают мартенситная структура стали и ее способность сохраняться в течение всего времени насыщения.

Большое практическое значение имеет характер распределения твердости по глубине азотированного слоя. Показано, что самые высокие значения микротвердости на одинаковом расстоянии от поверхности также имеет сталь 1 ОХЗГНМЮФо^Т (рис. 1). Этот эффект сохраняется при всех режимах азотирования. Исследуемые НМС различаются только содержанием ванадия, поэтому наиболее высокую твёрдость по сечению слоя на стали ШХЗГНМЮФу^Т можно объяснить влиянием именно этого элемента на суммарное упрочнение зоны внутреннего азотирования по твёрдорастворному и дисперсионному механизмам. Сталь 1 ОХЗГНМЮФо,5Т, легированная ванадием и титаном, содержит большее количество нитридообразующих элементов, которые, находясь в твердом растворе и увеличивая растворимость азота в а-фазе, способствуют образованию большого количества мелкодисперсных нитридов. Расчеты показывают, что прирост твердости азотированного слоя в результате введения в сталь разного количества ванадия соответствует реальным результатам только для участков, удаленных от поверности (см. рис. 1). Есть основание полагать, что в ванадийсодержащих сталях реализуются оба механизма нитридообразования: твердорастворный механизм и механизм «на месте» (быстрого азотирования). Однако по глубине азотированного слоя вероятность образования нитридов ванадия по этим механизмам не одинакова. Поскольку для ускоренного образования нитридов требуется предварительное образование карбидов, то этот механизм, по-видимому, преимущественно реализуется вдали от поверхности (в соответствии с постепенным обогащением азотом поверхностного слоя): Возможностью реализации двух механизмов нитридообразования и объясняется максимальный прирост твердости азотированного слоя в удаленных от поверхности участках.

Показано, что в теплостойкой и не теплостойкой НМС о .ферритной матрицей твёрдость азотированного слоя обусловлена только твёрдо-растворным механизмом упрочнения. Крупные нитриды ММ, полученные перестройкой МС -» МК7 в стали 10ХЗГНМЮФо,5Т, практически не вносят существенного вклада в упрочнение слоя. Это объясняет отсутствие разницы в азотируемости сталей 07ХЗГНМ и 10ХЗГНМЮФо,5Т в высокоотпущенном состоянии.

Послойное исследование хрупкости азотированного слоя при различных нагрузках показало, что, несмотря на высокую твёрдость, диффузионный слой на стали 10ХЗГНМЮФо,5Т является, значительно менее хрупким, чем на стали 38Х2МЮА. Это объясняется следующим. Во-первых, вследствие меньшей

концентрации алюминия в стали I ОХЗГНМЮФу^Т (0,2%) его недостаточно для образования хрупких нитридных фаз по границам зёрен в зоне внутреннего азотирования. Во-вторых, мартенситная структура НМС, интенсифицируя диффузию атомов азота по глубине азотированного слоя, уменьшает концентрацию азота у поверхности. В-третьих, высокая дефектность мартенситной структуры способствует выравниванию скорости диффузии азота по границам и в теле зерна. Все эти факторы и обеспечивают получение более однородной и менее хрупкой структуры азотированного слоя в теплостойкой НМС ЮХЗГНМЮФо/Г.

о-о 07ХЗГНМ 4-4 ЮХЗГНМГОФсшТ

•-• 10ХЗГНМЮФо.5Т --» 38Х2МЮА

Рис. 1. Распределение микротвердости по глубине диффузионной зоны в сталях (режим азотирования 560°С 40 ч)

Результата оценки хрупкости азотированных слоев исследуемых сталей соответствуют выводам, полученным при послойном исследовании их износостойкости.

При производстве прецизионных деталей рабочие поверхности их после азотирования обычно шлифуют на глубину до 40 мкм, поэтому в процессе изнашивания участвует не нитридная зона, а зона внутреннего азотирования. Именно на этой глубине азотированного слоя исследуемых сталей были проведены трибологические испытания. Установлено (рис. 2, сплошные линии), что в интервале нагрузок от 30 до 540 Н износ у всех сталей одинаков и составляет 0,025 мм3. Минимальный износ и стабильный коэффициент трения свидетельствуют о нормальном режиме работы узла трения. При более высоких нагрузках происходит резкое увеличение интенсивности износа стали 38Х2МЮА. Так, при нагрузке 1940 Н наблюдается нестабильный коэффициент

0,35 0,30 0,25;

т

1 0,20

о" о

Я 0,15 К

0,10 0,05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Осевая нагрузка,Н

•-• ЮХЗПШЮ^ О-□ 38Х2МЮА

а-А ЮХЗПШЮФ0'5-

Рис. 2. Зависимость износа сталей от нагрузки в узле трения (трение в среде авиационного керосина, испытания на машине МИ-1М)

трения, величина износа этой стали в 5-6 раз превышает износ азотируемых слоев НМС.

Показано, что нет однозначной зависимости между твёрдостью и износостойкостью, так как при одинаковой твёрдости статей ЮХЗГНМЮФо.нТ и 38Х2МЮА износостойкость НМС при нагрузке 1600 Н выше. Вероятно, различие в износостойкости исследуемых сталей определяется особенностями их структур. Структура низкоуглеродистого азотистого мартенсита и мелкодисперсные выделения в ней нитридов и карбонитридов создают возможность для образования вторичных структур, равномерно распределённых по поверхности трения. При этом создаются условия для нормального режима работы пары трения. Наиболее высокую износостойкость и стабильный коэффициент трения при всех исследуемых нагрузках имеют образцы из стали ЮХЗГНМЮФо.зТ. Величина износа при нагрузке Рое=1940 Н составляет 0,035 мм3, что соответствует глубине изношенной канавки 7мкм.

Послойное исследование хрупкости азотированного слоя стали 38Х2МЮА показало, что на глубине ~ 150 мкм азотированного слоя не было выявлено следов хрупкого разрушения. Именно на этой глубине, по литературным данным, сталь 38Х2МЮА имеет значения максимальной износостойкости, поэтому дальнейшие сравнительные трибологические испытания были проведены после снятия с поверхности азотированного слоя 150 мкм. Установлено, что на глубине своей максимальной износостойкости азотированный слой на стали 38Х2МЮА изнашивается в 2 раза больше, чем на стали ЮХЗГНМЮФоД (см. рис. 2, пункгирные линии).

Сравнивая износостойкость исследуемых сталей на различной глубине от поверхности, можно отметить, что на стали 1 ОХЗГНМЮФо 5Т она практически не изменяется. Это говорит об однородности структуры и, соответственно, равнопрочности различных зон азотированного слоя. Данные выводы согласуются с результатами измерения микротвёрдости по глубине азотированных слоев исследуемых сталей (см. рис. 1). Наиболее благоприятное распределение твердости по сечению слоя (более плавное падение микротвёрдости) имеет сталь ЮХЗГНМЮФоД.

Таким образом, азотирование НМС в закалённом состоянии позволяет получать слои, обладающие высокой поверхностной твердостью и износостойкостью на большой глубине упрочнённого слоя. Однородная структура НМС обеспечивает практически одинаковую износостойкость различных зон азотированного слоя. Износостойкость НМС мало изменяется с увеличением нагрузки.

Пятая глава посвящена разработке промышленной технологии поверхностного упрочнения деталей из НМС.

Одной из важнейших особенностей НМС, отличающих эти материалы от сталей других классов, является возможность их использования как, в закаленном состоянии (после закалки с. ; прокатного нагрева или после повторной закалки), так и после отпуска* Температуру отпуска выбирают в зависимости от требуемых характеристик механических свойств. Проведено исследование влияния трех исходных состояний на азотируемость';НМС ЮХЗГНМЮФоД. Показано, что исходная структура влияет практически на все характеристики азотированной стали: твердость сердцевины, скорость роста слоя и распределение микротвердости. Оптимальной структурой стали перед азотированием следует считать структуру мартенсита. Оптимальный режим упрочняющей обработки для этой стали: закалка с температуры 950 °С, охлаждение на воздухе. При этом получаем структуру низкоуглеродистого ■ мартенсита с твердостью 37 - 38 ЖС (ооа - 1130 Н/мм2), номер зерна 10 (~10 -12 мкм).

Основной порядок разработки технологического процесса поверхностного упрочнением азотированием:

1. Определение варианта маршрутной технологии. Типовая технология предусматривает два варианта технологического процесса (рис. 3, а, б):

а) изготовление деталей из отожженной заготовки закалка с охлаждением на воздухе шлифование азотирование; 11 ^

б) изготовление деталей из точной термоупрочненной заготовки, закаленной с деформационного нагрева охлаждением на воздухе, —> шлифование —> азотирование.

2. Определение марки НМС в зависимости от требований, предъявляемых к сердцевине Деталей;

3. Определение режимов закалки при изготовлении деталей по первому варианту технологического процесса;

4. Определение режима азотирования (1, т) для выбранной марки НМС, обеспечивающего необходимое качество азотированного слоя и механические свойства сердцевины. '

Данные о начале рекристаллизации, получейнйе в третьей главе, позволяют спрогнозировать результаты азотирования на НМС. В зависимости от требуемых свойств диффузионного покрытия можно выбрать карку еталй и режим азотирования, обеспечивающие интенсификацию ХТО. '

Применение стали 1 ОХЗГНМЮФоД взамен 38Х2МЮА позволяет в 1,5 -2 раза ускорить процесс насыщения азотом. Так, например, эффективная толщина азотированного слоя ~0,5 мм на стали с ферритной структурой формируется при температуре 560°С за 80 ч, а на стали 10ХЗГНМЮФо,зТ с мартенситной структурой - за 40 ч при той же температуре. На менее

и

Состояние поставки -отожженная заготовка

о>-1 I

г, °с

Состояние поставки -термоупрочненная заготовка

(ЩгФКС

Рис. 3. Схема режимов термической и химико-термической обработки стали: а,б -

10ХЗГНМЮФо.5Т; б - 38Х2МЮА

теплостойких сталях ускорение азотирования можно получить только при обработке на малые слои, когда применяются сравнительно небольшие выдержки.

По сравнению с технологией азотирования деталей из стали 38Х2МЮА (рис. 3, в), применение стали 10ХЗГНМЮФо,$Т в обоих случаях позволяет значительно сократить количество термических и вспомогательных операций (устраняет операции закалки в масло и высокий отпуск, исключает использование экологически вредных жидких охлаждающих сред и кислот для очистки деталей), а также продолжительность азотирования. Соответственно сокращается общая длительность технологического цикла изготовления азотированных деталей.

Предлагаемый к промышленному внедрению техпроцесс может быть использован для упрочнения разнообразных деталей, работающих в условиях интенсивного износа поверхности и повышенных температур: втулки, валы, шестерни, гильзы, поршни и др., а также нетрадиционные для азотирования детали того же назначения, но работающие при повышенных нагрузках. Таким образом, использование теплостойких НМС значительно расширяет область применения азотируемых сталей.

Важным технологическим преимуществом НМС является хорошая свариваемость в закалённом состоянии. Азотирование сварного соединения позволяет изготавливать поверхностно упрочнённые изделия сложной конструкции. Большая эффективная глубина диффузионного слоя на НМС и плавное распределения твёрдости по сечению азотированного слоя позволяет использовать эти стали взамен цементуемых сталей типа 12ХНЗА. Преимущества НМС можно продемонстрировать на примере разработки технологии азотирования деталей «гидротолкателя», для двигателя ЗМЗ-402.10 автомобиля «Волга». В состав гидротолкателя входит сварной узел, состоящий из двух деталей: корпуса и направляющей втулки. По существующей на ОАО «Инкар» технологии эти детали подвергаются цементации и термообработке раздельно, а затем свариваются.

Предлагаемая технология азотирования НМС позволяет обеспечить глубину упрочненного слоя, твердость поверхности и сердцевины гидротолкателя в соответствии с требованиями конструкторской документации. Триботехнические испытания диффузионных слоев на исследумых сталях (азотированных слоев на НМС и цементованных на 12ХНЗА) показали, что при осевых нагрузках от 1500 до 2000 Н, соответствующих рабочему осевому давлению при эксплуатации гидротолкателя, величина износа стали ЮХЗГНМЮФорТ в 5 и более раз меньше, чем серийной стали 12ХНЗА. На гидротолкатель составлена операционная карта азотирования. Предложенная технология изготовления гидротолкателя из стали ЮХЗГНМЮФодТ с использованием в качестве упрочняющей обработки азотирования, освоена

предприятием-заказчиком (ОАО «Инкар»), По данной технологии изготовлена серия узлов. Разработанный техпроцесс позволил сократить время, затрачиваемое на изготовление одного изделия, упростить техпроцесс, уменьшить количество термических и вспомогательных операций и существенно сократить перевозки. Применение нового процесса позволит в 2,6 раза сократить трудоёмкость. При производстве годовой программы изделий (2,5 млн шгук) экономия времени составит свыше 40 ООО нормо-часов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлены принципиальная возможность и эффективность изготовления поверхностно упрочняемых деталей машиностроения из азотируемых сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита.

Результаты исследования сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита позволили комплексно решить проблемы азотирования: интенсифицировать процесс насыщения, улучшить служебные характеристики азотированного слоя и одновременно упростить и сократит!; технологический цикл изготовления азотированных деталей, а также улучшить ''дологическую безопасность производства (в результате исключения процесса закалки в масле). '

2. На основании исследования кинетики рекристаллизанионных процессов определены режимы азотирования, при которых1 в НМС сохраняется мартенситная структура с высокой плотностью дислокаций. Такая структура обеспечивает повышенную скорость диффузии азота в слое и высокие характеристики прочности сердцевины: св= 920 - 1130 Н/мм2, Со,2 = 775 -1050 Н/мм2.

3. Особенностью формирования диффузионного слоя на НМС при азотировании является совмещение процессов нитридо- и карбидообразования, в результате чего в ванадийсодержащих сталях, наряду с выделением нитридов из твердого раствора, происходит дополнительное нитридообразование по механизму VC—> VN («на месте») и, как следствие, увеличивается эффективная толщина слоя.

4. В НМС со структурой низкоуглеродистого мартенсита, в отличие от сталей с ферритной основой, при азотировании не образуется нитридная сетка, что обусловлено низким содержанием алюминия и более равномерной скоростью диффузии азота в мартенсите по границам и в теле зерна. Это приводит к существенному снижению хрупкости слоя.

5. Износостойкость азотированных ванадийсодержащих НМС в условиях трения,: скольжения при высоких удельных давлениях на поверхность превышает износостойкость традиционных азотированных и цементованных сталей в 5 и более раз. Кроме того, отсутствие нитридной сетки, большая

однородность и дисперсность структуры обеспечивают практически одинаковую износостойкость различных зон азотированного слоя.

6. Разработаны принципиальные основы построения технологического процесса изготовления азотированных деталей из НМС. Возможны два варианта технологического процесса: изготовление деталей из отожженной заготовки или заготовки, закаленной с деформационного нагрева.

Технологический процесс изготовления деталей гидротолкателя с использованием стали 10ХЗГНМЮФо;зТ освоен на предприятии ОАО «Инкар».

Материалы диссертации изложены в следующих работах:

1. Клейнер Л.М., Симонов Ю.Н., Силина О.В. Повышение теплостойкости низкоуглеродистых мартенситных сталей. //2-е Собрание металловедов России: Тез. докл. - Пенза. 22 - 24 сент. 1993 — С. 10.

2. Клейнер Л.М., Митрохович H.H., Силина О.В. и др. Азотируемые низкоуглеродистые мартенситные стали. // Повышение качества изготовления и эксплуатационных характеристик деталей машин технологическими методами: Тез. докл. науч.-техн. конф. МТФ / Пермский государственный технический университет. - Пермь, 1995. - С. 73.

3. Силина О.В., Клейнер Л.М., Левкович М.Б. Особенности релаксации напряжений в низкоуглеродистой мартенситной стали 07ХЗГНМ // Повышение качества изготовления и эксплуатационных характеристик деталей машин технологическими методами: Тез. докл. научн-техн. конф. МТФ / Пермский государственный технический университет. - Пермь, 1995. - С. 65-68.

4. Силина О.В., Клейнер Л.М., Митрохович H.H. и др. Повышение эффективности поверхностного упрочнения с использованием новых сталей. // 3-е Собрание металловедов России: Тез. докл. - Рязань, 24 - 27 сент. 1996. -С. 26-27.

5. Клейнер Л.М., Силина О.В. Митрохович H.H. и др. Прогрессивные технологии поверхностного упрочнения сталей. Пермский государственный технический университет. - Пермь, 1997. - 8 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.07.97. №2315-1397.

6. Силина О.В., Черемных Н.В., Клейнер Л.М., Митрохович H.H. Влияние исходной структуры на формирование азотированного , слоя низкоуглеродистой мартенситной стали (НМС). // Актуальные проблемы металловедения в металлургии: Сб. тез. докл. - Новокузнецк, 1997. - С. 125.

7. Клейнер Л.М-, Силина О.В., Новоселова Л.М. и др. Повышение износостойкости деталей машин. // Вестник ПГТУ; Аэрокосмическая техника.-Пермь.- 1997.-№ 2.-С. 129-132.

8. Силина О.В., Клейнер JI.M., Митрохович H.H. и др. Повышение теплостойкости азотируемых низкоуглеродистых мартенситных сталей // МиТОМ.- 1998.-№1.~ С. 17-20.

9. Силина О.В., Черемных Н.В., Митрохович H.H. и др. Азотирование сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита. // XIV Уральская школа металловедов-термистов «Фундаментальные проблемы физического металловедения перспективных материалов»: Тез. докл. - Ижевск ; Екатеринбург, 1998. -С. 212-213.

10.Клейнер J1.M., Митрохович H.H., Новоселова JI.M., Силина О.В. и др. Азотирование деталей, работающих на износ при высоких контактных нагрузках // Вестник машиностроения. - 1999. - №5,- С. 32-34.

П.Силина О.В., Шестаков С.П., Каменский А.П. Азотирование сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита. // I Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых: Тез. докл. - Екатеринбург, 1999. -С. 61-62.

12.Патент РФ № 2133299 от 20.07.99, МКИ С 2317/00, С 23 С 8/26. «Способ изготовления азотированных деталей из низкоуглеродистых мартенситных сталей».

Сдано в печать 17.12.99 г. Формат 60 х 84 /16. Объем 1 уч.-изд.л. Тираж 100. Заказ 1270. Ротапринт ПГТУ.

Введение.

1. Аналитический обзор и постановка задачи.

1.1. Трение и изнашивание металлов.

1.2. Азотирование конструкционных легированных сталей.

1.2.1. Формирование азотированного слоя.

1.2.2. Основы легирования азотируемых сталей.

1.2.3. Совершенствование технологии азотирования.

1.3. Низкоуглеродистые мартенситные стали

1.3.1. Структура и свойства НМС.

1.3.2. Азотирование НМС.

1.4. Постановка задачи.

2. Методика экспериментальных исследований.

2.1. Материал исследования.

2.2. Методика металлографических исследований.

2.3. Методика дюрометрических исследований.

2.4. Методика дилатометрических исследований.

2.5. Методика контроля хрупкости азотированного слоя.

2.6. Определение износостойкости и антифрикционных свойств.

2.7. Методика рентгеноструктурного анализа.

2.8. Методика электронно-микроскопических исследований.

2.9. Методика определения механических свойств.

3. Исследование азотируемых низкоуглеродистых сталей мартенситного класса.

3.1. Структура и свойства НМС после закалки.

3.2. Отпускоустойчивость исследуемых сталей.

4. Исследование структуры и свойств азотированных слоев на НМС.

4.1. Структура и толщина слоя.

4.2. Твёрдость поверхности.

4.3. Распределение микротвёрдости по глубине азотированного слоя.

4.4. Хрупкость азотированных слоев.

4.5. Износостойкость и антифрикционные свойства.

5. Технологический процесс изготовления азотированных деталей из НМС.

5.1. Общие рекомендации по разработке маршрутной технологии изготовления азотированных деталей из НМС.

5.2. Разработка технологии азотирования деталей гидротолкателя из стали 10ХЗГНМЮФо,5Т.

Выводы.

Современное состояние машиностроения требует использования рационально легированных материалов, обеспечивающих повышенную технологичность и конструктивную прочность.

Детали машин, работающие на износ в условиях контактных нагрузок, приходят в негодность из-за развивающихся на поверхности процессов повреждаемости. Решая эту проблему с помощью химико-термической обработки, на производстве чаще всего применяют цементацию и азотирование.

С точки зрения оптимальной технологичности, азотирование более выгодно для изготовления целого ряда деталей, но является длительной операцией. Высокая хрупкость и большая разница между прочностью поверхности и сердцевины, с резким её падением по глубине диффузионных слоев, не позволяет применять азотированные детали в условиях износа при больших удельных нагрузках. Изменяя состав насыщающей среды, температурно-временные параметры, способ азотирования, добиваются сокращения времени обработки в 2-4 раза. Однако сформировать нехрупкий слой с высокой твёрдостью по всей толщине диффузионной зоны, при этом сократив время насыщения и усовершенствовав технологию азотирования, - это задача, которая до настоящего времени практически не решена. В связи с этим исследования, посвященные оптимизации и поиску новых систем легирования, следует считать перспективными.

Традиционно применяемые нитралои со структурой сорбита отпуска, основой которого является феррит с низкой плотностью дефектов кристаллического строения, вытесняются более технологичными сталями. Работы Э.С. Цырлина, Ю.М. Лахтина, С.А. Герасимова показали, что азотирование сталей с мартенситной структурой позволяет значительно сократить время насыщения. Анализ литературных данных позволил сформулировать требования по легированию конструкционных азотируемых сталей, обеспечивающих за минимальное время получение высокого комплекса свойств поверхности и сердцевины. Им удовлетворяют теплостойкие низкоуглеродистые стали (не более 0,12% углерода), легированные хромом, никелем, молибденом и другими элементами в количестве не более 5%, со структурой мартенсита. Речь идёт о низкоуглеродистых мартенсит-ных сталях (НМС).

Разработанные Р.И. Энтиным, Л.М. Клейнером и др., НМС характеризуются оптимальным сочетанием механических, технологических и эксплуатационных свойств, а именно: большой прокаливаемо-стью, минимальной деформацией и короблением при закалке, хорошей свариваемостью, структурно-размерной стабильностью в широком диапазоне температур отпуска. Легирование этих сталей активными нитридообразующими элементами позволяет подвергать их азотированию для получения износостойких поверхностных слоев.

Всё изложенное выше определило актуальность и выбор темы исследования.

Цель работы: исследование азотирования низкоуглеродистых мартенситных сталей для повышения работоспособности изнашивающихся деталей машин и совершенствование технологического процесса их изготовления.

Логическая последовательность экспериментов включала изучение влияния длительных выдержек при температурах азотирования на структуру и свойства НМС, исследование влияния мартенситной структуры на формирование азотированного слоя, определение оптимальных режимов азотирования, позволяющих интенсифицировать процесс насыщения, применительно к конкретным маркам НМС, обеспечивающим различный уровень прочности, и, наконец, разработку маршрутной технологии и опробование результатов исследования.

В работе представлены результаты исследования структуры и свойств низкоуглеродистых мартенситных сталей после газового печного азотирования в промышленных условиях. Для сопоставления выбрана широко применяемая в настоящее время сталь 38Х2МЮА.

На основании литературных данных и изучения структуры и свойства азотированных слоев показана возможность реализации в теплостойких НМС ускоренного механизма образования нитридов "на месте". Это позволило получить на НМС азотированные слои с высокой твёрдостью по сечению при всех исследуемых режимах азотирования. Показано, что плавное распределение твёрдости в азотированных слоях на НМС аналогично цементованным при равной толщине. Это позволяет применять азотированные НМС для изделий, работающих в условиях износа при больших контактных нагрузках.

Изучение теоретических основ трения и изнашивания позволило объяснить результаты трибологических испытаний с помощью явления структурной приспосабливаемости.

Практической ценностью работы является установление возможности и целесообразности азотирования НМС в закалённом состоянии со структурой низкоуглеродистого мартенсита. В работе даны рекомендации по рациональному использованию различных по теплостойкости НМС для азотирования. Впервые предложен комплексный подход к проблемам азотирования, позволяющий сократить время насыщения, усовершенствовать технологию и улучшить служебные характеристики азотированного слоя.

Установлена целесообразность замены цементации сталей типа 12ХНЗА на азотирование НМС при глубине слоя до 0,7 мм. На примере детали «корпус гидротолкателя» показано, что применение

НМС позволяет изготавливать сложные сварные поверхностно упрочнённые изделия.

Использование НМС взамен традиционных цементуемых и азо-тирумых сталей позволяет интенсифицировать процесс насыщения, сократить технологический цикл изготовления и термической обработки, обеспечить экологическую безопасность производства, расширить область применения ХТО, а также увеличить срок службы деталей в условиях износа при высоком удельном давлении на поверхность.

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности формирования азотированного слоя на сталях со структурой низкоуглеродистого мартенсита;

- возможность реализации механизма «быстрого азотирования» в ванадийсодержащих НМС;

- новые технологические процессы, обеспечивающие интенсификацию азотирования, сокращение маршрута изготовления и повышение износостойкости деталей машиностроения;

- область применения азотируемых сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита и рекомендации по составлению маршрутной технологии.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Текст изложен на 142 стр., 25 табл., 43 рис. Список используемой литературы включает 111 источников.

Результаты исследования сталей со структурой низкоуглеродистого мартенсита позволили комплексно решить проблемы азотирования: интенсифицировать процесс насыщения, улучшить служебные характеристики азотированного слоя и одновременно упростить и сократить технологический цикл изготовления азотированных деталей, а также улучшить экологическую безопасность производства (в результате исключения процесса закалки в масле).

2. На основании исследования кинетики рекристаллизационных процессов определены режимы азотирования, при которых в НМС сохраняется мартенситная структура с высокой плотностью дислокаций. Такая структура обеспечивает повышенную скорость диффузии азота в слое и высокие характеристики прочности сердцевины: ав= 920 - ИЗО Н/мм2, с«,2 = 775 - 1050 Н/мм2.

3. Особенностью формирования диффузионного слоя на НМС при азотировании является совмещение процессов нитридо- и карби-дообразования, в результате чего в ванадийсодержащих сталях, наряду с выделением нитридов из твердого раствора, происходит дополнительное нитридообразование по механизму УС—>УN («на месте») и, как следствие, увеличивается эффективная толщина слоя.

4. В НМС со структурой низкоуглеродистого мартенсита, в отличие от сталей с ферритной основой, при азотировании не образуется нитридная сетка, что обусловлено низким содержанием алюминия и более равномерной скоростью диффузии азота в мартенсите по

131 границам и в теле зерна. Это приводит к существенному снижению хрупкости слоя.

5. Износостойкость азотированных ванадийсодержащих НМС в условиях трения скольжения при высоких удельных давлениях на поверхность превышает износостойкость традиционных азотированных и цементованных сталей в 5 и более раз. Кроме того, отсутствие нит-ридной сетки, большая однородность и дисперсность структуры обеспечивают практически одинаковую износостойкость различных зон азотированного слоя.

6. Разработаны принципиальные основы построения технологического процесса изготовления азотированных деталей из НМС. Возможны два варианта технологического процесса: изготовление деталей из отожженной заготовки или заготовки, закаленной с деформационного нагрева.

Технологический процесс изготовления деталей гидротолкателя с использованием стали 10ХЗГНМЮФо,5Т освоен на предприятии ОАО «Инкар».

1. Костецкий Б. И. Фундаментальные закономерности трения и износа. Киев: Машиностроение,1981.

2. Костецкий Б. И. Износостойкость металлов: Учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1980.

3. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физ-матгиз, 1963.

4. Боден Ф.П., Тейлор Д. Трение и смазка. М.: Машгиз, 1960.

5. Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Изд-во АН СССР, 1963.

6. Епифанов Г.И. Зависимость силы трения от нормальной нагрузки // Сухое трение. Рига: Изд-во АН Латв. ССР, 1961.

7. Епифанов Г.И. Влияние адгезии на процесс внешнего трения чистых поверхностей // Сухое трение. Рига: Изд-во АН Латв. ССР, 1961.

8. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 478с.

9. Крагельский И.В. Виноградова Н.Э. Коэффициенты трения. М.: Машгиз, 1962.

10. Bowden F.P. and Tubor D. The Friction and Lubrication of Solids. Part II. Oxford, 1964.

11. Костецкий Б.И. Поверхностная прочность материалов при трении. Киев: Техника, 1976.

12. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970.

13. Костецкий Б.И., Натансон М.Э., Бершадский Л.И. Механохимиче-ские процессы при граничном трении. М.: Наука, 1972.

14. Костецкий Б.И., Колесниченко Н.Ф. Качество поверхности и трение машин. Киев: Техника, 1969.

15. В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин, М.Г. Колокольников. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990.

16. Власов В. М. Работоспособность упрочнённых трущихся поверхностей. М.: Машиностроение, 1987.

17. Любарский И. М., Палатник Л. С. Металлофизика трения. Сер. "Успехи современного металловедения". М.: Металлургия, 1976.

18. Сорокин Г. М., Бобров С. Н. Основы выбора сталей по результатам испытаний на изнашивание. // МиТОМ. 1998. № 2. С. 28 30.

19. Сорокин Г. М., Сафонов Б. П., Лысюк Ф. Я. Методика определения энергоёмкости сталей при нагружении единичным инденто-ром. // Заводская лаборатория: диагностика материалов. 1998. № 2. С. 59 61.

20. Рыбакова Л. М., Куксёнова Л. И. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1982.

21. Справочник по триботехнике: В 3 т. / Под ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе. М.: Машиностроение. 1992. ТЗ: Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний.

22. Рыбакова Л. М., Куксёнова Л. И. Задачи материаловедения в проблеме износостойкости металлических материалов: Учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1991. 56 с.

23. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д., Шпис Г.-И. Теория и технология азотирования. М.: Металлургия, 1994.

24. Лахтин Ю. М., Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1985.

25. Бильченко A.B., Янгева С.А. Влияние условий азотирования на износостойкость стали типа Х13 // Трение и износ. Т.5. 1984. №4. С.726-728.

26. Герасимов С. А., Сидорин И. И., Косолапов Г. Ф. Исследование износостойкости азотированных сталей // Известия Вузов. Машиностроение. 1973. № 5. С. 127 129.

27. Руке-Рабинович Г.С., Тихонычев В.В., Шаурова Н.К, Кузьмина Н.В. и др. Повышение износостойкости быстрорежущих и штампо-вых сталей при ионном азотировании // Трение и износ. Т.12. 1991. №5. С. 849-854.

28. Герасимов С. А. Научные основы разработки технологических процессов азотирования конструкционных легированных сталей, обеспечивающих повышение работоспособности изнашивающихся сопряжений машин: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1997.

29. Stecher Е., Lerche W., Spengler А. Freiberger Forschungshefte. В. 222, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffinductrie. Leipzig, 1981. P.29-37.

30. Lerche W., Spengler A., Böhmer S. Geregeltes Nitieren von Bauteilen (Verbin dungsschichtdicken Zwischen 0 und 20mm ber Nitrierhartetiefen von 0,2 bis 1,0mm) Fertigungstechnick and Betries. Berlin, 1983. P. 496-500.

31. Razim C., Rodrian V. Härterei Techn.Mitt. 40. 1985. S. 141-149.

32. Linhart V., Furbacher I // Neue Hütte. 1983.- P. 1-6-110.

33. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Внутреннее азотирование металлов и сплавов // МиТОМ. 1974. № 3. С.20-28.

34. Гаврилова A.B., Герасимов С.А. Исследование тонкой структуры азотированных сталей // МиТОМ. 1974. №3. С. 14-20.

35. Лахтин Ю.М., Силина Н.В.,Федчун В.А. Структура и свойства бинарных слоев Fe-Al, Fe-V, Fe-Ti II МиТОМ. 1977. №1. С.2-7.

36. Лахтин Ю. М., Силина Н. В., Федчун В. А. Природа высокой твёрдости и хрупкости азотированного слоя стали 38Х2МЮА // МиТОМ. 1981. № 3. С. 12 13.

37. Лахтин Ю. М., Коган Я. Д., Солодкин Г. А. Механизм упрочнения азотированного слоя легированных сталей // МиТОМ. 1983. № 2. С. 25 29.

38. Лахтин Ю.М., Силина И.В. Природа высокой твёрдости легированного феррита после азотирования // МиТОМ. 1977. №6. С.23-31.

39. Гольдштейн М. И., Фарбер В. М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979.

40. Косолапов Г.Ф., Герасимов С.А. О структуре альфа фазы азотированного слоя сталей 38Х2МЮА и 1X13 // МиТОМ. 1973. №5. С.71-72.

41. Лахтин Ю. М., Коган Я. Д. Структура и прочность азотированных сплавов. М: Металлургия, 1982.

42. Гольдштейн М. И., Гринь А. В., Блюм Э. Э., Панфилова Л. М. Упрочнение конструкционных сталей нитридами. М.: Металлургия, 1970. 222 с.

43. Новиков И. И., Розин К. Н. Кристаллография и дефекты кристаллического строения. М.: Металлургия. 1990.

44. Белоцкий A.B. Структура азотистых фаз и принципы легирования сталей для азотирования // МиТОМ. 1975. №12. С.24-27.

45. Лахтин Ю.М. Диффузионные основы процесса азотирования // МиТОМ. 1995. №7. С.14-17.

46. Бабенко Н.П., Косолапое Т.Ф., Герасимов С.А. Влияние легирующих элементов на твёрдость азотированного слоя сталей // Известия Вузов. 1975. №6. С.185-187.

47. Фертик Н. А. Повышенная хрупкость азотированного слоя стали 38Х2МЮА // МиТОМ. 1960. № 3. С. 13 17.

48. Львовский А.Я., Юргенсон A.A. Азотированный слой стали 38Х2МЮА. Исследование износостойкости азотированных сталей. Сборник тезисов докладов всесоюзной конференции. М., 1971.

49. Лахтин Ю. М., Силина Н. В., Федчун В. А. Природа высокой твёрдости и хрупкости азотированного слоя стали 38Х2МЮА // МиТОМ. 1981. № з. С. 12 13.

50. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. М.: Машиностроение, 1976.

51. Львовский А. Я., Юргенсон А. А. Влияние ванадия на свойства азотируемых хромомолибденовых сталей // Вестник машиностроения. 1972. № 8. С. 59 61.

52. Гладова Т.В., Львовский А. Я. Влияние ванадия на свойства азотируемых хромомолибденовых сталей // МиТОМ. 1974. №3. С. 30-33.

53. Лахтин Ю.М., Силина Н.В., Федчун В.А. Структура и свойства азотированных бинарных сплавов Fe-Ai, Fe-V\ Fe-Ti II МиТОМ. 1977. №1. С. 2-6.

54. Бильченко A.B., Горбач В.Г., Дунаева С.А. Азотирование мартен-сито аустенитной стали с разной исхоной структурой //МиТОМ. 1990. №5. С. 36-37.

55. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1965.

56. Лахтин Ю.М., Иоффе Г.А., Цырлин Э.С. Азотируемые низкоуглеродистые мартенситные стали // МиТОМ. 1980. № 3. С. 9-13.

57. Лахтин Ю. М. Регулирование фазового состава и содержание азота в нитридном слое при азотировании стали 38Х2МЮА // МиТОМ. 1996. №1.

58. Бильченко A.B. Азотирование нержавеющих хромистых сталей с использованием углеродосодержащих добавок // МиТОМ. 1981. №1.

59. Беллер 3., Лерхс В., Шпис X., Зимдарс Н., Берг X. Регулируемый процесс азотирования // МиТОМ. 1987. №1. С. 38-41.

60. A.c. 1687645. СССР, МКИ С23 С8/12 Способ азотирования стальных изделий // Бюллетень изобретений. 1976. №9.

61. Аничкина Н.Л, Боголюбов B.C., Бойко В.В. и др. Сравнение методов газового, ионного и вакуумного азотирования // МиТОМ. 1989. №3. С. 9-13.

62. Салькова С.С., Захарюк М.В., Рудман A.B. Влияние ионного азотирования на свойства сталей, применяемых в двигателестроении// МиТОМ. 1986. №8. С. 16-20.

63. Сталь для мягкого азотирования // Sumifoto kinzoku= Sumifoto Metali. 1993. №45. P. 123-124.

64. Федчум В.А. Структура и свойства азотированных сплавов на основе ОЦК-Fe, легированные AI, Si, Ge или Sn II МиТОМ. 1988. №12.

65. Чудина O.B. Комбинированное поверхностное упрочнение стали.// МиТОМ. 1994. №3.

66. Гладова Г.В., Львовский А. Я. Конструкционные азотируемые стали // МиТОМ. 1974. №3. с. 30-33.

67. Пучков В.Г., Бахирев М.А., Герасимов С.А. Повышение изностой-кости азотированных и шлифованных сталей // Известия вузов. Сер. Машиностроение, 1985. С. 156-158.

68. Stecher Е., Lerche W., Spengler A. Freiberger Forschungshefte. В. 222, veb. Deutscher Verlag fur Grundstoffinductrie. Leipzig, 1981. P. 29-37.

69. Клейнер Л.M., Коган Л.И. Косматенко И.Е., Некрасова С.З., Энтин Р.И. Малоуглеродистые конструкционные стали со структурой мартенсита // Бюл. черной металлургии. 1974. № 4. С. 3 9.

70. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращение в железе и стали. М.: Наука, 1977.

71. Бирман С.Р. Экономнолегированные мартенситностареющие стали. М.: Металлургия, 1974.

72. Потак Я.М. Высокопрочные стали. М.: Металлургия, 1972.

73. Коган Л.И., Энтин Р.И. Проблемы металловедения и физики металлов: Сб. М.: Металлургиздат, 1951.

74. Энтин Р.И. Проблемы металловедения и физики металлов,; Сб. №3. М.: Металлургиздат, 1952.

75. Голиков В.М., Коган Л.И., Новиков Б.А., Энтин Р.И. О связи кинетики гамма альфа превращения с характеристиками самодиффузии // ФММ. 1978. Т. 45. №5. С. 5-9.

76. Коган Л.И., Клейнер Л.М., Энтин Р.И. Особенности провращения аустенита в малоуглеродистых легированных сталях // ФММ. 1976. Т.41. №1. С.118-124.

77. Энтин Р.И., Клейнер Л.М., Коган Л.И., Пиликина Л.Д. Низкоуглеродистые мартенситные стали // Известия АН СССР. Сер. Металлы. 1979. №3. С.114-120.

78. Клейнер Л.М., Коган Л.И., Энтин Р.И. Свойства низкоуглеродистого легированного мартенсита // ФММ. 1972. Т.33. №4. С.824-830.

79. Коган Л.И., Энтин Р.И., Клейнер Л.М. Кинетика полиморфного превращения железа // Докл. АН СССР. 1950. Вып. 73. С. 11731176.

80. Клейнер Л.М. Низкоуглеродистые мартенситные стали: Учеб. пос. Перм. гос. техн. ун-т, Пермь, 1997.

81. Marder A.R., Krause F., Trans. Quartenby, 1969. P. 62.

82. Marder A.R., Krause F. // Тр. второй междун. конфер. по прочности металлов и сплавов. Калифорния, 1970. VIII-IX.

83. Георгиев М.Н., Клейнер Л.М., Пиликина Л.Д., Симонов Ю.Н. Трещиностойкость малоуглеродистой мартенситной стали // ФХММ. 1987. №2. С 79-84.

84. Хорнбоген Е. Комбинация различных механизмов упрочнения.-Статистическая прочность и механика разрушения сталей: Сб. науч. трудов / Пер. с нем; Под ред. В. Даля, В. Антона М.: Металлургия, 1986.

85. Apple С.A., Caron R.N. and Krauss G. Met. Trans. 1974, V.5. №3. P.593-599.

86. Грабский M.B. Структура границ зёрен в металлах. М.: Металлургия, 1972. 160с.

87. Саррак В.И., Суворова С.О. Взаимодействие углерода с дефектами в мартенсите // ФММ. 1968. Т.26. С.147-156.

88. Эднерал А.Ф., Изотов В.И., Клейнер JI.M. и др. Низкоуглеродистые мартенситные стали // Проблемы металловедения и физики металлов: М.: Металлургия, 1972. С. 123-133. №

89. Мельников Н.П., Гладштейн Л.И., Горицкий В.М. и др. Низкоуглеродистая мартенситная хромоникельмолибденовая сталь // Известия АН СССР. Сер. Металлы 1983. №2. С. 112-119.

90. Энтин Р.И., Коган Л.И., Одесский П.Д. и др. Прочностные свойства низкоуглеродистой мартенситной стали 07ХЗГНМ // Известия АНСССР. Сер. Металлы 1982. № 4. С. 86-99.

91. Лахтин Ю.М. Физические основы процесса азотирования. М.: Машгиз, 1948.

92. Герасимов С.Л. Прогрессивные методы азотирования. М.: Машиностроение, 1985.

93. A.c. 789627 СССР, МКИ С22 С38/38. Сталь // Бюллетень изобретений. 1980. №47.

94. A.c. 939586 СССР, МКИ С22 С38/50. Сталь // Бюллетень изобретений. 1982. №24.

95. Фертик H.A. О методе оценки хрупкости азотированного слоя // Заводская лаборатория. 1955. № 2. С. 200-201.99.0noda М., Kuroishi N., Motooka N., Sintered Valve Seat Insert for High Performance Engine // Metal Powder Report. №2. 1989. P. 112115.

96. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М. Металлургия, 1981.

97. Рентгенография металлов: Метод, указания / Сост. A.C. Иванов, B.C. Постников; Перм. политехи, ин-т, Пермь, 1986.

98. Береснев Г.А., Постников B.C. Изменение структуры и механических свойств газофазного вольфрама в результате отжига. Пермь, 1995. Деп. в ВИНИТИ 25.07.94. № 1947-В94 БУ № 9.

99. Голиков И.Н., Гольдштейн М.И., Мурзин И.И. Ванадий в стали М.: Металлургия, 1968.

100. Клейнер JI.M., Пиликина Л.Д., Толчина И.В. Теоретические основы разработка и внедрение низкоуглеродистых мартенситных сталей // Современные достижения в области металловедения и термообработки: Сб. науч. тр. / Перм. политехи, ин-т, Пермь. 1985.

101. Ю5.Криштал М.А. Механизм диффузии в железных сплавах. М.: Ме-таллугия, 1972. 400с.

102. Веленсия Г.И., Зеленский В.Н. О хрупкости азотированного слоя стали 38Х2МЮА // МиТОМ. № 1. 1978. С. 58-60.

103. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей: Справочник / Под ред. В.Д. Кальнера. М.: Машиностроение, 1984.

104. Львовский А.Я., Юргенсон A.A. Азотированный слой стали 38Х2МЮА после предварительной термической обработки // МиТОМ. № 9. 1971. С. 65-67.

105. Герасимов С.А. Исследование структуры и свойств азотированных сталей: Автореф. дис. канд. техн. наук / М., 1973.

106. Герасимов С.А., Пучков В.Г., Косолапов Г.Ф. Влияние структуры на поверхность и износостойкость азотированных сталей перлитного класса // Прогрессивные методы термической и химикотер-мической обработки сплавов: Тр. ВМТУ. М., 1987.