автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Исследование графитизации кремнистых сталей при цементации в карбонатно-сажевых карбюризаторах

На правах рукописи Летов Сергей Сергеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАФИТИЗАЦИИ КРЕМНИСТЫХ СТАЛЕЙ ПРИ ЦЕМЕНТАЦИИ В КАРБОНАТНО-САЖЕВЫХ КАРБЮРИЗАТОРАХ

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск - 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Курский государственный технический университет» на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Переверзев Владимир Михайлович

Официальные оппоненты, доктор технических наук

Борсяков Анатолий Сергеевич

кандидат технических наук Серебровская Людмила Николаевна

Ведущее предприятие: ОАО «Ленинградский металлический завод», г. Санкт-Петербург

Защита состоится «22» декабря 2004 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.01 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040 г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Автореферат разослан 2. ^ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент „ Локтионова О.Г.

2 ¿>¿>6 V

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важная проблема современного машиностроения и ремонтного производства - обеспечение надежной работы узлов трения (подшипников, подпятников, шарниров, направляющих, кулачковых механизмов, тормозных устройств и т.п.). Неблагоприятное соотношение свойств твердых тел, контактирующих при трении, приводит к схватыванию с образованием наростов и задиров, заеданию и к ускорению их изнашивания.

Наиболее доступным, эффективным и широко используемым средством борьбы со схватыванием и уменьшением трения в сопряжениях является применение смазочных материалов (жидких, пластичных и твердых), которые подаются в узлы трения и обеспечивают их работоспособность. Однако в современных машинах существует много узлов трения, в которые затруднительно подать смазку в необходимых количествах. Для таких сопряжений используют детали, изготовленные из антифрикционных материалов (серых, ковких и высокопрочных чугунов и т.п.), имеющих низкий коэффициент трения и низкую склонность к схватыванию.

Хорошие триботехнические свойства чугуна обеспечиваются тем, что содержащийся в нем графит играет роль молекулярной смазки на поверхностях трения и, кроме того, обусловливает повышенную пористость материала, благодаря чему поверхностные слои деталей в какой-то мере пропитываются маслом, облегчающим трение деталей и уменьшающим износ.

Детали, изготовляемые из обычных конструкционных сталей ковкой, штамповкой и механической обработкой имеют более высокие прочностные показатели, чем чугунные отливки, однако их антифрикционные свойства гораздо ниже, чем у деталей, отливаемых из чугуна. Необходимость сочетания свойств стали и чугуна привела к созданию высокоуглеродистой графитизированной стали, часть углерода в которой содержится в виде мелкодисперсных графитных включений. Однако графитизированные стали не нашли широкого применения из-за дороговизны и длительности технологического процесса графитизации.

Одним из возможных способов получения графитосодержащих слоев на трущихся поверхностях стальных деталей является цементация с образованием графита в диффузионных слоях. Однако известные способы графитизации, состоящие в науглероживании и последующем гра-фитизирующем отжиге, так же широкого практического применения не получили по тем же причинам.

Поэтому до настоящего времени остается весьма актуальной задача улучшения антифрикционных свойств стальных изделий, используемых в автомобильной, тракторной, сельскохозяйственной и дру-

«С *Аи»ОН-иЙм»м] ммиогска i

гих отраслях машиностроения, таким методом, который по длительности, стоимости и технологичности не уступал бы обычной цементации.

Цель работы - создание технологического процесса цементации, который позволял бы науглероживать низколегированные стали до составов чугунов и получать при этом структуру диффузионных слоев, состоящую из избыточных включений графита, изолированных друг от друга в стальной матрице.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать условия образования графитосодержащих диффузионных слоев, при цементации низколегированных сталей.

2. Разработать карбюризатор для цементации кремнистых сталей типа 55С2-70СЗ, обеспечивающий равномерное науглероживание их диффузионных слоев до составов чугунов со скоростью, приемлемой для массового производства.

3. Исследовать влияние температуры и длительности цементации на структуру и состав графитосодержащих диффузионных слоев кремнистых сталей.

4. Исследовать свойства графитизированных цементованных кремнистых сталей и определить оптимальные режимы их термической обработки.

5. Разработать технологию грфитизации деталей, работающих в условиях интенсивного изнашивания и наметить пути использования разработанного метода химико-термической обработки стали.

Методы исследований. Химический состав цементованных сталей определяли экспресс - спектральным методом на спектрографе ИСП-22, дюраметрические исследования проводили с использованием твердомера ТК-2 «Роивелл» и микротвердомера ПМТ-3. Исследования структуры проводили методами оптической микроскопии на металлографическом микроскопе МИМ-8 и методами рентгеноструктурного анализа на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3. Износостойкость графитизированных слоев кремнистых сталей исследовали на машинах трения Х4-Б и СМЦ-2 в различных условиях изнашивания, ударную вязкость определяли на маятниковом копре МК-30 и специальном копре с пониженной энергией удара.

Научные положения, выносимые на защиту:

- состав карбонатно-сажевого карбюризатора, позволяющий науглероживать кремнистые стали до составов чугунов и получать структуру диффузионных слоев, содержащую включения графита в металлической матрице;

- механизм графитообразования в кремнистых сталях, заключающийся в том, что при температуре цементации диффузия кремния в

•

I »

1 > ;

5 •«. **

V « ** *

неравномерном у-твердом растворе за счет эффекта Киркендалла вызывает образование пор, которые заполняются углеродом, поступающим из высокоактивного карбюризатора;

- способ ускорения графитоообразования в сталях, прошедших предварительную закалку, является следствием того, что закалка приводит к образованию в поверхностных слоях микротрещин и других дефектов, являющихся зародышами графитных включений и облегчающих рост этих включений при науглероживании стали;

- результаты экспериментального исследования свойств графи-тизированных кремнистых сталей, устанавливающие зависимости твер-

> дости, ударной вязкости, износостойкость в различных условиях трения

и др. от особенностей структуры и состава диффузионных слоев.

Достоверность научных положений. Достоверность результа-| тов исследований и научных положений, представленных в диссерта-

ции, обеспечена применением современных, теоретически обоснованных и апробированных методик исследований, использованием поверенных приборов и оборудования, многократной повторностью опытов, их статистической обработкой методами теории вероятностей, проведением опытно-производственных испытаний разработанной технологии графитизации и эксплуатационными испытаниями графитизированных деталей. Модельные представления, разработанные в диссертации, не противоречат результатам работ и выводам других авторов.

Научная новизна.

1. Исследованы режимы процесса графитизации стали, обеспечивающие получение в структуре диффузионных слоев.

2. Раскрыты механизмы зарождения и роста графитных включений в аустените кремнистых сталей.

3. Исследовано влияние предварительной закалки на ускорение графитообразования при цементации за счет образования дефектов на поверхности стали, заполняемых графитом в процессе науглероживания.

4. Получены новые экспериментальные данные по износостойкости графитосодержащих слоев цементованных сталей в различных условиях изнашивания, определены области применения графитизированных деталей.

Практическая значимость работы.

На основе обобщения теоретических и экспериментальных исследований разработана и опробована в производственных условиях технология поверхностной графитизации конструкционных низколегированных сталей, обеспечивающая их повышенную стойкость против изнашивания и схватывания. Цементация с предварительной закалкой деталей тормозной системы автомобиля (разжимных кулаков, валов

разжимных кулаков, осей тормозных колодок, осей педалей), выполненная по разработанной технологии, обеспечила работоспособность и высокую долговечность этих деталей при работе в условиях недостаточной смазки.

Результаты работы можно рекомендовать для использования на предприятиях автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения, а также в ремонтном производстве.

Личный вклад автора. Проведен анализ условий графитиза-ции стали при различных видах обработки, рассмотрены свойства и области применения графитизированных сталей. Разработан и исследован высокоактивный карбюризатор, обеспечивающий образование в структуре диффузионных слоев включений графита в процессе науглероживания. Исследовано влияние режимов цементации и послецементацион-ной обработки на структуру и свойства графитосодержащих слоев кремнистых сталей. Установлено влияние предварительной закалки кремнистой стали на интенсификацию графитообразования при цементации и раскрыт механизм этого влияния. Проведена апробация разработанного способа поверхностной графитизации стали в производственных условиях.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курской государственной сельскохозяйственной академии 18-21 марта 2003 года, на X Российской научно-технической конференции с международным участием «Материалы и упрочняющие технологии - 2003», посвященной 40-летию Курского государственного технического университета 23 -25 ноября 2003 г.; на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курской государственной сельскохозяйственной академии 24 - 27 февраля 2004 года

Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, включает рисунков, таблиц. Библиографический список содержит 121 наименование источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и поставлена задача исследования.

В первой главе выполнен аналитический обзор научно-технической литературы по графитизации стали, по свойствам графити-зированных сталей и областям их применения.

Граитизация в железоуглеродистых сплавах может проявляться не только в чугунах, содержащих большое количество углерода (выше предела растворимости в железе), но и в сталях при особых условиях их термической обработки. Углерод отжига (графит) в доэвтектоидных и эвтектоидных сталях образуется в процессе очень длительного отжига при температуре ниже точки А,, а заэвтектоидных - при отжиге между точками А] и Аст. В этих условиях зародыши графита могут образоваться в результате распада цемента либо элементарный углерод ожжет выделяться непосредственно из твердого раствора на дефектах структуры или на поверхностных зародышах.

С увеличением общего содержания углерода в сталях их склонность к графитизации увеличивается, причем графитизация может происходить при более высоких температурах (760...800 °С). Пластическое деформирование (ковка) инструментальных сталей при низких температурах также может вызвать графитизацию под влиянием ковочных напряжений («черный излом»).

Легирующие элементы, присутствующие в конструкционных легированных сталях, по разному влияют на их склонность к графитизации. Наибольшее влияние на склонность к графитизации оказывает кремний. Кремний снижает растворимость углерода в у-железе и способствует выделению углерода в соответствии со стабильной системой железо-графит. Введение кремния в цементуемую сталь вызывает уменьшение глубины цементации и при высоком содержании кремния сталь приобретает склонность к графитизации в процессе науглероживания.

Поверхностная графитизация стали может быть достигнута цементацией с последующим длительным графитизирующим отжигом в зоне критических температур. При этом для интенсификации формирования диффузионного слоя не обходим специальный твердый карбюризатор с добавками наводороженного железа.

Применение графитизированных сталей, имеющих в структуре ' дисперсные графитные включения в металлической матрице, для некоторых деталей машин и инструмента основывается на уникальном сочетании в них свойств стали и чугуна, т.е. высокой прочности и хороших антифрикционных свойств поверхности. Закалка высокоуглеродистой графитизированной стали с температуры 760 °С обеспечивает твердость до 63...64 ИКС, что вполне достаточно для обеспечения высокой износоустойчивости и прочности.

Область использования графитизированных сталей примыкает к области применения ковких и высокопрочных чугунов, однако прочностные свойства чугунного литья лишь приближаются к свойствам стали, никогда не достигая уровня последней. Это обстоятельство оправдывает постановку задачи по разработке технологии получения стальных изделий с графитизированными цементованными слоями, позволяющей расширить область применения графитизированных сталей, в частности в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении.

Во второй главе изложена методика экспериментальных исследований структуры и свойств цементованных слоев кремнистых сталей. Для исследования были выбраны стали 55С2 и 70СЗА, которые выпускаются промышленностью в массовых количествах и широко используются для изготовления автомобильных рессор и пружин. Выбор основывался на том, что эти стали содержат в своем составе кремний, который, как известно, способствует графитизации (черному излому) и препятствует карбидообразованию при термообработке.

Количество собственного углерода в этих сталях недостаточно для образования свободного графита в структуре (в графитизированных сталях, например, собственного углерода не менее 1,6 %, а в чугунах более 3 %), поэтому было предпринято их науглероживание для получения в поверхностных слоях большого количества углерода, достаточного для образования графита.

Цементацию кремнистых сталей проводили с использованием пастообразных карбюризаторов на основе сажи и активизирующих компонентов. Покрытие наносили на цементуемые поверхности слоем 2...3 мм и высушивали, после чего образцы упаковывали в герметичные контейнеры с древесноугольным наполнителем и проводили цементационный отжиг в шахтных и камерных лабораторных электропечах.

Закалку и отпуск образцов из кремнистых сталей производили в тех же печах в воздушной атмосфере.

Для изучения состава, структуры и свойств цементованных сталей использовали химический, микроструктурный и рентгеноструктур-ный анализы, определяли твердость и микротвердость диффузионных слоев по стандартным методикам, а также проводили испытанияграфи-тизированных сталей на износостойкость и ударную вязкостью

Износостойкость определяли по методике М.М. Хрущова на машине Х4-Б при трении по закрепленному абразиву и на машине трения СМЦ-2 с использованием стальных и чугунных контртел в различных условиях смазки и без смазки. Износ определяли весовым методом с использованием аналитических весов ВЛА-200М.

Испытания на ударную вязкость проводили на стандартных образцах на маятниковом копре МК-30, а также на малых образцах сечением 2*2 мм цементованных насквозь на оригинальном маятниковом копре с пониженной живой силой (1...2 Дж) с односторонним креплением образца.

Для уменьшения количества опытов при экспериментальных исследованиях использовали двухфакторное рототабельное планирование эксперимента, расчеты по статистической обработке экспериментальных данных производили на ПЭВМ.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию графитизации сталей при науглероживании. Для науглероживания кремнистых сталей было испробовано несколько составов высокоактивных карбюризаторов на основе сажи в разработанных в свое время В.М. Переверзевым с учениками.

Были испробованы пастообразные карбюризаторы с добавками углекислого бария (15 %) и углексислого натрия (15 %), а в качестве жидкой составляющей (для получения пастообразной консистенции) использовали триэтаноламин, карбомитилцелллюлозу (клей КМЦ) и поливинилацетатную эмульсию (клей ПВА).

Образцы сталей перед цементацией подвергали закалке с температуры 850°С в воде для того, чтобы получить в структуре закалочные микротрещины, которые, как мы предполагали, могли бы служить местами легкого образования графита при науглероживании стали.

Наилучшие результаты графитообразования были получены при использовании карбюлизатора, содержащего 85 % газовой сажи, 15 % углекислого натрия (соды) и поливенилацетатную эмульсию (ПВА) в качестве жидкой составляющей.

Карбюризаторы других составов обеспечили меньшую глубину науглероживания и меньшее количество графитных включений в структуре, чем приведенный выше.

Диффузионные слои на стали 55С2 получились примерно 1,5 раза большими, чем на стали 70СЗ при одинаковых условиях науглероживания (Ду = 920 °С), (длительность 6 часов). Глубина цементации стали 55С2 составляла ~ 1,2 мм, глубина цементации 70СЗ ~ 0,8 мм. Такое уменьшение глубины цементированного слоя очевидно связано с отрицательным влиянием кремния, который, как известно, уменьшает коэффициент диффузии углерода в решетке железа. Это влияние достаточно сложное и его выяснение требует специального исследования.

В дальнейшем для исследования нами была оставлена только одна сталь 55С2, на которой получены лучшие результаты науглерживания.

Температура и длительность цементации кремнистой стали 55С2 оказывает заметное влияние на глубину диффузионного слоя и на содержание в нем графита, а также морфологию графитных включений.

Повышение как температуры, так и длительность цементации вызывает интенсивное увеличение глубины диффузионного слоя, а также увеличивает содержание графита в структуре. Например, цементация при 900 "С в течение 6 часов обеспечивает получение на цементованной поверхности ~ 12 % графита, а цементация при 950 °С в течение такого же времени обеспечивает получение уже около 22 % графита в виде относительно равноосных изолированных включений.

Предварительная закалка кремнистой стали способствует интенсификации образования графита при науглероживании. Микроструктурный анализ закаленной стали 55С2 показал, что во время мар-тенсистой закалки на образцах образуются многочисленные волостные и щелевидные микротрещины, пронизывающие поверхностную зону стали (рис. 1 а). В цементованной стали такую же форму приобретают и образующиеся в микротрещинах включения графита (рис. 16).

а) б)

Рис. 1. Микроструктуры закаленной (а) и цементованной после закалки (б) стали 55С2 (х 500)

Графитизация кремнистой стали происходит при цементации в высокоактивном карбюризаторе и без предварительной закалки (рис. 2), однако скорость графитизации при этом примерно в 2...3 раза ниже, а графитные включения имеют в основном округлую форму.

Изменение режимов цементации незакаленной кремнистой стали в сторону повышения температуры и увеличения длительности позволяет получить те же результаты графитизации, что и при цементации закаленной стали. По видимому, микропоры катализирующие образования графита при науглероживании стали, образуются не только при предварительной закалке, но и не посредственно в процессе цементационного отжига.

Известно, что такие поры могут образовываться в системах с разной диффузионной подвижностью компонентов. Именно такой системой является система железа - кремний - углерод. Области, из которых при повышении температуры уходят более подвижные атомы, пересыщаются вакансиями и, таким образом, растут микропоры. Твердый раствор кремния в железе неоднороден: та его часть, которая образовалась при нагреве из растворившегося цементита содержит меньше кремния, так как в цементите кремний растворяется мало. В эту область, где до нагревания был цементит, диффундирует кремний из других областей, в которых в исходном состоянии был феррит (в а-железе растворяется большое количество кремния). Поэтому в ферритных облас-

тях образуются вакансии и растут микропоры. Образующие микропоры заполняются углеродом, который поступает из карбюризатора, образуя графитовые включения.

Рис. 2. Микроструктура диффузионного слоя стали 55С2

цементованной без предварительной закалки. Температура цементации 950 °С, длительность 10 ч (х 500)

В работе было исследовано влияние на графитизацию диффузионных слоев цементированных кремнистых сталей послецементаци-онного отжиг. Длительностый (16 ч) отжиг цементованных образцов приводит к образованию в диффузионных слоях больших равноосных включений графита с образованием структуры, аналогичной структуре ковкого чугуна. Графитосодержащие слои, полученные при различных условиях графитизации, плавно переходят к сердцевине, не содержащей графита.

В четвертой главе исследованы свойства кремнистых сталей с графитизированными поверхностными слоями и представлены перспективы исследования разработанного метода графитизации стали. Свойства графитизированных слоев в большой мере определяются содержанием графита в структуре этих слоев, а также содержанием углерода в твердом растворе.

Закалка графитизированного слоя с содержанием графита «

0,8... 1,2 % с исходной структуры перлит + графит (после цементации) с нагревом в широком диапазоне температур (790...870 °С) и охлаждением в воде обеспечивает этому слою весьма высокую твердость 60...65 HRC. Закалка слоя с исходной структурой феррит + графит при нагреве с температур 830...890 °С позволяет получить твердость не менее 55 HRC, однако для аустенизации стали с такой структурой требуется

длительная выдержка при температуре нагрева под закалку (4...5 ч). Увеличение времени выдержки связано с тем, что графит растворяется в аустените гораздо медленнее, чем цементит, входящий в состав перлита. Закалка графитизированных слоев в масле дает значительно меньшую твердость (45...50 НЯС).

Однако как показали исследования ударной вязкости цементованных и закаленных сталей с одинаковым содержанием графита, закалка в масле обеспечит примерно в 1,5 раза более высокую вязкость, чем закалка в воде.

Следует отметить, что повышение содержания графита в структуре цементованного слоя более 2...2,5 % снижает ударную вязкость до недопустимо малых значений (менее 1 Дж/см2). Поэтому практическое значение может иметь цементация, по режимам, которые обеспечивают графитизацию менее указанных значений.

Экспериментальные исследования, проведенные в работе, показали очень высокую износостойкость графитизированных слоев. Были проведены испытания цементованных образцов на абразивное изнашивание и на изнашивание в присутствии смазки. Испытания проводились в сравнении с конструкционными сталями, с инструментальными сталями, а также в сравнение с латунью и бронзой, из которой изготовляют вкладыши подшипников скожения.

При испытании на машине СМЦ-2 в условиях трения скольжения с капельной смазкой износостойкость графитизированных слоев оказалась в 3,8...10,3 раза выше, чем износостойкость антифрикционной латуни ЛС59-1 и в 1,6...2,7 раза износостойкости бронзы Бр ОЦС 5-5-5.

Графитизированные и закаленные слои показывают высокую износостойкость при абразивном изнашивании. При испытании на машине Х4-Б при трении по кварцевому абразиву цементованные и закаленные стали 55С2 и 70СЗ показали в 1,6... 1,8 раза более высокую износостойкость, чем обычная конструкционная сталь. Закаленные графитизированные слои, благодаря наличию свободного графита, весьма устойчивы к схватыванию при сухом трении и высоких удельных нагрузках. Сопряжения с деталями, имеющими графитизированные поверхностные слои, работают без заедания при нагрузках до 4 МПа, в то время как у сопряжений, детали которых изготовленные из закаленной стали 45 схватывание наблюдается уже при 1.. 2 МПа.

Что касается технологии изготовления деталей с графитизиро-ванными поверхностными слоями, то целесообразно наметить два варианта обработки, в зависимости от размеров упрочняемых деталей. Если сечение детали достаточно велико (более 20 мм), то технологический процесс ее поверхностной графитизации необходимо начинать с закалки

в воде. Благодаря невысокой прокаливаемое™ кремнистых сталей на их поверхности образуется неглубокий дефектный слой, который при последующим науглероживании (860...880 °С, 4...6 ч) обеспечит достаточно глубокую графитизацию с необходимым содержанием графита.

Если деталь имеет небольшое сечение, то предварительно закалка может быть для нее опасна .из-за возникновения закалочных трещин в сердцевине (при сквозной закалке). Тогда графитизацию необходимо проводить без предварительной закалки. Глубина графитизированного слоя может быть достаточна при температуре науглероживания 900...920 °С и длительности 6...8 часов (~ 1,0 мм). После графитизации как по первому, так и по второму варианту детали необходимо закалить в масле.

Предлагаемая технология может быть использована для повышения долговечности многих деталей автомобилей, работающих без смазки или с недостаточной смазкой. Производственные испытания деталей тормозной системы автомобиля (разжимные кулаки и валы разжимных кулаков) изготовленные из стали 55С2 и упрочненные гра-фитизирующей цементацией и закалкой, показали хорошую работоспособность без смазки и высокую долговечность.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что графитизация при цементации низколегированных конструкционных сталей возможна при их интенсивном науглероживании до заэвтектоидной концентрации и последующем длительном отжиге в интервале температур А,...Аст. Кремний, входящий в состав цементуемой стали, а также дефекты и остаточные напряжения в поверхностных слоях интенсифицируют графитообразование.

2. Для обеспечения графитизации диффузионных слоев кремнистых сталей типа 55С2, 70СЗ предложен высокоактивный пастообразный карбюризатор, состоящий из газовой сажи (85 % масс.), углекислого натрия (15 %) и поливинилацетатную эмульсию (ПВА) в качестве

жидкой составляющей. Названный карбюризатор при 920 °С в течение '

6 часов обеспечивает науглероживание поверхностных слоев сталей до состава чугунов (3 % С и более) с образованием в структуре цементованных слоев изолированных графитных включений. «

3. Увеличение температуры и длительности цементации кремнистых сталей в высокоактивном карбюризаторе приводит к монотонному повышению как глубины графитосодержащих слоев, так и содержания в них включений графита, причем температура цементации оказывает на процесс графитообразования в кремнистых сталях большее влияние, чем длительность. Повышая температуру и длительность про-

цесса можно получить в диффузионных слоях очень большое содержание графита (более 50 % об.),

4. Предварительная закалка кремнистых сталей в большой степени способствует интенсификации графитообразования при цементации, - скорость графитизации предварительно закаленных сталей примерно в 2...3 раза выше, чем у отожженных сталей. Графитизации закаленных сталей способствуют многочисленные поры и трещины, возникающие на поверхности стали при закалке, которые заполняются графитом при интенсивном науглероживании.

5. Графитизированные слои на кремнистых сталях способствуют повышению их износоустойчивости, особенно при изнашивании с недостаточной смазкой или без смазки. Графитизированные слои имеют также высокую стойкость против схватывания, - схватывание графити-зированной поверхности с закаленной сталью наступает при нагрузках в 4 раза больших, чем схватывание стальных поверхностей.

6. Поверхностную графитизацию можно рекомендовать для повышения эксплуатационной стойкости большой номенклатуры изделий. Поверхностные слои, с содержанием до 2 % графитных включений в структуре, обладают после закалки в масле высокой твердостью (55...60 HRC), износостойкостью и удовлетворительной ударной вязкостью, они могут значительно повысить долговечность тяжелонагружен-ных деталей и инструмента. Слои с большим содержанием графита могут быть использованы для замены антифрикционных материалов - чу-гунов, бронз, латуней и др.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Графитизация в кремнистых сталях при цементации /В.И. Колмыков, С.С. Летов, В.М. Переверзев и др. // Материалы и упрочняющие технологии - 2003: Сб. материалов X Российской научно-технической конференции с международным участием, посвященная 40-летию КГТУ. - Курск: КГТУ, 2003. - С. 124 - 127.

2. Анализ изнашивания молотков зернодробилок и перспективы их упрочнения /A.B. Алехин, Ю.Г. Алехин, С.С. Летов и др. // Материалы и упрочняющие технологии - 2003: Сб. материалов X Российской научно-технической конференции с международным участием, посвященная 40-летию КГТУ. - Курск: КГТУ, 2003. - С. 202 - 206.

3. Исследование ударной вязкости цементованных и нитроце-ментованных покрытий на малых образцах /C.B. Пучков, В.В. Клочков, С.С. Летов и др. // Материалы и упрочняющие технологии - 2003: Сб. материалов X Российской научно-технической конференции с между-

»2 877 4

народным участием, посвященная 40-летию КГТУ. - 2006~4 2003.-С. 147-152. П'Х'Х

4. Восстановление пальцев гусеничных движит / Э О с последующей нитроцементацией /М.Г. Гатилов, В

С.С. Летов и др. // Материалы и упрочняющие технолиши - ¿и^. Сб. материалов X Российской научно-технической конференции с международным участием, посвященная 40-летию КГТУ. - Курск: КГТУ,

2003.-С. 157-160.

5. Летов С.С. Графитизация кремнистой стали при цементации в пасте // Материалы и упрочняющие технологии - 2004: Сб. материалов XI Российской научно-технической конференции. - Курск: КГТУ,

2004.-С. 140-141.

6. Летов С С., Клочков В.В., Пучков С.В. Абразивная износостойкость легированных цементованных сталей // Материалы и упрочняющие технологии - 2004: Сб. материалов XI Российской научно-технической конференции. - Курск: КГТУ, 2004. - С. 142 - 144.

7. Летов С.С., Переверзев В.М., Колмыков В.И., Занин Н.Е. Интенсификация графитообразования в диффузионных слоях кремнистых сталей при цементации // Инновационные технологии и оборудование. Вып. 3. Межвуз сб. научных трудов - Воронеж: ВГТУ, 2004. -С. 114-117.

ИД№06430 от 10.12.01. Подписано в печать 16.11.04 г. Формат 60x84 1 /16. Печать офсетная. Печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 126. Курский государственный технический университет. Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГРАФИТИЗАЦИЯ СТАЛИ. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГРАФИТИЗИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

1Л. Условия образования графита в сталях

1.2. Влияние кремния и других легирующих элементов и примесей на графитизацию сталей

1.3. Свойства и области применения графитизированных сталей

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Выбор сталей для исследования. Технология изготовления и цементации образцов

2.2. Методика определения состава, структуры и свойств цементованных слоев

2.3. Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ГРАФИТИЗАЦИИ КРЕМНИСТЫХ СТАЛЕЙ ПРИ НАУГЛЕРОЖИВАНИИ

3.1. Карбюризатор для насыщения сталей до высоких содержаний углерода

3.2. Влияние режимов цементации на эффективность графитизации кремнистых сталей

3.3. Влияние предварительной закалки на графитообразование при науглероживании кремнистых сталей

ГЛАВА 4. СВОЙСТВА КРЕМНИСТЫХ СТАЛЕЙ С

ГРАФИТИЗИРОВАННЫМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ СЛОЯМИ

4.1. Влияние режимов графитизации на твердость и ударную вязкость кремнистых сталей

4.2. Исследование стойкости графитизированных слоев против износа и схватывания

4.3. Повышение надежности деталей тормозных устройств автомобилей поверхностной графитизацией

4.4. Выводы

Важная проблема современного машиностроения и ремонтного производства — обеспечение надежной работы узлов трения (подшипников, подпятников, шарниров, направляющих, кулачковых механизмов, тормозных устройств и т.п.). Неблагоприятное соотношение свойств твердых тел, контактирующих при трении, приводит к схватыванию с образованием наростов и задиров, заеданию и к ускорению их изнашивания.

Наиболее доступным, эффективным и широко используемым средством борьбы со схватыванием и уменьшением трения в сопряжениях является применение смазочных материалов (жидких, пластичных и твердых), которые подаются в узлы трения и обеспечивают их работоспособность. Однако в современных машинах существует много узлов трения, в которые затруднительно подать смазку в необходимых количествах. Для таких сопряжений используют детали, изготовленные из антифрикционных материалов (серых, ковких и высокопрочных чугунов и т.п.), имеющих низкий коэффициент трения и низкую склонность к схватыванию.

Хорошие триботехнические свойства чугуна обеспечиваются тем, что содержащийся в нем графит играет роль молекулярной смазки на поверхностях трения и, кроме того, обусловливает повышенную пористость материала, благодаря чему поверхностные слои деталей в какой-то мере пропитываются маслом, облегчающим трение деталей и уменьшающим износ.

Детали, изготовляемые из обычных конструкционных сталей ковкой, штамповкой и механической обработкой имеют более высокие прочностные показатели, чем чугунные отливки, однако их антифрикционные свойства гораздо ниже, чем у деталей, отливаемых из чугуна. Необходимость сочетания свойств стали и чугуна привела к созданию высокоуглеродистой графитизированной стали, часть углерода в которой содержится в виде мелкодисперсных графитных включений. Однако графитизированные стали не нашли широкого применения из-за дороговизны и длительности технологического процесса графитизации.

Одним из возможных способов получения графитосодержащих слоев на трущихся поверхностях стальных деталей является цементация с образованием графита в диффузионных слоях. Однако известные способы графитизации, состоящие в науглероживании и последующем графитизи-рующем отжиге, так же широкого практического применения не получили по тем же причинам.

Поэтому до настоящего времени остается весьма актуальной задача улучшения антифрикционных свойств стальных изделий, используемых в автомобильной, тракторной, сельскохозяйственной и других отраслях машиностроения, таким методом, который по длительности, стоимости и технологичности не уступал бы обычной цементации.

Цель работы - создание технологического процесса цементации, который позволял бы науглероживать низколегированные стали до составов чугунов и получать при этом структуру диффузионных слоев, состоящую из избыточных включений графита, изолированных друг от друга в стальной матрице.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать условия образования графитосодержащих диффузионных слоев, при цементации низколегированных сталей.

2. Разработать карбюризатор для цементации кремнистых сталей типа 55G2-70C3, обеспечивающий равномерное науглероживание их диффузионных слоев до составов чугунов со скоростью, приемлемой для массового производства.

3. Исследовать влияние температуры и длительности цементации на структуру и состав графитосодержащих диффузионных слоев кремнистых сталей.

4. Исследовать свойства графитизированных цементованных кремнистых сталей и определить оптимальные режимы их термической обработки.

5. Разработать технологию грфитизации деталей, работающих в условиях интенсивного изнашивания, и наметить пути использования разработанного метода химико-термической обработки стали.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что графнтнзация при цементации низколегированных конструкционных сталей возможна при их интенсивном науглероживании до заэвтектоидной концентрации и последующем длительном отжиге в интервале температур Ai.Acm. Кремний, входящий в состав цементуемой стали, а также дефекты и остаточные напряжения в поверхностных слоях интенсифицируют графитообразование.

2. Для обеспечения графитизации диффузионных слоев кремнистых сталей типа 55С2, 70СЗ предложен высокоактивный пастообразный карбюризатор, состоящий из газовой сажи (85 % масс.), углекислого натрия (15 %) и поливинилацетатную эмульсию (ПВА) в качестве жидкой составляющей. Названный карбюризатор при 920 °С в течение 6 часов обеспечивает науглероживание поверхностных слоев сталей до состава чугунов (3 % С и более) с образованием в структуре цементованных слоев изолированных графитных включений.

3. Увеличение температуры и длительности цементации кремнистых сталей в высокоактивном карбюризаторе приводит к монотонному повышению как глубины графитосодержащих слоев, так и содержания в них включений графита, причем температура цементации оказывает на процесс графитообразования в кремнистых сталях большее влияние, чем длительность. Повышая температуру и длительность процесса можно получить в диффузионных слоях очень большое содержание графита (более 50 % об.).

4. Предварительная закалка кремнистых сталей в большой степени способствует интенсификации графитообразования при цементации, - скорость графитизации предварительно закаленных сталей примерно в 2.3 раза выше, чем у отожженных сталей. Графитизации закаленных сталей способствуют многочисленные поры и трещины, возникающие на поверхности стали при закалке, которые заполняются графитом при интенсивном науглероживании.

5. Графитизированные слои на кремнистых сталях способствуют повышению их износоустойчивости, особенно при изнашивании с недостаточной смазкой или без смазки. Графитизированные слои имеют также высокую стойкость против схватывания, - схватывание графитизированной поверхности с закаленной сталью наступает при нагрузках в 4 раза больших, чем схватывание стальных поверхностей.

6. Поверхностную графитизацию можно рекомендовать для повышения эксплуатационной стойкости большой номенклатуры изделий. Поверхностные слои, с содержанием до 2 % графитных включений в структуре, обладают после закалки в масле высокой твердостью (55.60 HRC), износостойкостью и удовлетворительной ударной вязкостью, они могут значительно повысить долговечность тяжелонагруженных деталей и инструмента. Слои с большим содержанием графита могут быть использованы для замены антифрикционных материалов - чугунов, бронз, латуней и др.

104

1. Гудремон Э. Специальные стали. Т 1. - М.: Металлургия, 1966. -736 с.

2. Гудремон Э. Специальные стали. Т 2. М.: Металлургия, 1966. -538 с.

3. Металловедение и термическая обработка стали: В 3-х т. Справочник: 4-е изд. т. 2. Основы термической обработки //Под ред. M.JI. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. М.: Металлургия, 1991. - 368 с.

4. Металловедение и термическая обработка стали: В 3-х т. Справочник: 4-е изд. т. 3. Термическая обработка металлопродукции //Под ред. M.JI. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. М.: Металлургия, 1991. -216 с.

5. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. -М.: Металлургия. 1985. 256 с.

6. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия. 1983. -525 с.

7. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки стали. М.: Металлургия, 1986. - 424 с.

8. Гуляев А.П. Термическая обработка стали. М.: Машгиз, 1960. -495 с.

9. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1965. - 492 с.

10. Ю.Пивоварский Е. Высококачественный чугун. В 2-х т. М.: Металлургия, 1965. - 1184 с.

11. П.Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1977. - 648 с.

12. Бунин К.П., Таран Ю.Н. Строение чугуна. М.: Металлургия, 1972. -160 с.

13. Челышев Н.А., Щекурская Л.В., Ардовский Ф.И. Изменение модуля упругости и внутреннего трения графитизированной стали в зависимости от температуры // Металловедение и термическая обработка металлов, 1978. № 11. С. 60 - 62.

14. Бунин К.П., Баранов А.А., Погребной Э.Н. Графитизация стали. Киев: Изд-во АН УССР, 1961.-С. 86.

15. Григорович В.К. Влияние легирующих элементов на устойчивость цементита и графитизацию чугуна // Литейное производство, 1964. № 12. С. 27

16. Жураковский. Механические свойства и износостойкость графитизированной стали // Металловедение и термическая обработка металлов, 1987. № 7. С. 35 - 36.

17. Мошнягул В.В., Винницкий А.Г., Земсков Г.В. применение кремнистых сталей с диффузионным графитосодержащим слоем для деталей машин // Защитные покрытия на металлах. Выпуск 9. — Киев: Наукова думка, 1975. С. 185 - 187.

18. Жураковский В.М., Жданов В.М. Закалка графитизированной стали при индукционном нагреве // Металловедение и термическая обработка металлов, 1979. № 9. - С. 15 - 16.

19. Диффузионный способ получения биметаллического литья сталь-чугун/ Коротушенко Г.В., Чухрин Л.А., Ващенко И.П. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов, 1980. № 5. -С. 58-59.

20. Мошнягул В.В., Земсков Г.В., Винницкий А.Г. Поверхностная графитизация кремнистых сталей методом химико-термической обработки // В сб. «Химико-термическая обработка металлов и сплавов». -Минск: 1971.-С. 71-73.

21. Жураковский В.М., Садчиков В.Я. Получение графитосодержащего слоя при химико-термической обработке //Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. -№ 4. С. 61 - 63.

22. Мошнягул В.В., Винницкий А.Г., Земсков Г.В. Износостойкость и антифрикционные свойства кремнистых сталей с графитосодержащим слоем // Металловедение и термическая обработка металлов. 1972.-№ 11.-С. 69-71.

23. Ливхинц Б.Г. Металлография. — М.: Металлургия. 1990. — 336 с.

24. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. — М.: Металлургия. 1978. 392 с.

25. Мошнягул В.В., Винницкий А.Г. Исследование износостойкости и антифрикционных свойств поверхностно графитизированных кремнистых сталей // Защитные покрытия на металлах. Выпуск 8. Киев. Наукова думк, 1974. С. 123 - 126.

26. Скворцов А.И., Кондратов В.М. Демпфирующие свойства графитизированных сталей с ферритной и ферритно-карбидной матрицей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. -№ 8. — С. 45-48.

27. Буше Н.А., Семенов А.П. Фрикционные материалы. В справочнике «Конструкционные материалы». М.: Машиностроение. 1990. — С. 189-203.

28. Баранов С.М., Барышева И.В. Влияние моноокиси кремния в составе карбюризатора на процессы цементации и последующей графитизации// Химико-термическая обработка металлов и сплавов. — Минск.: Белорусский политехнический институт. 1974. С. 92 — 93.

29. Переверзев В.М., Колмыков В.И. Влияние легирующих элементов на карбидообразование в железе и стали в процессе цементации // Металловедение и термическая обработка металлов. 1981. № 8. -С. 11-14.

30. Collin R., Gunnarson S., Jhulin D. Gnflnence ofreaction rate on gas car-burizing of steelin a CO-H2-CO2-H2O-CH4-N2 atmosphere. "T. Jron and steel Jnst". 1972. 210. № 10. P. 777 - 784.

31. Сильман Г.И. Влияние легирующих элементов на метостабильность цементита и растворимость его в аустените //Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. № 5. С. 24 - 27.

32. Сильман Г.И. Оценка взаимного влияния компонентов тройной системы на термодинамические активности в двухфазной области //Журнал физической химии. 1977. 51. № 5. С. 1044 - 1047.

33. Uhrenius Bjorn. Optimization of parameters describing the interaction between carbon and alloying elements in ternary ans tenite, "Scand. F.Met"., 1977. 6. №2.-P. 83-89.

34. Масино M.A., Алексеев B.H., Мотовилин Г.В. Автомобильные материалы. Справочник. -М.: Транспорт. 1979. 288 с.

35. Влияние предварительной холодной деформации на цементацию стали /Лахтин Ю.М., Кальнер В.Д., Седунов В.К., Смирнова Т.А. //Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. № 12. -С. 22-26

36. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. -М.: Высшая школа, 1991. 320 с.

37. Диффузионное перераспределение элементов при цементации многокомпонентных сталей /Земский С.В., Шумаков А.И., Щербедин-ский С.В. и др. //В кн. Диффузионное насыщение и покрытия на металлах. Киев: Наукова думка, 1977. - С. 29 - 32.

38. Расчет концентрационных кривых углерода при цементации в активизированной газовой среде /Родионов А.В., Рыжов Н.М., Фахур-тдинов Р.С., Жидков Е.Н. //Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. № 7. С. 28 - 31.

39. Шмыков А.А. Контролируемые атмосферы. В справочнике «Термическая обработка в машиностроении». М.: Машиностроение. 1980. -С. 123-168.

40. Моисеев В.А., Брунзель Ю.М., Шварцман JI.A. Кинетика науглероживания в эндотермической атмосфере //Металловедение и термическая обработка металлов. 1979. № 6. С. 24 - 27.

41. Райцес В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах. М.: Машиностроение, 1965. - 192 с.

42. Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман J1.A. Термодинамика железо-углеродистых сплавов. М.: Металлургия. 1972. - 328 с.

43. Моисеев Б.А., Брунзель Ю.М., Шварцман J1.A. Термодинамическая активность углерода при реставрационном науглероживании //Металловедение и термическая обработка металлов. 1974. № 1. -С. 21 -26.

44. Моисеев Б.А., Брунзель ЮБ.М., Шварцман J1.A. Диаграммы термодинамического равновесия углерода в легированной стали //Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. № 1. -С. 11-16.

45. MeLellan Rex В. The thermodynamics of austenite. "Set. met.", 1980. 4. -P. 321 -326.

46. Shipman John, Brush Edwin F. The activity of carbon in alloyed austenite at 1000 °C. "Trans. Metallurg. Soc. AJME". 1979. 242. Fan., P. 35 - 41.

47. Гурланд Дж. Разрушение композитов с дисперсными частицами в металлургической матрице. В сб. Разрушение и усталость. М.: Мир. 1978.-С. 58- 105.

48. А.С. 749932 СССР МКИ С 23 С 9/00. Способ цементации стальных изделий /Переверзев В.М., Колмыков В.И., Овчаренко М.Д., Бе-лан А.П.; Опубл. 28.07.80. Бюл. № 27 1980.

49. Баскаков А.П., Пумпянская Т.А. О причинах ускорения цементации стали в кипящем слое //Физика и химия обработки материалов. 1974. №4.-С. 36-41.

50. Андрюшечкин В.И., Баулин А.В., Славин JI.M. Газовая цементация в условиях нагрева внутренним источником тепла //Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. №3.-С. 13-15.

51. Андреев Ю.Н., Черняховский Е.З. О сравнении двух методов решения задачи получения заданного распределения углерода за минимальное время //Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. №3.- С. 17-19.

52. Эстроин Б.М. Взаимосвязь каталитической активности поверхности металла со скоростью науглероживания гамма-железа в неравной газовой смеси CH4-H2-N2 //Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. № 2. С. 42 - 43.

53. Косырев Ф.К., Железнов Н.А., Барсук В.А. Цементация низкоуглеродистых сталей при воздействии непрерывного излучения СО2 — Лазера //Физика и химия обработки материалов. № 6. С. 54 - 57.

54. Белоручев Л.В., Королев В.А., Черепкова К.Ф. Совершенствование процесса газовой цементации //В сб. «Надежность и долговечность металлических материалов для машиностроения и приборостроения». Л.: 1972. - С. 99 - 102.

55. Hoffmann R., Neumann F., Gedanken zum Kohlenstoffuberg and beim Aufkohlen von Stahl //Harter. Techn. Mitt. 1972. 27. № 3. -P. 157-162.

56. Цементация изделий в кипящем слое /Баскаков А.П., Бочаров С.П., Кириос И.В., Балбашева Н.М. //Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1972. № 12. С. 135 - 139.

57. Винокуров В.А., Пумпянская Т.А. Исследование возможности ускорения цементации в кипящем слое // В сб. Опыт создания турбин и дизелей. Вып. 2. Свердловск: 1972. С. 146-151.

58. Андреев Ю.Н., Потапова С.С. О математической постановке задач выбора режима газовой цементации //В сб. тр. Всес. н.-и. и проект, ин-т «Теплопрект». 1972. вып. 19. С. 32-38.

59. Krzyminski Harald. Selected European production application for salt baths. //Metals End. Quart. 1972. 12. № 4. P. 29 - 31.

60. Collin R., Gunnarson S., Thulin D. A math ematical model for predicting carbon concent ration profiles of gascarburized steel /J jron and Steel Jnst. 1972. 210. № 10. P. 785 - 789.

61. Роль ацетилена при высокотемпературном науглероживании стали в продуктах неполного сгорания природного газа /Шульц JI.A., Ва-щенко А.И., Воителев В.В. и др. //Изв. высш. учеб. заведений. Черн. металлургия. 1974. № 5. С. 1-42 - 145.

62. Подойницын В.Г. газопламенная цементация стали 20 //Металловедение и термическая обработка металлов 1974. № 7. -С. 33 -36.

63. А.С. 397565 СССР МКИ С 23 С 9/16. Карбюризатор для нитроцемен-тации стали /Переверзев В.М., Барботько А.И., Овчаренко М.Д. и др.; Опубл. 17.09.73. Бюл. № 37 1973.

64. Тазиков Э.Б., Долманов Ф.В., Зеленина Г.А. Цементация в виброки-пящем слое //Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. №98.-С. 76-78.

65. Ускорение цементации с помощью нового твердого карбюризатора /винницкий А.Г., Малинов JI.C., Ковтун В.И., Мошнягул В.В.

66. Технология и организация производства, научно-произв. сб. 1969. №5.-С. 68.

67. Исхаков С.с., Ломова В.П., Струков Ю.Е. Цементация в кипящем слое //Металловедение и термическая обработка металлов. 1969. № 11.-С. 63-65.

68. Хорошайлов В.Г., Гюлиханданов Е.Л. Насыщение стали при цементации и нитроцементации //металловедение и термическая обработка металлов. 1970. № 6. С. 78.

69. Кальнер В.Д., Юрасов С.А. Внутреннее окисление при цементации //Металловедение и термическая обработка металлов. 1970. № 6. — С. 2 5.

70. Лященко С.В. Совещание на Минском тракторном заводе «Прогрессивные технологические процессы химико-термической обработки сталей», дек. 1970 //Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. № 6. С. 78 - 79.

71. Колмыков В.И. Повышение экологической чистоты цементации стали совершенствованием технологии на основе термодинамических расчетов //Известия Курского государственного технического университета. 1999. № 4. С. 61 - 66.

72. Колмыков В.И., Томкович В.В., Переверзев В.М. Ускорение испытаний цементованных сталей на износ в кварцевом абразиве // Тезисы и материалы докладов Российской научно-технической конференции (15-17 ноября 1994 г.) Курск. КГТУ, 1994. - С. 81 - 83.

73. Переверзев В.М., Колмыков В.И., Томкович В.В. Окислительно-восстановительные процессы в легированных сталях при цементации //Тезисы и материалы докладов Российской научно-технической конференции (15 17 ноября 1994 г.) - Курск: КГТУ. 1994. - С. 16 -17.

74. Переверзев В.М., Колмыков В.И., Воротников В.А., Росляков И.Н. Механизм действия карбонатно-сажевого покрытия стали на газовую цементацию //Современные упрочняющие технологии. Курск: ВНТО машиностроителей. 1988. - С. 53 - 55.

75. Семенова Л.М., Пожарский А.В. Современное состояние и опыт внедрения процессов химико-термической обработки //Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. № 5. С. 5 - 11.

76. Колмыков В.И., Переверзев В.М., Сальников В.Г. Внутреннее окисление легированных сталей при цементации //Сб. «Материалы и упрочняющие технологии 98» /Курск. КГТУ. 1998. - С. 52 - 55.

77. Кальнер В.Д., Седунов В.К., Мартьякова А.В. Ускорение процесса цементации предварительной пластической деформацией //В кн.: Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки. -М.: Машиностроение, 1972.

78. Кристиан Дж. теория превращений в металлах и сплавах. 4.1. Термодинамика и общая кинетическая теория. М.: Мир, 1978. - 808 с.

79. Мейер К. Физико-химическая кристаллография. М.: Металлургия. 1972.-480 с.

80. Куликов И.С. Диссоциация окиси углерода //Известия АН СССР. Металлы. 1975. № 2. С. 7 - 15.

81. Жуков А.А. Геометрическая термодинамика сплавов железа. М.: Металлургия. 1971. - 272 с.

82. Раузин Б.И., Михайлов JI.A. Определение оптимальной скорости циркуляции атмосферы при цементации //Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. № 11. С. 33 - 36.

83. Глинер Р.Е. Особенности цементации стали в контролируемой атмосфере //Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. №8.-С. 12-14.

84. Куликов И.С. Термическая диссоциация соединений. М.: Металлургия. 1969. - 574 с.

85. Ванюков А.В., Зайцев В .Я. Теория пирометаллургических процессов.- М.: Металлургия. 1973. 504 с.

86. Реми Р. курс неорганической химии. В 2-х т. М.: Мир. 1972. -1600 с.

87. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука. 1970.-252 с.

88. Журавлев В.Н., Николаева О.И. машиностроительные стали: Справочник. 3-е изд. М.: Машиностроение. 1981. - 392 с.

89. Михайлов А.А. Влияние давления в печи, на интенсивность науглероживания изделий при газовой цементации /Металловедение и термическая обработка металлов. 1995. № 2. С. 11-13.

90. Хрущев М.С. О механизме взаимодействия окислов металлов с углеродом //Известия вузов. Черная металлургия. 1977. № 2. С. 13-17.

91. Леонидова М.Н., Шварцман Л.А., Шульц Л.А. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами.- М.: Металлургия. 1980. 264 с.

92. Сорокин Г.М. Развитие методов испытания материалов на изнашивание абразивом //Заводская лаборатория. 1989. № 9. С. 74 - 78.

93. Сорокин Г.М. вопросы методологии при исследовании изнашивания абразивом //Трение износ. Т. 9. 1988. № 5. С. 779 - 786.

94. Peng Q.F. jmproving abrasion wear by surface treatment //Wear. 1989. 129. №2.-P. 195-203.

95. Кононов М.И. Термодинамическое равновесие твердых фаз железа с неокислительными смесями СО-СО2 //Известия АН СССР. Металлы. 1975. №6.-С. 38-46.

96. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970.-375 с.

97. Лев И.Е. Карбидный анализ чугуна. М.: Металлургиздат. 1962. -180 с.

98. Юб.Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Физматгиз. 1961. - 863 с.

99. Микерин Л.И. Рентгеноструктурный контроль материалов. М.: Машиностроение. 1981. - 134 с.

100. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия. 1974.- 263 с.

101. Кассандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука. 1970.- 104 с.

102. Ермолов Л.С., Кряжков В.М., Черкун В.Е. основы надежности сельскохозяйственной техники. М.: Колос. 1974. - 223 с.

103. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна: Справочник //Под ред. Акад. Н.Т. Гудцова. М.: Металлургиздат. 1957. -1204 с.

104. Есин О.А., ГельдП.В. Физическая химия пирометаллургических процессов. Ч. 1. Свердловск: Металлургиздат. 1961. - 376 с.

105. Елютин В.П., Павлов Ю.А., Поляков В.П., Шеболдаев С.Б. Взаимодействие окислов металлов с углеродом. М.: Металлургия. 1976. -360 с.

106. Колмыков В.И. Поверхностное упрочнение легированных сталей карбидами при цементации. Докторская диссертация. Курск. 1999.

107. Прженосил Б. Нитроцементация. М.: Машиностроение. 1969. -212 с.

108. Пб.Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. М.: Металлургия. 1977. - 359 с.

109. Трение, изнашивание и смазка: Справочник в 2 книгах / Под ред. д-ра техн. наук, проф. И.В. Крагельского и канд. техн. наук В.В. Алисина М.: Машиностроение. 1979. - 358 с.