автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Формирование износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС

На правах рукописи

Патенкова Елена Петровна

ФОРМИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛАЗЕРНОМ УПРОЧНЕНИИ ЧУГУННЫХ ДЕТАЛЕЙ

СУДОВЫХ ДВС

Специальность 05. 08. 04 - Технология судостроения, судоремонта и организация судоремонтного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток 2004

Работа выполнена в Морском государственном университете имени адмирала Г.И. Невельского

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Ходаковский Владимир Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук Юдаков Александр Алексеевич;

заслуженный работник рыбного хозяйства, кандидат технических наук, профессор Филиппов Григорий Спиридонович.

Ведущая организация - Дальневосточный научно-исследовательский, проектно-изыскательский, конструкторско-технологический институт морского флота (ДНИИМФ)

Защита состоится « 8 » декабря 2004 г. в 10 часов в ауд. 241 на заседании диссертационного совета Д223.005.01 в Морском государственном университете (МГУ) им. адм. Г.И. Невельского по адресу: 690059, г.Владивосток, ул. Верхнепортовая,50а, факс (4232) 41-49-68.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Морского государственного университета им. адм. Г.И. Невельского

Автореферат разослан « 4 » ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд.техн. наук, доцент

Резник А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ш53Г

Актуальность темы. Эффективность эксплуатации судов транспортного флота в значительной степени определяется техническим состоянием их энергетических установок. Сложные условия эксплуатации судовых дизелей (возрастание механических и температурных напряжений, использование высокосернистых тяжелых сортов топлива) обуславливают необходимость повышения их ресурса. Причем суда морского транспорта переходят на систему технического обслуживания и ремонта по их фактическому состоянию. Поэтому возникает проблема повышения эксплуатационной надежности деталей судовых машин и механизмов на стадии их изготовления или ремонта.

Наиболее нагруженными деталями двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются детали цилиндропоршневой группы (ЦПГ), износ рабочих поверхностей которых определяет межремонтный период работы двигателей. Повышение износостойкости рабочих поверхностей деталей судовых ДВС из серого чугуна достигается различными технологическими методами, но перспективным направлением является лазерное упрочнение.

Формирование износостойкой поверхности при лазерном упрочнении является сложным и дорогостоящим процессом, зависящим от многих факторов. В связи с этим технология лазерного упрочнения должна быть адаптирована к конкретным деталям с учетом особенностей их производства или ремонта. Отсюда актуальной становится задача разработки научно-практического метода, обеспечивающего высокую износостойкость упрочняемой поверхности деталей судовых ДВС на реальных (экономически обоснованных) режимах лазерной обработки.

Целью настоящего исследования является повышение долговечности чугунных деталей судовых ДВС лазерной обработкой, обеспечивающей высокую износостойкость рабочих поверхностей на экономически обоснованных режимах.

Научная новизна работы. Проведено детальное изучение процесса формирования износостойкой рабочей поверхности чугунных деталей судовых ДВС при высокоскоростной лазерной обработке, обеспечивающего необходимые структуру, механические свойства поверхности и экономическую эффективность:

- определены граничные условия процесса лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности;

- изучено влияние температуры и времени лазерного воздействия, как основных параметров процесса формирования износостойкой поверхности;

- разработаны математические модели процесса формирования износостойкой поверхности (глубины зоны лазерного воздействия; глубины, величины зерна аустенита и микротвердости зоны оплавления) в зависимости от основных параметров лазерного упрочнения;

- установлены закономерности формирования структуры упрочненного слоя, полученной в результате лазерной обработки, и влияние этой структуры на механические свойства и износостойкость поверхности;

- проведен анализ напряжений сдвига в металлической основе серого чугуна в зависимости от размера упрочняющей фазы;

- построены графические зависимости основных показателей износостойкой поверхности от основных параметров технологического процесса лазерного упрочнения и затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей от времени лазерного воздействия и площади упрочняемой поверхности.

Практическая ценность. Установлены граничные условия технологического процесса лазерного упрочнения чугунных деталей судовых ДВС. Обоснована возможность и целесообразность использования в качестве основных параметров процесса лазерного упрочнения температуры и времени лазерного воздействия. На основании полученных данных разработана технология высокоскоростной лазерной обработки чугунных деталей судовых ДВС, позволяющая повысить срок их службы в 2-3 раза.

Реализация работы. Технологический процесс внедрен в ООО Научно-техническая компания «Алькор К°ЬТБ». По данной технологии проведено опытное упрочнение головок поршней двигателя ДКРН 42/136-10, которое подтвердило ее высокую эффективность. Результаты работы могут быть использованы при ремонте деталей из серого перлитного чугуна, работающих в условиях абразивного износа.

Апробация работы. Основные результаты проводимых исследований докладывались на ежегодных научно-технических конференциях МГУ им. адм. Г.И. Невельского, а также на Международных научно-технических конференциях «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (Владивосток, 2001, 2003 гг.), «Море-2003» (Владивосток, 2003 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в шести статьях, отдельные материалы исследований содержатся в научно-технических отчетах по хоздоговорным работам, выполненных на кафедре при участии соискателя (№ ГР 01860024420, № ГР 01860096496, № ГР 01900018319).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа выполнена на 136 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 41 таблицу и 26 рисунков. В библиографическом списке содержится 105 наименований литературных источников. Приложения представлены на 19 страницах. Общий объем диссертации составляет 166 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность проблемы лазерной обработки серых перлитных чугунов, применяемых для изготовления деталей ЦПГ судовых ДВС, кратко изложены цели и результаты работы.

В первой главе дана характеристика объекта исследования -процесса формирования износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС, включающая в себя

описание серого перлитного чугуна, как основного материала для изготовления большинства деталей ЦПГ, анализ современного уровня технологического процесса лазерного упрочнения, его особенностей и состояния технологического формирования показателей упрочненного слоя.

Материалом большинства ответственных и дорогостоящих деталей ЦПГ судовых ДВС является серый перлитный чугун с пластинчатой формой графита, который в наибольшей степени, как антифрикционный материал, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к этим деталям. Однако практика эксплуатации показала, что требуется дополнительная упрочняющая обработка рабочих поверхностей.

Повышение износотойкости рабочих поверхностей чугунных деталей судовых ДВС осуществляется различными технологическими методами, но наиболее широкое применение при производстве и ремонте данных деталей в последние годы получила лазерная обработка (лазерное поверхностное упрочнение).

Анализ литературных данных показывает, что лазерное поверхностное упрочнение заключается в нагреве участков поверхности детали высококонцентрированным источником тепла с последующим охлаждением с высокой скоростью за счет теплоотво-да во внутренние объемы материала и теплоотдачи поверхности.

Высокая концентрация подводимой энергии определяет важнейшие особенности лазерного упрочнения деталей ЦПГ судовых ДВС:

- возможность обработки только участка поверхности без нагрева всей детали и, следовательно, без изменения структуры и свойств основного материла;

- получение упрочненного слоя с высокими физико-механическими характеристиками;

- обеспечение минимальной остаточной деформации детали после лазерной обработки;

- использование данного процесса в качестве заключительной операции без последующей механической обработки, что особенно важно в условиях ремонтных предприятий.

Многие авторы отмечают, что лазерное упрочнение чугуна может происходить как без оплавления, так и с оплавлением поверхности. Однако огромные преимущества лазерного упрочнения серого чугуна проявляются лишь тогда, когда происходит оплавление поверхностного слоя и его отбел при последующем охлаждении. Поэтому актуальной является задача формирования упрочненного слоя, который содержал бы в своей структуре ледебурит, обеспечивающий высокую износостойкость поверхности. При глубине оплавления около 50 мкм слой расплава недостаточно велик, жидкий металл не стягивается в капли и шероховатость поверхности остается на уровне исходной.

Основными показателями, определяющими работоспособность и износостойкость поверхности детали, подвергнутой лазерной обработке, являются глубина и твердость зоны лазерного воздействия.

Анализ работ, посвященных лазерному упрочнению, показывает, что зависимость основных показателей упрочненного слоя в основном определяется от мощности (или плотности энергии), времени лазерного воздействия и диаметра лазерного луча. На основании проведенного анализа работ по технологии формирования износостойкой поверхности при лазерном упрочнения деталей из серого чугуна при их изготовлении или ремонте сделаны следующие выводы:

1. Учитывая многообразие типов чугунов и особенности лазерного воздействия, не всегда можно воспользоваться результатами уже имеющихся исследований для конкретных практических задач.

2. Предлагаемые исследователями математические модели лазерного упрочнения относятся к конкретной установке, состоянию поглощающей поверхности, окружающей атмосфере и т.п.

3. При обработке рабочих поверхностей деталей из серого чугуна параметры режима лазерного упрочнения должны быть контролируемыми и отражать процессы, происходящие в результате их высокоскоростного нагрева и охлаждения.

4. В качестве основных контролируемых параметров лазерного упрочнения целесообразно принять: температуру в зоне обработки, время лазерного воздействия, диаметр лазерного луча.

5. Для упрочнения крупногабаритных деталей судовых ДВС необходимо применять высокоскоростную лазерную обработку, которая обеспечивает требуемые показатели износостойкой поверхности и экономическую эффективность.

Дальнейшее повышение долговечности чугунных деталей судовых ДВС требует совершенствования процесса формирования рабочей поверхности, обладающей высокой износостойкостью.

Во второй главе изложена методика проведения исследования и используемое при этом оборудование. Схема основных этапов исследования приведена на рис 1.

Главный объект исследования — серый перлитный чугун втулок цилиндров двигателей фирм МАН, Зульцер, Бурмейстер и Вайн и ДКРН Брянского машиностроительного завода.

Исследования по лазерному упрочнению серого чугуна проводили на быстропроточном газоразрядном СO2-лазере непрерывного действия «Плутон-2», с выходной мощностью - 2000 вт, скоростью обработки - 5 м/мин и длиной волны излучения - 10,6 мкм.

Температуру на поверхности обрабатываемого образца измеряли с помощью прибора «Смотрич 1-3-04», предназначенного для измерения температуры в интервале значений от 500 до 1400 °С.

Измерение исходной твердости чугуна проводили по Бринел-лю на приборе ТШ-2; твердомером HLJ-2000, позволяющим измерять твердость по Виккерсу в интервале значений 80-977 НУ.

Микротвердость структурных составляющих чугуна до и после лазерной обработки определяли на приборе ПМТ-3 при нагрузке 0,98 Н.

Металлографические исследования чугуна в исходном состоянии и после лазерной обработки и фотографирование структуры проводили на металлографических микроскопах ММУ-3 и ЕС МЕТАМ РВ-23 при увеличениях хЮО, хЗОО, х500 и хЮСЮ

Рис. 1. Схема экспериментального исследования по технологическому формированию износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС

Глубину зон лазерного воздействия (зоны оплавления и зоны термического влияния) определяли замером наибольшей глубины зоны в поперечном сечении дорожки лазерного воздействия с помощью металлографического микроскопа ММУ-3 при увеличении х80.

Качественный анализ зоны оплавления проводили методом рентгеноструктурного анализа на установке ДРОН-2 в Fe Ка-излучении.

Определение величины зерна аустенита проводили на металлографическом микроскопе ЕС МЕТАМ РВ-23 с помощью окулярной шкалы при увеличении х500 и программы Imeg tool 3.0.

На основании априорной информации и собственных экспериментов выбраны три технологических параметра (фактора), которые влияют на показатели упрочненного слоя при лазерной обработке: Т — температура на поверхности, d - диаметр лазерного луча, - время лазерного упрочнения.

В качестве параметров оптимизации приняты: глубина зоны лазерного воздействия (А), глубина 30 (honjt), микротвердость (Я) и величина зерна (D) зоны оплавления.

В результате анализа литературных источников и предварительных экспериментов выдвинута гипотеза, что зависимости и могут быть с достаточной точностью

аппроксимированы уравнениями регрессии степенного вида

(1)

Зависимости Я = f(T,d, г) и D = f(T,d, г) - полиномом первого порядка:

у-Ьй+ Ьххх + Ъ2х2 + Ь3х3 + bi2xtx2 + ¿13X1X3 + Ъ2 ¡х2х3 + Ьпъх1х2хх. (2)

Эксперимент был поставлен по программе полного факторного эксперимента типа 23 с равномерным дублированием опытов.

Построение экспериментальных зависимостей проводили путем обработки результатов многофакторного эксперимента методами математической статистики. Возможность аппроксимации зависимостей уравнениями регрессии сте-

и

пенного вида и полиномом первого порядка устанавливали проверкой гипотезы адекватности линейной модели.

В процессе исследования были проведены сравнительные испытания на износостойкость серого чугуна в исходном состоянии и после лазерного упрочнения с микрооплавлением по режиму. Т = 1150 °С, Л = 3 мм, г = 0,5 с. Проведено 6 циклов, каждый цикл 1000 оборотов. Общий путь 6000 метров. В качестве истирающей поверхности использовали абразивную шкурку зернистостью 180. Износ образцов определяли на лабораторных весах ВЛА-200-М с точностью до 2-10'4 г. В качестве критерия износостойкости принята интенсивность изнашивания:

где ДС? - уменьшение массы образца; у - плотность чугуна; Б -путь трения; Г -площадь рабочей поверхности образца.

В третьей главе исследована микроструктура серого чугуна в исходном состоянии и после лазерной обработки; получены регрессионные зависимости влияния технологических параметров процесса лазерного упрочнения на показатели упрочненного слоя; рассчитаны напряжения сдвига в металлической основе серого чугуна в зависимости от размера упрочняющей фазы; определена интенсивность изнашивания исходного чугуна до и после лазерного упрочнения.

Металлографические исследования структуры серых чугунов в исходном состоянии показали, что она состоит из перлита (98%) пластинчатого (дисперсность 0,8-1,6 мкм), графита (10-12%) пластинчатой формы (длина включений 60-500 мкм) и тройной фос-фидной эвтектики (мелкозернистая или с пластинками цементита) в виде отдельных включений.

В процессе в исследовании температуру изменялись в пределах 1150-1300 °С, время лазерного воздействия - 0,2-0,8 с, диаметр лазерного луча — 2—4 мм.

Поверхностные слои серого чугуна под действием лазерного воздействия нагреваются до разных температур, поэтому зона ла-

зерного воздействия (ЗЛВ) имеет слоистое строение. Исследование микроструктуры и измерение микротвердости упрочненного поверхностного слоя исследуемых серых чугунов показали неоднородность структуры по глубине. Выявлены две зоны: зона оплавления (зона закалки из жидкого состояния) и зона термического влияния (зона закалки из твердого состояния).

Микроструктура зон лазерного воздействия и их характеристики показаны на рис. 2.

Глубина зоны лазерного воздействия и ее микротвердость являются основными показателями упрочненной поверхности и определяют работоспособность детали в процессе эксплуатации, поэтому необходимо установить связь указанных показателей с основными параметрами технологического процесса лазерного упрочнения.

Построены уравнения регрессии для глубины зоны лазерного воздействия от основных параметров процесса лазерного упрочнения. Анализ полученных уравнений показал, что в рассматриваемых пределах варьирования диаметр лазерного луча не оказывает существенного влияния на глубину ЗЛВ и из уравнения может быть исключен. Глубина ЗЛВ увеличивается с возрастанием температуры на поверхности и времени лазерного воздействия.

На основании полученных уравнений и рассчитанного углеродного эквивалента (Сэ = 3,60-3,88%) для исследуемых чугунов выведена общая зависимость глубины зоны лазерного влияния от принятых факторов:

^=¿•0,568^-г0-4; (2)

где к -коэффициент, зависящий от углеродного эквивалента.

Формула (2) позволяет рассчитать глубину зоны лазерного воздействия для чугунов с углеродным эквивалентом 3,6-3,88% в исследуемом диапазоне температур и времени лазерного воздействия. При расчете ошибка составляет не более 5%.

Построены математические модели глубины зоны оплавления от основных параметров технологического процесса лазерного уп-

Рис.

2. Микроструктура зон лазерного воздействия. х500

рочнения. Анализ полученных моделей показал, что наибольшее влияние на глубину 30 оказывает температура на поверхности материала. Диаметр лазерного луча, в рассматриваемых пределах варьирования, не оказывает существенного влияния на глубину 30. Глубина 30 увеличивается с повышением температуры и времени лазерног воздействия и в рассматриваемых пределах варьирования факторов составляет 10-15% от глубины зоны лазерного воздействия.

Выведена общая зависимость глубины зоны оплавления от принятых факторов на основании полученных моделей и рассчитанного углеродного эквивалента для исследуемых чугунов:

Коо6щ=к-0,ШЪ-Т-тОА. (3)

где к-коэффициент, зависящий от углеродного эквивалента.

Формула (3) позволяет рассчитать глубину зоны оплавления для чугунов с углеродным эквивалентом 3,6-3,88% в исследуемом диапазоне температур и времени лазерного воздействия. При расчете ошибка составляет не более 5%.

Проведен корреляционный анализ для определения связи между микротвердостью зоны оплавления, температурой на поверхности и временем лазерного воздействия.

Построены математические модели зависимости микротвердости зоны оплавления от основных параметров технологического процесса лазерного упрочнения. Анализ моделей показал, что наибольшее влияние на микротвердость зоны оплавления оказывает время лазерного воздействия. Микротвердость 30 уменьшается с повышением температуры и увеличением времени лазерного воздействия, что связано с уменьшением скорости охлаждения и более полным протеканием структурных превращений. Диаметр лазерного луча, в рассматриваемых пределах варьирования, не оказывает существенного влияния на микротвердость зоны оплавления.

Выведена общая формула для определения микротвердости зоны оплавления в зависимости от основных факторов на основании полученных моделей и рассчитанного углеродного эквивалента исследуемых чугунов

Н^ = (1270,3 - 0.363Г -112,2г)Ат, (4)

где к - коэффициент, зависящий от углеродного эквивалента чугуна.

Формула (4) позволяет рассчитать микротвердость зоны оплавления для чугунов с углеродным эквивалентом 3,6-3,88 % в исследуемом диапазоне температур и времени лазерного воздействия. При расчете ошибка составляет не более 6%.

Расчет напряжения сдвига в металлической основе серого чугуна в зависимости от размера упрочняющей фазы (дисперсности перлита в исходном состоянии и дисперсности структурных составляющих металлической основы чугуна в ЗТВ) показал, что чем мельче структура металлической основы, тем выше износостойкость. Влияние размеров упрочняющей фазы на напряжение сдвига показано на рис. 3.

т0 Н/мм1 500 400 300 200 100

О 0.1 0,2 0,3 0,4 0,5 а, мкм

•I-1-1-1-1-1-

1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 а, мкм

Рис. 3. Влияние размеров упрочняющей фазы на напряжение сдвига

1 - после лазерной обработки;

2 - исходное состояние чугуна

Проводились сравнительные испытания на износ чугуна в исходном состоянии и после лазерной обработки. Результаты испытаний приведены на рис.4.

но"

8

6 4

О 1000 2000 3000 4000 5000

Рис. 4. Зависимость износостойкости от состояния серого чугуна

1 - необработанный чугун;

2 - после лазерной обработки

Проведенные расчеты показывают, что износ серого перлитного чугуна в условиях эксперимента в исходном состоянии составляет 0,207 г в расчете на 1000 м пройденного пути, а после лазерной обработки - 0,086 г. Это объясняется тем, что структура исходного чугуна состоит из П+Гр с дисперсностью перлита 0,8... 1,2 мкм, а после обработки по указанному режиму — из ледебурита и зерен аустенита, в которых произошли фазовые превращения. Такая структура характеризуется большой дисперсностью, большим количеством дислокаций и когерентностью. Напряжение, необходимое для перехода дислокаций через препятствия, будет в несколько раз больше, поэтому такой материал меньше изнашивается.

Исследования показали, что при исходной твердости чугунов 1900-2400 НВ, твердость упрочненного слоя (в зоне оплавления) при высокоскоростной лазерной обработке с микрооплавления составляет 7300-8500 Н/мм2. Такое увеличение твердости приводит к уменьшению износа чугунов, подвергнутых лазерной обработке, в 2,5-3 раза.

Упрочнялась опытная партия головок поршней двигателя ДКРН 42/136-10, которые были установлены на суде «Абакан».

Контрольный обмер головок поршней в районе поршневых канавок после 12000 часов эксплуатации двигателя показал, что износ упрочненных рабочих поверхностей практически отсутствует.

Четвертая глава посвящена выбору параметров технологического процесса лазерного упрочнения на экономически обоснованных режимах. С этой целью:

- построены графические зависимости основных показателей износостойкой поверхности от основных параметров процесса;

- проведен расчет затрат на лазерное упрочнение крупногабаритных деталей судовых ДВС (головок поршней диаметром 250-650 мм и втулок цилиндров диаметром 250-750 мм);

- построены графические зависимости затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей в зависимости от площади упрочняемой поверхности и времени лазерного воздействия;

- предложена последовательность выбора параметров технологического процесса лазерного упрочнения деталей судовых ДВС;

- предложены схемы лазерного упрочнения головок поршней и цилиндровых втулок судовых ДВС;

- проведен расчет технико-экономической эффективности лазерного упрочнения головок поршней и втулок цилиндров судовых ДВС.

Графические зависимости основных показателей упрочненного слоя (глубины зоны лазерного воздействия и микротвердости зоны оплавления) от основных параметров (факторов) технологического процесса лазерного упрочнения, построенные на основании математических моделей (2) и (4) в виде линий одного уровня для серых перлитных чугунов с углеродным эквивалентом 3,6-3,88 %, позволяют выбрать требуемый режим лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности (рис. 4 и 5).

Проведен расчет затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей судовых ДВС (головок поршней диаметром 250-650 мм и втулок цилиндров диаметром 250-500 мм) для определения экономической целесообразности технологического процесса лазерного упрочнения. Расчеты сделаны для случая лазерной обработки на установке «Плутон-2» на режимах для:

- головок поршней - время лазерного воздействия 0,5 с, диаметр лазерного луча 3 мм, упрочнялось 80% рабочей поверхности;

- втулок цилиндров - время лазерного воздействия 0,5 с, диаметр лазерного луча 3 мм, упрочнялось 50% рабочей поверхности, дорожки лазерного упрочнения наносились под углом 45° к оси втулки.

И,,., мкм 600

500

400

300

0,20 0,35 0,50 0,65 х, с

Рис. 4. Зависимость глубины зоны лазерного воздействия (А) от температуры и времени лазерного воздействия (при ё = 3 мм)

Рис.5. Зависимость микротвердости зоны оплавления от температуры и времени лазерного воздействия (при ё = 3 мм)

Для определения экономической целесообразности лазерного упрочнения на основании проведенных расчетов построена графическая зависимость затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей от времени лазерного воздействия и площади упрочняемой поверхности (рис. 6).

Рис. 6. Стоимость лазерного упрочнения (О) в зависимости от

времени лазерного воздействия (г=0,2; 0,5; 0,8 с) и площади поверхности (8), подвергаемой лазерному упрочнению а - для головок поршней; б - для втулок цилиндров

Предложена последовательность выбора параметров режима технологического процесса лазерного упрочнения (температуры на поверхности и времени лазерного упрочнения) и схема упрочнения крупногабаритных деталей судовых ДВС (головки поршня и втулки цилиндра).

Расчет экономической эффективности предлагаемой технологии лазерного упрочнения с микрооплавлением рабочих поверхностей крупногабаритных деталей судовых ДВС выполнен по стандартной методики.

20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенного исследования сделаны следующие выводы.

1. Лазерное упрочнение является эффективным методом формирования износостойкой поверхности чугунных деталей ЦПГ судовых две.

2. Граничными условиями при формировании износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС являются:

— отсутствие дефектов в зоне лазерного воздействия;

— требуемая износостойкость;

— рентабельность процесса.

3. Формирование износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС обеспечивается лазерным упрочнением с микрооплавлением поверхности.

4. Основным параметром, определяющим рентабельность технологического процесса лазерного упрочнения рабочих поверхностей крупногабаритных деталей судовых ДВС, является скорость обработки.

5. Определяющими параметрами технологического процесса лазерного упрочнения являются температура на поверхности детали и время лазерного воздействия.

6. Температура на поверхности детали и время лазерного воздействия определяют диффузионные процессы в зоне лазерного воздействия, фазовые переходы, скорость охлаждения обрабатываемого чугуна, а, следовательно, глубину зоны лазерного воздействия и ее микротвердость.

7. Основными показателями, определяющими долговечность деталей, подвергнутых лазерному упрочнению, являются глубина и твердость зоны лазерного воздействия.

8. В результате экспериментального исследования получены следующие математические модели формирования:

— глубины зоны лазерного воздействия;

— глубины зоны оплавления;

- величины зерна аустенита зоны оплавления;

- микротвердости зоны оплавления.

9. Износостойкость чугуна при лазерном упрочнении зависит от величины зерна зоны лазерного воздействия, чем мельче зерно, тем выше износостойкость.

10. При практической реализации технологического процесса лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности чугунных деталей судовых ДВС могут быть использованы графические зависимости основных показателей износостойкой поверхности от параметров процесса.

11. При определении экономической целесообразности применения технологического процесса лазерного упрочнения могут быть использованы графические зависимости затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей от времени лазерного воздействия и площади упрочняемой поверхности.

12. Применение высокоскоростного лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности позволяет повысить износостойкость чугунных деталей судовых ДВС в 2-3 раза.

Эксплуатационные испытания в течение более 12000 часов опытной партии головок поршней, упрочненных лазерным лучом, свидетельствуют об эффективности технологической схемы и способа упрочнения рабочей поверхности.

Экономический эффект за счет увеличения ресурса головок поршней диаметром 250-560 мм для судовладельца составляет в среднем не менее 19,6 тыс. рублей, втулок цилиндров этих же диаметров - не менее 167 тыс. рублей в расчете на одну штуку.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ходаковский В.М., Патенкова Е.П. Особенности структуры упрочненных лазерной обработкой материалов деталей судовых технических средств. - В кн.: Исследования по эфффективности и

качеству судоремонта и технического обслуживания флота. - Владивосток, ДВГМА, 1996. - С. 86-89.

2. Ходаковский В.М., Патенкова Е.П. Математическое моделирование остаточной деформации противоизносных колец головок поршней судовых ДВС после лазерного упрочнения. - В кн.: Автоматизация и новые технологии в судоремонте. - Владивосток, ДВГМА, 2000.-С. 51-55.

3. Ходаковский В.М., Патенкова Е.П. Практика лазерного упрочнения деталей судовых технических средств. - В кн.: Проблемы транспорта Дальнего Востока. Материалы четвертой международной научно-практической конференции. 2-6 октября 2001г. -Владивосток: ДВО Российской Академии транспорта, 2001. -С.129-131.

4. Леонтьев Л.Б., Макаренков А.С, Патенкова Е.П. Металлографические и механические особенности чугуна втулок цилиндров судовых дизелей. - В кн.: Повышение надежности судового оборудования. - Владивосток, МГУ, 2002. - С. 151-160.

5. Патенкова Е.П. Лазерная обработка чугунных деталей судовых технических средств. - В кн.: Проблемы транспорта на Дальнем Востоке. Материалы пятой международной научно-практической конференции. 1-3 октября 2003 г. - Владивосток: ДВО Российской Академии транспорта, 2003. - С. 467-471.

6. Ходаковский В.М., Патенкова Е.П. Особенности лазерного упрочнения чугунных деталей судовых технических средств / Металлообработка, №4, 2003. - С. 26-30.

Патенкова Елена Петровна

ФОРМИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛАЗЕРНОМ УПРОЧНЕНИИ ЧУГУННЫХ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ ДВС

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1,15 уч.издл. Формат 60x84/16

Тираж 100 экз. Заказ № 166

Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а

№20962

РНБ Русский фонд

2005-4 18921

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Характеристика объекта исследования

1.2. Анализ современного уровня технологии лазерного упрочнения чугунных деталей.

1.3. Выводы и постановка задачи исследования

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Схема исследования

2.2. Материалы и изготовление образцов.

2.3. Оборудование для лазерной обработки

2.4. Определение максимальной температуры поверхности в зоне лазерного воздействия

2.5. Определение диаметра пятна излучения на обрабатываемой поверхности

2.6. Определение времени лазерного воздействия

2.7. Математическое планирование эксперимента

2.8. Металлографический анализ

2.9. Определение глубины зоны лазерного воздействия

2.10. Определение величины зерна аустенита зоны оплавления.

2.11. Определение твердости и микротвердости

2.12. Рентгеноструктурный анализ

2.12.1. Определение фазового состава

2.12.2. Определение параметров решетки

2.13. Испытания на износостойкость

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Металлографические исследования чугуна в исходном состоянии

3.2. Влияние режимов лазерной обработки на микроструктуру и свойства серого чугуна

3.3. Дефекты зоны оплавления.

3.4. Влияние режимов лазерной обработки на глубину зоны лазерного воздействия . 75 3.4.1. Определение глубины зоны оплавления.

3.5. Влияние режимов лазерной обработки на величину зерна аустенита в зоне оплавления

3.6. Влияние режимов лазерной обработки на микротвердость зоны лазерного воздействия

3.7. Влияние размера упрочняющей фазы на напряжения сдвига и износостойкость чугуна

3.8. Влияние режимов лазерной обработки на износостойкость серых чугунов

Глава 4. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ ДВС.

4.1. Параметры технологического процесса

4.2. Построение графических зависимостей

4.3. Выбор параметров режима технологического процесса лазерного упрочнения чугунных деталей судовых ДВС.

4.3.1. Схема упрочнения головок поршней судовых ДВС.

4.3.1. Схема упрочнения втулок цилиндров судовых ДВС.

4.4. Расчет технико-экономической эффективности технологии лазерного упрочнения чугунных деталей ЦПГ судовых ДВС

4.4.1. Расчет для головок поршней судовых ДВС.

4.4.2. Расчет для втулок цилиндров судовых ДВС.

Эффективность эксплуатации судов транспортного флота в значительной степени определяется техническим состоянием их энергетических установок. Сложные условия эксплуатации судовых дизелей (возрастание механических и температурных напряжений, использование высокосернистых тяжелых сортов топлива) обуславливают необходимость повышения их ресурса.

В настоящее время развитие судовых технических средств характеризуется возрастанием удельных нагрузок, передаваемых их узлам и деталям. При этом суда морского транспорта переходят на систему технического обслуживания и ремонта по их фактическому состоянию. В этой связи возникает проблема повышения эксплуатационной надежности деталей судовых машин и механизмов на стадии их изготовления или ремонта.

Наиболее нагруженными деталями двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются детали цилиндропоршневой группы (ЦПГ), износ рабочих поверхностей которых определяет межремонтный период работы двигателей.

Материалом большинства ответственных и дорогостоящих деталей ЦПГ (цилиндровые втулки, поршни, поршневые кольца и др.) является серый перлитный чугун, который в наибольшей степени, как антифрикционный материал, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к этим деталям.

Повышение износостойкости рабочих поверхностей деталей из серого чугуна достигается различными технологическими методами (азотированием, фосфатированием, хромированием, высокочастотной закалкой и др.). В последние годы при производстве и ремонте данных деталей более широкое применение находит лазерная обработка, которая позволяет:

- получить качественно новые эксплуатационные свойства поверхностей, недоступные получению традиционными методам;

- обеспечить минимальную остаточную деформацию деталей;

- увеличить производительность;

- полностью автоматизировать технологический процесс.

Формирование износостойкой поверхности при лазерной обработке представляет собой сложный и дорогостоящий процесс, результаты которого зависят от:

- теплофизических свойств материала;

- энергетических и технологических параметров обработки;

- исходной структуры и состава обрабатываемого материала;

- полноты протекания фазовых превращений.

В связи с этим технология лазерного упрочнения должна быть адаптирована к конкретным деталям с. учетом особенностей их производства или ремонта. Отсюда актуальной становится задача разработки научно-практического метода, обеспечивающего высокую износостойкость упрочняемых поверхностей деталей судовых ДВС на реальных (экономически обоснованных) режимах лазерной обработки.

Выполнение настоящей диссертационной работы связано с планом научно-исследовательских работ Морского государственного университета им. адм. Г.И. Невельского (ГБТ «Совершенствование технологии лазерного упрочнения деталей судовых технических средств», № гос. регистрации 01 2003 12633).

Объектом исследования является процесс формирования износостойкой поверхности чугунных деталей судовых ДВС методом лазерного упрочнения.

Целью настоящего исследования является повышение долговечности чугунных деталей судовых ДВС лазерной обработкой, обеспечивающей высокую износостойкость рабочих поверхностей на экономически обоснованных режимах.

Степень обоснованности и достоверности научных положений, выводов и рекомендаций вытекает из приведенных в работе теоретических и экспериментальных исследований.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных методов исследования и экспериментальными данными.

Научная новизна работы. Проведено детальное изучение процесса формирования износостойкой рабочей поверхности чугунных деталей судовых ДВС при высокоскоростной лазерной обработке, обеспечивающего необходимые структуру, механические свойства поверхности и экономическую эффективность процесса:

- определены граничные условия процесса лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности;

- изучено влияние температуры и времени лазерного воздействия, как основных параметров процесса формирования износостойкой поверхности при лазерном упрочнении;

- разработаны математические модели процесса формирования износостойкой поверхности (глубины зоны лазерного воздействия; глубины, величины зерна аустенита и микротвердости зоны оплавления) в зависимости от основных параметров процесса;

- установлены закономерности формирования структуры износостойкой поверхности, полученной в результате лазерного упрочнения, и влияние этой структуры на механические свойства и износостойкость поверхности;

- проведен анализ напряжений сдвига в металлической основе серого чугуна в зависимости от размера упрочняющей фазы;

- построены графические зависимости основных показателей износостойкой поверхности от основных параметров технологического процесса лазерного упрочнения; затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей от времени лазерного воздействия и площади упрочняемой поверхности.

Практическая ценность. Установлены граничные условия технологического процесса лазерного упрочнения чугунных деталей судовых ДВС. Обоснована возможность и целесообразность использования в качестве основных параметров процесса лазерного упрочнения температуры и времени лазерного воздействия. На основании полученных данных разработана технология высокоскоростной лазерной обработки чугунных деталей судовых ДВС, позволяющая повысить срок их службы в 2.3 раза.

Реализация работы. Технологический процесс внедрен в ООО Научно-техническая компания «Алькор K°LTD». По данной технологии проведено опытное упрочнение головок поршней двигателя ДКРН 42/136-10, которое подтвердило ее высокую эффективность. Результаты работы могут быть использованы при ремонте деталей из серого перлитного чугуна, работающих в условиях абразивного износа.

Основные материалы работы докладывались и обсуждались на научных конференциях, в статьях общим объемом 2 печатных листа.

Диссертационная работа изложена на 136 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников и четырех приложений. Работа содержит 41 таблицу и 26 рисунков. В библиографическом списке содержится 105 наименований литературных источников. Приложения представлены на 19 страницах. Общий объем диссертации с приложениями составляет 166 страниц.

1.3. Выводы и постановка задачи исследования

Анализ работ по технологии лазерного упрочнения деталей из серого чугуна при их изготовлении и ремонте позволяет сделать следующие выводы:

1. Лазерная обработка является эффективным методом упрочнения деталей, изготовленных из серого перлитного чугуна.

2. Используемые в настоящее время легированные и модифицированные чугуны не обладают достаточной износостойкостью, что приводит к преждевременной потере работоспособности деталей ЦПГ судовых ДВС.

3. Повышение долговечности деталей ЦПГ судовых ДВС может быть достигнуто лазерным упрочнением их рабочих поверхностей.

4. Формирование структуры с повышенной износостойкостью в поверхностном слое деталей, изготовленных из серого перлитного чугуна, наблюдается при лазерной обработке, как с оплавлением, так и без оплавления поверхности.

5. Выбор режима лазерной обработки необходимо производить с учетом его экономической целесообразности.

6. Упрочнение крупногабаритных чугунных деталей судовых ДВС требует применения высокоскоростной лазерной обработки, обеспечивающей необходимую производительность и, как следствие, экономическую эффективность.

7. Предлагаемые математические модели лазерного упрочнения относятся к данной конкретной установке, состоянию поглощающей поверхности, окружающей атмосфере и т.п.

8. Учитывая многообразие типов чугунов и особенности лазерного воздействия, не всегда можно воспользоваться результатами уже имеющихся исследований для конкретных практических задач.

9. При обработке рабочих поверхностей деталей из серого чугуна параметры режима лазерного упрочнения должны быть контролируемыми и отражать процессы, происходящие в зоне лазерного воздействия в результате высокоскоростного нагрева и охлаждения.

10. В качестве основных контролируемых параметров лазерного упрочнения целесообразно принять:

- температуру в зоне обработки;

- время лазерного воздействия;

- диаметр лазерного луча.

Дальнейшее повышение долговечности чугунных деталей судовых ДВС лазерной обработкой требует совершенствования процесса формирования рабочей поверхности, обладающей высокой износостойкостью. Задачей формирования износостойкой рабочей поверхности чугунных деталей судовых ДВС является:

- исследование граничных условий высокоскоростного процесса лазерного упрочнения;

- разработка математических моделей процесса формирования износостойкой поверхности в зависимости от основных параметров процесса лазерного упрочнения на экономически обоснованных режимах;

- исследование влияния структуры и механических свойств износостойкой поверхности, полученной при высокоскоростной лазерной обработке, на ее износостойкость;

- построение графических зависимостей основных показателей износостойкой поверхности от выбранных параметров технологического процесса лазерного упрочнения;

- построение графической зависимости затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей судовых ДВС от времени лазерного воздействия и площади упрочняемой поверхности.

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Схема исследования

Схема основных этапов экспериментального исследования по технологии формирования износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС, приведена на рис.1.

Методологически экспериментальное исследование решало следующие задачи:

- изучения граничных условий протекания высокоскоростного процесса лазерного упрочнения;

- разработки математических моделей процесса формирования износостойкой поверхности на экономически обоснованных режимах: определение зависимости основных показателей упрочненной поверхности (глубины упрочненного слоя и ее микротвердости) от основных параметров технологического процесса (температуры на поверхности, времени лазерного воздействия и диаметра лазерного луча).

2.2. Материалы и изготовление образцов

Для изготовления деталей ЦПГ судовых ДВС широкое применение находят перлитные серые чугуны. Экспериментальные образцы изготавливались из серого чугуна отработанных цилиндровых втулок двигателей: МАН, Зульцер, Бурмейстер и Вайн, ДКРН.

Химический состав и механические свойства этих чугунов приведены в табл. 2 и 3.

Из указанных серых чугунов были изготовлены образцы для лазерной обработки. Поверхность образцов, подвергаемая лазерному упрочнению, шлифовалась до получения значений параметров шероховатости Ra в пределах от 0,2 до 0,4 мкм.

Рис. 1. Схема экспериментального исследования по технологическому формированию износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы.

1. Лазерное упрочнение является эффективным методом формирования износостойкой поверхности чугунных деталей ЦПГ судовых ДВС.

2. Граничными условиями при формировании износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС являются:

- отсутствие дефектов в зоне лазерного воздействия;

- требуемая износостойкость;

- рентабельность процесса.

3. Формирование износостойкой поверхности при лазерном упрочнении чугунных деталей судовых ДВС обеспечивается лазерным упрочнением с микрооплавлением поверхности.

4. Основным параметром, определяющим рентабельность технологического процесса лазерного упрочнения рабочих поверхностей крупногабаритных деталей судовых ДВС, является скорость обработки.

5. Определяющими параметрами технологического процесса лазерного упрочнения являются температура на поверхности детали и время лазерного воздействия.

6. Температура на поверхности детали и время лазерного воздействия определяют диффузионные процессы в зоне лазерного воздействия, фазовые переходы, скорость охлаждения обрабатываемого чугуна, а, следовательно, глубину зоны лазерного воздействия и ее микротвердость.

7. Основными показателями, определяющими долговечность деталей, подвергнутых лазерному упрочнению, являются глубина и твердость зоны лазерного воздействия.

8. В результате экспериментального исследования получены следующие математические модели формирования:

- глубины зоны лазерного воздействия;

- глубины зоны оплавления;

- величины зерна аустенита зоны оплавления;

- микротвердости зоны оплавления.

9. Износостойкость чугуна при лазерном упрочнении зависит от величины зерна зоны лазерного воздействия, чем мельче зерно, тем выше износостойкость.

10. При практической реализации технологического процесса лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности чугунных деталей судовых ДВС могут быть использованы графические зависимости основных показателей износостойкой поверхности от параметров процесса.

11. При определении экономической целесообразности применения технологического процесса лазерного упрочнения могут быть использованы графические зависимости затрат на лазерное упрочнение рабочих поверхностей крупногабаритных деталей от времени лазерного воздействия и площади упрочняемой поверхности.

12. Применение высокоскоростного лазерного упрочнения с микрооплавлением поверхности позволяет повысить износостойкость чугунных деталей судовых ДВС в 2.3 раза.

Эксплуатационные испытания в течение более 12000 часов опытной партии головок поршней, упрочненных лазерным лучом свидетельствуют об эффективности технологической схемы и способа упрочнения рабочей поверхности.

Экономический эффект за счет увеличения ресурса головок поршней диаметром 250.560 мм для судовладельца составляет в среднем не менее 19,6 тыс. рублей, втулок цилиндров этих же диаметров - не менее 167 тыс. рублей в расчете на одну штуку.

137

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 278 с.

2. Андрияхин В.М. Закалка серых чугунов излучением СОг-лазера // Автомобильная промышленность. 1980, №7. - С.25-26.

3. Андрияхин В.М. Основы лазерной сварки и термообработки. М.: Наука, 1988. - 171 с.

4. Андрияхин В.М., Майоров B.C., Якунин В.П. О поглоща-тельной способности покрытий для лазерной термообработки черных металлов // Физика и химия обработки материалов. 1984, №5. -С.89-93.

5. Андрияхин В.М., Майоров B.C., Якунин В.П. Расчет поверхностной закалки железоуглеродистых сплавов с помощью технологических СОг-лазеров непрерывного действия // Поверхность. Физика, химия, механика. -1983, №6. С.140-147.

6. Андрияхин В.М., Чеканова Н.Т. О некоторых видах покрытий, используемых при обработке металлов излучением лазера // Поверхность. Физика, химия, механика. 1983, №2. - С. 145-149.

7. Архипов В.Е., Гречин А.Н., Хива М.Л. Лазерная обработка ферритного чугуна // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. №4. - С.16-18.

8. Астапчик С.А., Бакунин В.Б., Ивашко B.C. Структурные и фазовые превращения в сталях и сплавах при лазерной термической обработке // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. №2 - С. 2-5.

9. Асташкевич Б.М. Прочность и износостойкость чугуна для втулок цилиндров дизелей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. №7. - С.31-34.

10. Асташкевич Б.М., Воинов С.С., Шур Е.А. Лазерное упрочнение втулок цилиндров тепловозных дизелей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1985. №4. - С. 12-15.

11. Бернштейн M.JL, Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. — М.: Металлургия, 1970. — 472с.

12. Богачев И.Н. Металлография чугуна. М.-Свердловск: Машгиз, 1952. - 367с.

13. Богомолова Н.А. Практическая металлография. — М.: Высшая школа, 1987. 240с.

14. Бочвар А.А. Металловедение. — М.: Металлургиздат, 1956. 492 с.

15. Бочвар И.Н. Металлография чугуна. — М.: Машиностроение, 1952. 368 с.

16. Бунин К.П., Малиночка Я.Н., Таран Ю.Н. Основы металлографии чугуна. М.: Металлургия, 1969. - 415 с.

17. Василенко А.А., Григорьев И.С. Модифицированный чугун в машиностроении. Киев: Гос. изд-во технической литературу Украины, 1950. — 167с.

18. Влияние лазерного термоупрочнения на сопротивление усталости и износостойкость коленчатого вала из чугуна ВЧ70 / A.M. Бернштейн, А.А. Гусенков, И.М. Петрова и др. // Вестник машиностроения, 1993, №1. С.53-56.

19. Влияние лазерной обработки поверхностей на триботех-нические характеристики трущихся сопряжений. / Козлов Г.И., Кузнецов В.А., Михин Н.М., Литвинов В.Н. // В сб.: Повышение износостойкости деталей машин. Баку, 1980. - 20с.

20. Ворохобин С.В., Патенкова Е.П., Юзов А.Д. Основы научно-исследовательских и опытно-конструктурских работ: Учебное пособие. Владивосток: Мор.гос.ут-т, 2002. - 180с.

21. Выбор параметров лазерного нагрева углеродистых сталей для получения заданной глубины закалки / Дубровская Е.А., Копец-кий Ч.В., Крапошин B.C. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986, №9. - С.32-35.

22. Высшая математика с основами математической статистики / Белинский В.А., Калихман И.Д., Майстров А.Е. и др. М.: Высшая школа, 1965. - 516 с.

23. Гаджиев A.M. Поверхностное термическое упрочнение серых чугун лазерным излучением // Вестник машиностроения. — 20, №4. С.48-49

24. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. M.-JL: Машиностроение, 1966. - 562с.

25. Гиршович Н.Г. Чугунное литье. М.: Металлургиздат, 1949. - 264с.

26. Горленко О.А., Чистов В.Ф., Фролов Е.Н. Экономия материалов и энергии при лазерном упрочнении // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. №5. - С.14-15.

27. ГОСТ 1412-85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки. Переизд. апрель 1990 г., огр. отм. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 5с.

28. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения = Surface roughness. Parameter and characteristics. Переизд. Сент. 1990 г. с изм. 1. — М.: Изд-во стандартов, 1990. - 10с.

29. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989. — 302с.

30. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Методы поверхностной лазерной обработки. М.: Высшая школа, 1987. - 192с.

31. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Основы лазерного термоупрочнения сплавов. М.: Высшая школа, 1988. - 161с.

32. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986.542с.

33. Дубняков В.Н., Кащук O.JI. Соотношение между количественными характеристиками микроструктуры и износостойкостью серого чугуна, упрочненного лазерным излучением // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986, № 9. - С.35-39.

34. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. М.: Наука, 1980. - 228с.

35. Естегнеев В.И., Седых В.И., Ходаковский В.М. Лазерное упрочнение стальных и чугунных деталей судовых ДВС. — М.:Морской транспорт. Экспресс-информ. В/О «Мортехинформ-реклама». Сер. Судоремонт, вып. 6(555). 1986. - С.1-12.

36. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. — М.: Металлургия, 1983. 350с.

37. Изменение структуры и свойств гильз цилиндра двигателя внутреннего сгорания после лазерной обработки / Седунов В.К., Андрияхин В.М., Чеканова Н.Т. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980, №9. - С.10-13.

38. Кидин И.Н. Фазовые превращения при ускоренном нагреве стали. М.: Металлургиздат, 1957. — 96с.

39. Кокора А.Н., Жуков А.А., Эпштейн Л.З. Поверхностное упрочнение деталей из серого чугуна излучением лазера непрерывного действия // Физика и химия обработки материалов. -1977. №3. С.28-34.

40. Кокора А.Н., Жуков А.А., Эпштейн Л.З. Поверхностное упрочнение излучением лазера непрерывного действия чугунов с компактными включениями графита // Физика и химия обработки материалов. 1977. №4. - С.23-26.

41. Кондратьев Н.Н. Отказы и дефекты судовых дизелей. -М.: Транспорт, 1985. 152с.

42. Косырев Ф.К., Крапошин B.C. Использование известных теплофизических оценок для выбора параметров лазерной обработки // Поверхность. Физика, химия, механика. -1983, №9. С.118-123.

43. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. - 480с.

44. Крапошин B.C. Влияние остаточного аустенита на свойства сталей и чугунов после поверхностного оплавления // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1994, №2. — С.2-5.

45. Крапошин B.C. Зависимость глубины закалки сталей и чугунов от режима лазерного облучения // Физика и химия обработки материалов. 1988, №6. - С.88-96.

46. Крапошин B.C. Термическая обработка стали и сплавов с применением лазерного луча и прочих прогрессивных видов нагрева // Металловедение и термическая обработка: Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. М. 1987. Т.21. С. 144-200.

47. Крапошин B.C., Шахлевич К.В., Бирюков В.П. Лазерное расплавление поверхности луча со сканированием луча // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988, №11. — С.57-59.

48. Крапошин B.C., Шахлевич К.В., Вязьмина Т.М. Влияние лазерного нагрева на количество остаточного аустенита в сталях и чугунах // Металловедение и термическая обработка металлов. -1989, №10. С.21-29.

49. Криштал М.А., Жуков А.А., Кокора А.Н. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера. М.: Металлургия, 1973. - 194с.

50. Лаборатория металлографии / Панченко Е.В., Скаков Ю.А., Кремер Б.И. и др.// Под ред Б.Г. Лившица. — М.: Металлургия, 1965. 440с.

51. Лазерная закалка чугунных деталей станков. / Самсонов В.И., Ан B.C., Шныпкин А.Г. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. №11. - С.6-8.

52. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн 3. Методы поверхностной лазерной обработки: Учебное пособие для вузов /А.Г.Григорьянц, А.Н.Сафонов: Под ред. А.Г.Григорьянца. М.: Высш.шк., 1987. - 191с.

53. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн 6. Основы лазерного термоупрочнения сплавов: Учебное пособие для вузов / А.Г.Гри-горьянц, А.Н.Сафонов: Под ред. А.Г.Григорьянца. М.: Высш.шк., 1987. - 159с.

54. Лазерное упрочнение коленчатых валов из высокопрочного чугуна / Левченко А.А., Тананко И.А., Гуйва Р.Т. и др. // Физика и химия обработки материалов. 1987, №1. - С.62-68.

55. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1980. - 493с.

56. Леонтьев Л.Б., Макаренков А.С., Патенкова Е.П. Металлографические и механические особенности чугуна втулок цилиндров судовых дизелей. — В кн.: Повышение надежности судового оборудования. Владивосток, МГУ, 2002. - С.151-160.

57. Маренков Н.А. Обнаружение и устранение дефектов судовых дизелей. М.: Транспорт, 1975. - 224с.

58. Материаловедение / Б.И. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др. /Под ред. Б.И. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986. - 384с.

59. Материаловедение и технология металлов / Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюнин В.М. и др.; Под ред. Фетисова Г.П. М.: Высш. шк., 2002. - 638с.

60. Металловедение и современные методы термической обработки чугуна. Сборник статей / Под ред А.Ф.Ланда. М.: Маш-гиз, 1955. - 291с.

61. Металловедение и термическая обработка стали. В 3-х т. /Под ред М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. Т.1. Методы испытаний и исследования. - М.: Металлургия, 1991. - 462с.

62. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Индицирова-ние рентгенограмм. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1981. 493с.

63. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов. М: Машиностроение, 1979. — 134с.

64. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера, М.: Изд-во Моск. ун-та, 1975. - 383с.

65. Мирошниченко Н.С. Закалка из жидкого состояния. — М.: Металлургия, 1082, 167с.

66. Молиан, Болдуин. Исследование износа образцов из серого и высокопрочного чугуна с лазерным упрочнением поверхности. Часть 1. Износ при скольжении // Проблемы трения и смазки. 1986, №3. - С.28-37.

67. Мордвинкин П.П. Технология упрочнения цилиндровых втулок судовых двигателей лазерной обработкой. Авторефератдиссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Нижний Новгород: ВГАВТ, 2000. - 22с.

68. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение: София. Техника, 1980. — 304с.

69. Новиков В.И. Дефекты кристаллического строения. — М.: Металлургия, 1983. 232с.

70. Одинг И.А. Теория дислокаций в металлах и ее применение. М.: АН СССР, 1959. - 84с.

71. Панченко Е.В. Лаборатория металлографии. М.: Металлургия, 1965. - 439с.

72. Патент №2008488 Россия, МКИ F 02 F 3/00, F 16 J 9/00. Поршень двигателя внутреннего сгорания. Мечейко И.О., Хода-ковский В.М. Заявлено 01.07.91. Опубликовано 28.02.94.

73. Пляскин И.И. Оптимизация технических решений в машиностроении. М.: Машиностроение, 1982. - 176с.

74. Рабинович М.Х. Прочность и сверхпрочность металлов. — М.: Изд. АН СССР, 1963. 198с.

75. Распределение остаточных напряжений на поверхности сталей, упрочненных непрерывным СОг-лазером. / Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н., Майоров B.C. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1987. №9 С.45-49.

76. РД 31.01.03-78. Методика определения экономической эффективности использования на морском транспорте новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦРИА «Морфлот», 1979. - 71с.

77. Решение математических задач средствами Excel: Практикум/ В.Я.Гельман. СПб: Питер, 2003. - 240с.

78. Рыкалин Н.Н., Зуев И.В., Углов А.А. Основы электроннолучевой обработки материалов. М.: Машиностроение, 1978. -239с.

79. Рэди Дж. Промышленное применение лазеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. - 638с.

80. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. — М.: Металлургия, 1976. 271с.

81. Сафонов А.Н. Особенности лазерной закалки поверхности графитизированных сталей и чугунов // Вестник машиностроения.- 1999, №4. С.22-26.

82. Сафонов А.Н. Структура и микротвердость поверхностных слоев железоуглеродистах сплавов после лазерной закалки // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996, №2. — С.20-25.

83. Сафонов А.Н., Григорьянц А.Г. Лазерные методы термической обработки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986.- 47с.

84. Свойства конструкционных материалов на основе углерода / Под ред. В.П.Соседова. М.: Металлургия, 1975. - 336с.

85. Семенов B.C. Теплонапряженность и долговечность ци-линдропоршневой группы судовых дизелей. М: Транспорт, 1977.- 182с.

86. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. — М.: Машиностроение, 1981.- 184с.

87. Структура зоны упрочнения чугунных гильз после лазерной обработки / Молчан И.В, Величко О.А., Авраменко И.Ф., Карета H.JL и др. // Автоматическая сварка. -1987. №9. С.23-25.

88. Теплова Л.П. Перспективные технологии упрочнения в стройиндустрии // Металловедение и термическая обработка металлов.- 2000, №4. С.28.

89. Технология лазерного упрочнения деталей машиностроения. / Бородичев А.С., Гутман М.Б., Дивинский и др. // Труды Все-союз. конф. Применение лазеров в народном хозяйстве. — М.: Наука, 1986. С.159-165.

90. Упрочнение деталей лучом лазера / Коваленко B.C., Головко П.Ф., Меркулов Г.В., и др. Киев: Техника, 1982. — 130с.

91. Федорко П.П. Новые зарубежные материалы для изготовления цилиндровых втулок дизелей и способы их обработки. — М.: Морской транспорт. Экспресс-информация. В/О «Мортехинформ-реклама». Сер. Судоремонт., вып. 9(616). С.3-12.

92. Физическое металловедение. Вып. 3. Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов. / Под ред. Р.Кана. Пер с англ. М.: Изд-во «Мир», 1968. - 484с.

93. Ходаковский В.М. Лазерное упрочнение судовых технических средств.- Владивосток: МГУ, 2001. 76с.

94. Ходаковский В.М. Формирование показателей поверхностного слоя деталей судовых технических средств при лазерном упрочнении. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Владивосток: ДВГМА, 1998. - 24с.

95. Ходаковский В.М., Патенкова Е.П. Особенности лазерного упрочнения чугунных деталей судовых технических средств / Металлообработка, №4, 2003. С.26-30.

96. Чугун / Под ред А.Д. Шермана, А.А. Жукова. М.: Металлургия, 1991. - 576с.

97. Indurimento per transformazione di fase di leghe ferrose me-diante lazer di potenza / Antona P., Blarasin A., Castagna M., Gay P. // Fonderia ital. 1980,V.29, №3. - P.61-71.