автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Металловедческие аспекты технологических методов формирования потребительских свойств деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей

На правах рукописи

ЕПАРХИН Олег Модестович

МЕТАЛЛОВЕДЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Специальность: 05.16.01 - Металловедение и термическая обработка

металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Рыбинск - 2006

Работа выполнена на кафедре «Технология металлов» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ярославский государственный технический университет».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

| Асташкевич Борис Михайлович |

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гаврилов Геннадий Николаевич,

доктор технических наук, профессор Карпман Марк Григорьевич,

доктор технических наук, профессор Белкин Павел Николаевич

Ведущее предприятие: ОАО «Автодизель»

Защита состоится « 22» сентября 2006 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.03 Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьева по адресу: 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53, РГАТА, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьева.

Автореферат разослан «//» г.

Ученый секретарь диссертационного совета

И.В. Надеждин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Среди всех видов продукции машиностроения производство дизельных двигателей внутреннего сгорания (ЦВС) и их комплектующих занимает особое место в силу широкого использования ДВС в транспортных и энергетических системах. Процессы, протекающие в трибо-сопряжениях ДВС, лимитируют срок их безремонтной эксплуатации. Основная роль в этом принадлежит деталям цилиндро-поршневой группы (ЦЦПГ), к которым по установившейся терминологии относятся: гильзы цилиндров (цилиндровые втулки), поршни, компрессионные и маслосьемные кольца, на долю которых приходится до 50% выходов двигателей из строя. Причина такого положения скрывается в специфике эксплуатации этих деталей, работающих в условиях нестационарных тепловых и силовых воздействий, масляного голодания, воздействия абразивной и газовой сред. При этом, если заменой вышедших из строя колец полностью восстанавливается работоспособность двигателя, то замена поршней и гильз, как правило, связана с капитальным ремонтом двигателя. Поэтому объектом исследований в данной работе являются факторы, способствующие формированию потребительских свойств гильз и поршней дизельных двигателей. Существуют по меньшей мере два основных подхода в определении причин выхода из строя ДЦПГ и в обеспечении их гарантированного качества и работоспособности.

Современными исследованиями в области трения и изнашивания, в частности работами Н. А. Буше, В. В. Копытько, Ю. Е. Абраменко, Л. М. Рыбаковой, Б. М. Астаижевича, установлено, что работа трибосистемы должна происходить в условиях динамического равновесия, то есть, согласно первому или трибологическому подходу, материалы и рабочие поверхности ДЦПГ должны быть совместимыми и обеспечивать при трении структурную приспо-сабливаемость.

Согласно второму или макрогеометрическому подходу обеспечение надежной работы трибосопряжения в двигателе требует стабильности макро-геометрических характеристик соответствующих деталей. Искажение макрогеометрии и следовательно, нарушение геометрической приспособляемости, как правило, связано со значениями временных и остаточных напряжений. Следовательно, можно говорить о том, что качество деталей цилиндро-поршневой группы определяется структурно-геометрическим фактором или о влиянии структурно-геометрического фактора на их потребительские свойства. Тем не менее,'до настоящего времени отсутствуют общие принципы разработки материалов и технологических процессов производства ДЦПГ с учетом их работы в двигателе в качестве элементов трибосопряжения.

С учетом массового выпуска ДЦПГ достижение их наилучшей совместимости и приспосабливаем ости является актуальной научной и технологической задачей, а учет структурно-геометрического фактора есть важный аспект обеспечения качества изделий на всех этапах жизненного цикла изделий.

Таким образом, целью данной работы является исследование металловедческих аспектов и общая методология разработки материалов и техно-

логий производства, обеспечивающих комплекс потребительских свойств, стабилизацию напряженно-деформированного состояния, структурную совместимость и приспосабливаем ость деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей' на основе принципов всеобщего менеджмента качества и статистических методов управления качеством.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие основные задачи, отражающие научную новизну и практическую значимость данной работы:

- исследованы металловедческие аспекты обеспечения структурной и геометрической приспосабливаемости ДЦПГ;

- разработан механизм формирования напряженно-деформированного состояния гильз цилиндров в процессе изготовления;

- разработана методика рационального выбора чугунов для гильз цилиндров, подвергающихся поверхностной закаже с нагревом токами высокой частоиы (ТВЧ);

- разработаны принципы выбора комплексного модификатора для поршневых сплавов на основе заэвтектических силуминов;

- выявлены закономерности изменения механических и технологических свойств в зависимости от степени дисперсности структуры сплава АК21МЗН;

- экспериментально обоснована разработка технологии модифицирования заэвтектических силуминов и ресурсосберегающих технологических процессов термической обработки гильз и поршней дизельных двигателей;

- предложены технологические решения по внедрению в производство результатов исследования.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе научных положений материаловедения и методологии управления качеством с применением методов П"А (построение дерева отказов), С^й (развертывание функции качества), РМЕД (анализ видов и последствий потенциальных отказов), с использованием теории систем и системного анализа, алгебры лотки, математической статистики, регрессионного анализа, метода экспертных оценок, методологии функционального моделирования.

Научная новизна. Новыми являются:

- методология управления геометрической стабильностью и структурной приспосабливаем остью деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей;

- научно-методический подход к обеспечению потребительских свойств ДЦПГ на основе применения ЯТА, ОГО, П^ЕА методов;

- анализ и математические модели отказов гильз и поршней ДВС;

- физическая модель формирования напряженно-деформированного состояния гильз цилиндров в процессе термообработки;

- функциональные модели формирования комплекса потребительских свойств, а также геометрической стабильности и структурной приспосабливаемости ДЦПГ;

- алгоритм разработки и расчета химического состава специализированных чугунов для гильз цилиндров, подвергающихся закалке с нагревом ТВЧ;

- применение расчетных моделей на основе структурной теории прочности для прогнозирования уровня упрочнения заэвтектического силумина в результате модифицирования;

- статистические модели для расчета параметров закаленного слоя и инженерных характеристик гильз цилиндров и расчета состава комплексного модификатора для поршневых сплавов на основе заэвтектических силуминов;

- экспериментально установленные закономерности влияния технологических параметров предложенных технологий термической обработки на структуру, фазавый состав, механические характеристики и потребительские свойства Д ЦП Г.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Разработаны режимы, технология и оборудование для нового способа термической обработки гильз цилиндров ДВС с подогревом перед закаткой и самоотпуском.

Установлена значимость влияния различных технологических факторов (времени нагрева под закалку, интенсивности и схемы закалочного охлаждения) на показатели качества гильз цилиндров: глубину и структуру закаленного слоя, напряженно-деформированное состояние; даны практические рекомендации по обеспечению требуемого уровня качества.

Экспериментально определено влияние размеров кристаллов первичного кремния на механические и технологические свойства сплава.

Разработан комплексный модификатор на основе метафосфата алюминия, применение которого позволяет обеспечить необходимые технологические и механические свойства.

Составлена шкала микроструктуры сплава АК21МЗН, дающая возможность точной оценки качества модифицирования.

Определены оптимальные параметры отжига отливок поршней с точки зрения обеспечения стабильности гесметрии, релаксации напряжений и экономической эффективности.

Разработанный технологический процесс термообработки гильз цилиндров (с подогревом и самоотпуском) внедрен на ОАО «Тутаевский моторный завод».

Предложенные мероприятия по совершенствованию производства поршней опробованы и внедрены на ОАО «Автодизель».

Методики и алгоритмы расчета химического состава специализированных чугунов, химического состава комплексного модификатора для заэвтектических силуминов, способности процессов и оборудования к обеспечению качества внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология металлов» ЯГ-ТУ и представлены в учебных пособиях.

Основные положения, выносимые на защиту;

- методология обеспечения геометрической стабильности и структурной приспосабливаем ости ДЦПГ дизельных двигателей;

- методология структурирования процесса производства ДЦПГ;

- зависимость механических и технологических свойств от степени дисперсности структуры сплава АК21МЗН;

- принцип выбора комплексного модификатора, позволяющего получить необходимые механические и технологические свойства поршневого сплава;

- структурно-функциональная модель обеспечения параметров качества термической обработки гильз цилиндров и поршней дизельных двигателей;

- классификация микроструктур сплава АК21МЗН после комплексного модифицирования;

- обоснование выбора ресурсосберегающей технологии термообработки гильз и поршней.

Апробация работы. По теме диссертации опубликованы 43 печатные работы, втом числе 14 в рекомендованных ВАК РФ журналах. Основные результаты работы доложены на 25 конференциях, совещаниях, семинарах. В том числе на Всесоюзной научно - технической конференции «Обеспечение надежности автотракторной техники в свете задач, поставленных XXVI съездом КПСС» (г. Челябинск, 1982 г.), на зональной научно-технической конференции «Повышение производительности и эффективности использования технологического оборудования» (г. Рыбинск, 1982 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Совершенствование, методов термической и химико-термической обработки в станкостроении» (г. Рязань, 1983 г.), на Всесоюзной научно-технической конференция «Новые высокопроизводительные технологические процессы, машины и оборудование в литейной производстве» (г. Одесса, 1983 г.), на зональной научно-технической конференции «Совершенствование технологических процессов и повышение качества отливок из чугуна и цветных сплавов» (г. Андропов, 1984 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Основные направления экономии и рационального использования металла в автотракторостроении» (г. Челябинск, 1984 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Повышение надежности и долговечности сельскохозяйственных машин» (г. Красноярск, 1985 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Перспективы развития конструкции промышленных тракторов» (г. Челябинск, 1986 г.), на зональной научно-технической конференции «Проблемы повышения производительности и качества продукции в условиях автоматизации машиностроительного производства» (г. Андропов, 1986 г.), на четвертой конференции молодых ученых и на тридцать пятой научно-технической конференции профессорского - преподавательского состава, сотрудников и аспирантов Ярославского политехнического института (1988 -1989 гг.), на четвертой Московской научно-технической конференции «Триботехника - машиностроению» (г. Чехов, 1989 г.), научно-технической конференции «Триботехника-машиностроению» (г. Брянск, 1991 г.), на международной научно-технической конференции «Балгтехмаш-98» (г. Калининград, 1998 г.), на 11-ом международном конгрессе и 4 -ой Европейской конференции по термообработке и инженерии поверхности, (Флоренция, Италия, 1998 г.), на первой региональной научно - технической конференции «Проблемы экологии» (г. Ярославль, 1999 г.), на международной научно-

технической конференции «Новые материалы и технологии на рубеже веков» (г. Пенза, 2000 г.), на всероссийской научно - технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2001 г.), на 4-ом и 5-ом собраниях металловедов России (г. Пенза, 1998 г., г. Краснодар, 2001 г.), на всероссийской научно — технической конференции «Методы и технические средства оперативной оценки структурно-механического состояния металла элементов конструкций и машин» (г. Москва, 2002 г.), на Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогресивные технолгические процессы и управление качеством в заготовительном производстве» (г. Рыбинск, 2002 г.), на семинарах кафедры «Технология металлов» ЯГТУ и «Материаловедение, литье и сварка» Р ГА ТА им. П. А. Соловьева.

Работа выполнялась на кафедре «Технология металлов» Ярославского государственного технического университета в соответствии с планами научно-исследовательских работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 316 страницах, состоит из введения, трех частей, содержащих 7 глав, списка литературы включающего 222 наименования, 9 приложений, содержит 106 рисунков и 59 таблиц. В приложениях размещены результаты анкетирования экспертов, копии актов о внедрении и опробовании результатов работы и копии авторских свидетельств на изобретения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные цели и задачи исследования, приведены основные положения, выносимые на зашиту.

ЧАСТЬ 1. Методологические основы управления качеством деталей цилиндро-поршневой группы

В первой главе дано теоретическое обоснование возможности управления инженерными характеристиками деталей цилиндро-поршневой группы в процессе производства.

Цилиндро-поршневая группа, как элемент двигателя, мажет быть представлена как сложная система, отвечающая всем требованиям, предъявляемым к данному классу систем. При этом описание ЦПГ, как системы, рассматривается с функциональной, морфологической и информационной точек зрения. Функциональное описание необходимо для оценки поведения системы во внешней среде и ее взаимодействия с другими системами. Модель функционирования системы дает представление об изменении состояния системы во времени. Морфологическое описание дает представление о строении системы. Глубина описания и уровень детализации описания ЦПГ будет определяться целями исследования. Морфологические свойства системы будут зависеть от информационных, энергетических и вещественных связей. В результате морфологического описания возникает понятие структуры, как совокупности элементов и связей между ними. Информационное описание опре-

деляет зависимость морфологических и функциональных свойств системы от качества и количества внутренней и внешней информации.

Рассмотрим фрагмент жизненного цикла ЦПГ «производство-эксплуатация» (рис. 1), как объект управления, который может быть описан уравнением:

где X -комплекс потребительских свойств; и -управляющие параметры; Г-время.

В этом случае для рассматриваемой системы экстремальное значение комплекса потребительских свойств) будет достигнуто при определенном оптимальном управлении й=г(х,^). Согласно принципа оптимальности Беппма-на, независимо от того, каким образом система (1) достигла промежуточной

траекторию. В этом случае можно говорить о том, что задав для деталей ЦПГ значения потребительских свойств (показателей качества) в промежуточной точке х-1, ее эксплуатационные характеристики будат строго фиксированными. Таким образом, можно свести задачу обеспечения потребительских свойств к оптимизации управления показателями качества деталей ЦПГтоль-ко на стадии производства, управляющие воздействия на которой должны обеспечить попадание в точку х*.

(1)

точки

иметь строго фиксированную оптимальную

Менеджмент

Материалы (компоненты сплавов, модификаторы)

^Нормативная документация

Механические свойства

' Обеспечить Энергия необходимые

■ свойства ДЦПГ Трудовые ресурсы (производство) 1

Структурная $члриспосаблива-емость

ХО

Х-/ 1 —» Обеспечить

Надежность

Технологическое ч^ обеспечение

эксплуатационные характеристики ДЦПГ (эксплуатация) 2

Долговечность

*2

Инфраструктура

Рис. 1, Функциональная модель обеспечения потребительских свойств ЦПГ

Процессы производства деталей ЦПГ можно представить как сложную, многоуровневую систему, которая представлена шестью уровнями, приведенными на рис. 2. Очевидно, что подобный подход будет справедлив для каждой составляющей рассматриваемого узла и на четвертом уровне будет определять свойства изделия в целом.

При формировании обобщенного критерия качества исходя из требований эксплуатации и принципов функциональной взаимозаменяемости выделим такие характеристики как макрогеометрия, микрогеометрия и структура. Очевидно предположить стохастический характер'этих свойств, определяемых как особенностями формирования структуры, так и нестабильностью технологических режимов обработки деталей.

Для описания процессов на каждом из выделенных уровней важно решить задачу синтеза функционального оператора системы, выражающуюся в формализации зависимости, отражающей взаимосвязь между входами и выходами системы и управляющими параметрами и/. Формирование требований

- основные компоненты и легирующие элементы

- структурные составляющие материала заготовок

- гильзы цилиндров, поршни, поршневые кольца (ми<ро- и макрогеометрия, параметры структуры)

• конфигурация (потребительские свойства)

5. Технологический аппарат - технологические процессы

- система управления качеством

Рис. 2. Иерархическая структура процесса производства ДЦПГ

к потребительским свойствам (показателям качества) объекта управления на каждой предыдущей стадии будет определяться последующей стадией жизненного (производственного) цикла и может быть представлено с использованием ОРй - метода. Построение семантической модели процесса производства ДЦПГ целесообразно начать с построения дерева узлов, приведенного на рис. 3.

Многоуровневое представление модели функционирования ЦП Г предполагает построение агрегативных моделей элементов п данной системы на уровне отдельных технологических операций в виде (1). В целом каждый отдельный иерархический уровень может быть описан системой уравнений: п

£ О к,х/-0 при/=1...т, (2)

¡ = 1

где Оу,/ — функции переменных среды, системы и времени; х, - переменные системы; т - число ограничений, наложенных на систему;у - номер уравнения связи в функциональном узле; / - номер узла функциональной модели.

Обычно и > т, что позволяет накладывать на систему дополнительные управленческие ограничения и приспосабливаться к изменению внешней среды. Структурную определенность системе можно придать путем введения произвольных коэффициентов, с помощью которых можно изменить траекторию движения системы в целом. Эти коэффициенты будут определяться, например, особенностями модифицирования сплавов, усилием резания, пре-мещениями элементов системы станок-приспособление-инструмент-деталь и так далее, а управляющие сигналы будут подаваться на исполнительные приводы технологического оборудования.

Обеспечить геометрическую стабильность и структурную приспосабливаемость ДЦПГ

Обеспечить геометрическую стабильность гильз цилинд ров и поршней

Обеспечить геометрическую стабиль- d А12 ность гильз цилиндров

Обеспечить геометрическую стабильность поршней

Обеспечить структурную приспосабливаемость гильз цилиндров и поршневых колец

А21

Обеспечить структурную приспосабливаемость гильз цилиндров

А22

Обеспечить структурную приспосабливаемость поршневых колец

Рис. 3. Фрагмент дерева узлов

Многие исследователи связывают большинство аварий и остановок для ремонта двигателей с неисправностью деталей цилиндро-поршневой группы, а именно с износом и появлением катастрофической формы износа - задиров на рабочей поверхности гильз цилиндров (ГЦ) и поршней. Анализ дерева ог-

казов или ПА — анализ позволяет выявить исходные причины отказов рассматриваемых объектов.

К возможным отказам относятся: уменьшение зазора между ГЦ и поршнем, несовместимость поверхности ГЦ с поверхностью поршня, абразивный износ и критические термические нагрузки. Анализ дерева отказов сводится к построению булевой функции f или функции алгебры логики и получению из преобразованной функции минимальных аварийных комбинаций (МАК). Так, для гильзы цилиндра:

Г = [А+Т][О С Т О-О] = [А+Т] [О С Т] = АОСТ+ОСТ, (4)

для поршня:

1 = (Сх+Р) А + {О (С Т)} (НгНг) = Сх-РА + О С Т• НГН2; (5)

где события: А — попадание абразивных частиц; Т — критические термические нагрузки; О - нарушение или несовершенство технологии обработки; С -свойства материала; Сх - «схватывание» поршня; Р - разрушение сопряженных деталей (поршневых колец, клапанов, гильзы); Н» — несовместимость макрогеометрии; Н2— несовместимость микрогеометрии).

В результате анализа получена МАК ГЦ: технология обработки - свойства материала - термические нагрузки и МАК поршня: «схватывание» поршня - разрушение сопряженных деталей — попадание абразивных частиц

В настоящее время вполне установившимся можно считать мнение о том, что детали цилиндро-поршневой группы подвергаются мопекулярно-ме-ханическому, абразивному, усталостному, коррозионно-механическому изнашиванию. Исследованиями Б. М. Астаижевича было установлено, что ведущим процессом разрушения поверхностей трения является схватывание, которое развивается на субмикро-, микро- и макроуровнях в зависимости от условий работы трибосопряжения. Наиболее сильным фактором, влияющим на интенсивность этого вида изнашивания является абразивное воздействие, а усталостные и окислительные процессы являются сопутствующим видами изнашивания. Процессы микроконтактного схватывания ведут к образованию наиболее серьезного повреждения гильз цилиндров - задиру. Фундаментальные исследования природа схватывания и задирообразования выполнены С. Б. Айбиндером, Н. А. Буше, Н. Л. Голего, Ю. Н. Дроздовым, В. А. Кисликом, Б. И. Костецким, И. Б. Крагельским, А. П. Семеновым, Ф. Барвеллом, Ф. Бо-уденом, А. Диссоном, М. Коксом.

Исследования активных слоев сопряженных деталей ЦПГ показывают, что износостойкость материала определяемся его исходной структурой и составом вторичных структур, образующихся на рабочей поверхности в процессе трения, живучестью тонких разделяющих поверхностных пленок. Для тер-мообрабатываемых чугунных гильз цилиндров это положение особенно значимо, так как в зависимости от химического состава, особенностей термической обработки соотношение структурных составляющих металлической основы, состав карбидов, форма и размеры графитных включений могут меняться.

Условия эксплуатации дизельных двигателей требуют применения гольз

цилиндров с регламентированной структурой поверхностного слоя, что в большинстве случаев обеспечивается закалкой с нагревом 7ВЧ. Рассматривая термообработку как важнейший фактор, влияющий на структурообразова-ние и макрогеометрию, целесообразно для гильз цилиндров применять чугун с повышенной прокаливаем остью и закаливаемостью, обеспечивая при этом максимально возможную экономичность.

В связи с этим проанализировано влияние основных легирующих элементов на структуру и свойства термообработанного чугуна, что позволяет сделать вывод о целесообразности разработки специализированных чугунов. для гильз цилиндров и технологии их термической обработки, учитывающей применение чугуна с повышенной прокаливаемостью, для получения оптимального соотношения структурных составляющих в закаленном слое, повышения стабильности макрогеометрии, и таким образом, повышения износостойкости.

Поршни дизельных двигателей работают с большими тепловыми и механическими нагрузками, поэтому материал поршней должен обладать высокой теплопроводностью, жаростойкостью и низким коэффициентом линейного расширения. Указанным комплексом свойств обладают заэвтектические силумины с массовой долей кремния более 12 %. Значительная гетерогенность этих сплавов объясняет необходимость проведения модифицирования, что повышает прочностные характеристики, и улучшает обрабатываемость резанием.

С целью очистки сплава от неметаллических включений, растворенных газов расплав подвергается рафинированию. Разделение операции модифицирования и рафинирования и связанная с этим продолжительность периода от момента обработки сплава модификатором до его разливки, а также несовершенство известных модификаторов приводит к потере эффекта модифицирования и, как следствие, к огрублению структуры. В результате на финишных операциях обработки резанием наблюдается преждевременный износ инструмента. Склонность поршневых сплавов к остаточному «росту» предопределяет необходимость проведения энергоемкого стабилизирующего отжига.

Таким образом, очевидна необходимость изучения влияния модифицирования и стабилизирующего отжига на механические свойства, обрабатываемость резанием и стабильность геометрических размеров поршней дизельных двигателей.

Деятельность по постоянному улучшению изделия (двигателя), компонента (детали) и процесса наглядно иллюстрируется с помошью разверты-ваения функции качества. Этот метод позволяет определить степень взаимовлияния и взаимосвязи потребительских требований и инженерных характеристик. ДЦПГ не являются конечным продуктом потребления, поэтому потребитель может установить требования только для двигателя: долговечность, безотказность, ремонтопригодность, работоспособность, низкая стоимость, экологичность и экономичность двигателя, то есть надежность.

Были определены инженерные характеристики, которые с точки зрения производства, в той или иной степени удовлетворяют представленным требованиям. К ним относятся износостойкость, точность изготовления, точность сборки, стабильность геометрии, теплостойкость и шероховатость рабочих поверхностей деталей двигателя.

С применением метода экспертных оценок установлены зависимости потребительских требований от полученных инженерных характеристик. Рей-тингу'-ой инженерной характеристики рассчитывается по формуле:

1 ЪХц. (6)

где вес /-го требования потребителя;

Ху - значение коэффициента корреляции между ;-ым требованием и /-ой характеристикой.

В результате выявлены приоритетные направления улучшения качества производимой продукции, в частности, улучшение износостойкости, теплостойкости и стабильности геометрии деталей.

Максимальный положительный рейтинг для материала поршней имеет микроструктура. При этом ряд механических и технологических свойств сплава определяются микроструктурой, которая в свою очередь зависит от технологии модифицирования и рафинирования.

Аналогично рассчитываются рейтинги инженерных характеристик гильзы, которыми являются твердость рабочей поверхности, прочность или временное сопротивление разрыву, микроструктура сплава, точность макрогеометрии, напряженно-деформированное состояние (выраженное через остаточные тангенциальные напряжения) и химический состав сплава.

Выходом или критическими параметрами качества гильзы являются микроструктура сплава, химический состав сплава, твердость и точность макрогеометрии. Они являются входом на следующем уровне плана производства — плана качества процесса термообработки, где инженерными характеристиками являются: температура подогрева гильз цилиндров перед закалкой, расход охлаждающей воды, способ нагрева заготовки (в печах, токами высокой частоты), способ охлаждения (на воздухе, вместе с печью). Критическими параметрами термообработки являются температура и интенсивность закалочного охлаждения.

Вторая глава посвящена моделированию технологических процессов.

Проведен феноменологический анализ изменения распределения температуры в стенке нагреваемого изнутри "ГВЧ полого чугунного цилиндра и рассмотрен процесс формирования в нём напряженно-деформированного состояния. Сложное распределение остаточных напряжений по сечению гильзы с переходом от растягивающих на внутренней поверхности к сжимающим в глубине закаленного слоя и снова к растягивающим в переходном слое формируется благодаря перепаду температур в стенке, связанному с интенсивным охлаждением наружной поверхности и индукционному нагреву внутренней, структурным Превращениям при нагреве - охлаждении, явлению «роста» чугуна за счёт микрорастрескивания по графитным включениям.

Анализ феноменологической модели формирования напряжённо-деформированного состояния в ГЦ позволяет предложить опытную технологию, включающую предварительный подогрев ТПЧ перед закалкой, уменьшение интенсивности охлаждения стенки гильзы в процессе закалки путём исключения наружного потока воды и позволяющую уменьшить припуски на механическую обработку за счёт предполагаемого снижения усадки при закалке.

Наиболее полное представление о факторах, оказывающих влияние на показатели качества и приспосабливаем ость ДЦПГ дает методология функ-

13

ционального моделирования ЮЕГО. Для тога чтобы функция могла выполняться, на ее вход должны поступить следующие данные: химический состав материала, технология изготовления ДЦПГ, технология размерной обработки, технология объемного и поверхностного упрочнения, технология упрочнения, микрогеометрические характеристики. Государственные стандарты, документы СМК, конструкторская документация, технологические инструкции определяют условия, необходимые для тога, чтобы обеспечить правильный выход: геометрическую стабильность, структурную приспосабливаем ость и эксплуатационные характеристики двигателя. Преобразование входов в выходы осуществляется с помощью производственного оборудования, квалифицированного персонала, технологических режимов.

ЧАСТЬ 2. Металловедческие аспекты и технологические факторы обеспечения размерной стабильности и структурной приспосабливаемости гильз и поршней

В третьей главе исследовано влияние металловедческих и технологических факторов на повышение качества термической обработки чугунов для гильз цилиндров. Искажения макрогеометрии являются следствием формирования временных и остаточных напряжений. Максимальные значения напряжений, возникающих в деталях простой геометрической формы и изготовленных из однородного материала, зависят от градиента или перепада температур при нагреве и рассчитываются как:

Отах = К^, (7)

где К -коэффициент пропорциональности, К= 0,5; а - коэффициент линейного расширения, 1/°С; Е -модуль упругости, МПа; р - коэффициент Пуассона; ¿М - отклонение (перепад) температуры в данной точке.

Перепад температуры определяется температурой нагрева под закалку (ТэаД то есть положением интервала температур Ас" - Ас'. Расположение интервала температур эвтектоидного превращения зависит от химического состава материала детали. Для серых чугунов типа СЧ21, являющихся основным материалом для изготовления гильз цилиндров, превращение происходит, как правило, между 750 и 950 °С. Очевидно, что снижение и сужение этого интервала, а значит снижение Тзак., будут определять величину временных и остаточных термических напряжений и величину искажений макрогеометрии. Разработка специализированных чугунов для гильз цилиндров и оптимизация режимов их термической обработки делает необходимым прогноз или расчет возможных деформаций при закалке, что связано с измерением или расчетом температур в стенке гильзы при закалке.

Необходимость проведенного исследования объяснялась тем, что для гильз цилиндров, упрочняемых закалкой, с целью повышения качества необходимо предотвратить эффект вторичной графитизации и обеспечить после отпуска оптимальное соотношение структурных составляющих в закаленном слое. Влияние легирующих элементов на процессы графитизации, происходящие при нагреве чугунов под закатку исследовалось начугунах, химический состав которых приведен в табл. 1.

Таблица 1

Состав и свойства опытных чугунов

Группы сплавов Химический состав, % Механические свойства

С Si Мп <?изг> МПа Твердость, НВ

21 3,08 1,58 0,77 482 207

22 3,10 1,64 1,07 489 235

23 3,15 1,64 1.48 435 241

24 3,20 1,60 1,80 523 241

25 3,20 1,62 2,21 484 262

26 3,30 1,57 2,57 537 262

31 3,50 1,20 0,80 464 195

32 3,41 1,20 1,09 484 241

33 3,60 1,20 1,52 496 286

34 3,42 1,21 1,96 484 352

41 3,43 1,49 0,74 461 217

43 3,25 1,66 1,55 534 217

45 3,32 1,66 2,36 526 241

46 3,35 1,63 2,67 529 248

47 3,42 1,64 3,04 434 277

48 3,43 1,65 3,44 427 293

Оптимальным считался чугун, у которого при нагреве не наблюдалось падение твердости и ее максимальному значению соответствовала минимальная температура нагрева, а значит и минимальные деформации гильз при закалке. При этом было установлено, что для гильзового чугуне константа вторичной графитизации — к"г должна быть менее 4,0. Исходя из данных Н.Г. Гиршовича, суммарная массовая доля углерода и кремния в таких чугунах должна быть в пределах от 4,8 до 5,1 %.

Для ответственных деталей, в которых эффект вторичной графитизации недопустим, чугун должен иметь возможно более низкую величину К"г и содержать никель, молибден, медь, марганец. Вместе с тем, необходимо учитывать рациональное легирование и экономичность, что обеспечивается применением марганцовистого чугуна, с присадками меди и титана. На основании изложенного предложены методика и алгоритм выбора специализированного чугуна для гильз цилиндров. Рассчитан химический состав базового чугуна, с массовой долей: углерода 3,2 - 3,5 %, кремния 1,5 -1,7 %, марганца 1,9 - 2,3 %,

Отпуск в значительной степени определяет стойкость к схватыванию, так как меняет соотношение структурных составляющих в определенных температурных интервалах.

При непрерывном нагреве закаленных марганцовистых чугунов с повышенной долей остаточного аустенита на дилатометрических кривых по изменению их наклона фиксируется первая стадия первого превращения, заканчивающаяся при 150 "С. Одновременно с его второй стадией - выделением из мартенсита закалки карбидов и образованием насыщенного углеродом мартенсита начинается второе превращение: переход остаточного аустенита в бейнит. Оба эти процесса заканчиваются для чугуна с содержанием остаточ-

15

ного аустенита не более 40 % при 450 °С, а с увеличением его содержания повышается и температура начала третьего превращения и его дилатометрический эффект. Повышение температуры связано с тем, что продукты распада остаточного аустенита более устойчивы к отпуску, а увеличение дилатометрического эффекта свидетельствует об увеличении количества феррито-цементитной смеси, образующейся из распавшегося в процессе нагрева при втором превращении остаточного аустенита.

Проведенный анализ позволил уточнить сущность превращений при отпуске, особенно для железо-углеродистых сплавов с повышенной долей остаточного аустенита и уточнить температурные интервалы превращений.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния процессов структу-рообразования на свойства поршневого сплава.

Для заэвтектических силуминов с повышенной массовой долей кремния (более 20 %) общее упрочнение создается за счет прироста предела текучести (<тт) в результате твердорастворного, зернограничного и дисперсионного упрочнения.

Аат = Дстт.р + Ла3_ + Ааду t (8)

где Лоу.р. - прирост предела текучести за счет твердорастворного упрочнения; Лет, - прирост предела текучести за счет зернограничного упрочнения; Л Оду, - прирост предела текучести за счет дисперсионного упрочнения.

л°т.р = 2 *|С7(9) Ы1

где С, — массовая доля элемента, растворенного в AI, %; /с/ — коэффициент упрочнения /-ым легирующим элементом, то есть прирост предела текучести при концентрации элемента 1% по массе, МПа.

Для заэвтектического силумина марки АК21МЗН растворенными элементами являются никель, медь, фосфор и азот.

Aa3=K3-d/ г, (10)

где /<з=0,6 МПа-м1/2 - коэффициент зернограничного упрочнения, характеризующий материал и состояние границ; d =40 мкм - диаметр зерна первичного кремния после проведения операции модифицирования.

где v = 0,34 - коэффициент Пуассона; G = 27200 МПа - модуль сдвига матрицы; Ь = 4,05-10'7 мм - вектор Бюргерса дислокации, равный параметру решетки алюминия; I = 200 мкм - среднее расстояние между центрами дисперсных частиц; D = 5 мкм - средний диаметр частиц. Результаты расчетов приведены на рис. 4.

0,13% 8,11 %

ES твердорастворное упрочнение

□ зернограничное упрочнение

□ дисперсионное упрочнение

- 91,76%

Рис. 4. Доля различных механизмов в упрочнении сплава АК21МЗН

Наибольший вклад в прирост конструкционной прочности вносит зерно-граничное упрочнение. Реализация этого механизма требует оптимизации параметров структуры, то есть разработки эффективных модификаторов и технологий модифицирования. Следовательно, с точки зрения обеспечения максимальной прочности разработка модификаторов для поршневых сплавов должна проводиться в большей степени в направлении измельчения включений кремния.

На основе анализа литературных данных определен принцип выбора компонентов комплексного модификатора, а экспериментальные данные позволили определить необходимые ингредиенты в составе: метафосфат алюминия, хлористый калий, гексахлорэтан и сера. Для отыскания оптимального состава комплексного модификатора был подготовлен и проведен дробный факторный эксперимент 24'1, в котором в качестве параметра оптимизации был принят средневзвешенный размер кристаллов первичного кремния.

. Применение комплексного модификатора оптимального состава позволяет измельчать кристаллы первичного кремния и получить средневзвешенный размер кристаллов от 35 мкм (рис. 5). Модифицирующий эффект вызван образованием в ходе химической реакции (энергия Гиббса реакции AG = -156,634 кДж/моль) фосфида алюминия (AIP), включения которого являются дополнительными центрами кристаллизации.

При определении рафинирующей способности было выявлено, что газовая пористость (ГОСТ 1583-93) снижается на 3 - 4 балла.

б)

а)

Рис. 5. Микроструктура сплава а) до модифицирования, б) после обработки комплексным модификатором (Х100)

Проведено исследование микроструктуры поршней и определены допустимые размеры кристаллов первичного кремния и полей эвтектической матрицы. По результатам проведенного исследования составлена шкала микроструктуры сплава АК21МЗН. Поршни 1 - 3-го балла излома по питателю имеют в микроструктуре поля, не занятые кристаллами первичного кремния от 346 до 760 мкм и кристаллы первичного кремния размером от 53 - 80 мкм. Поршни 4 - 5-го балла излома по питателю имеют в микроструктуре поля, не занятые кристаллами первичного кремния от 800 мкм и выше, и кристаллы первичного кремния более 80 мкм. Основанием для отнесения структуры к определенному баллу является содержание не менее 60% структурных составляющих соответствующего размера.

С увеличением размеров кристаллов первичного кремния от первого балла к пятому, и неравномерности их распределения, прослеживается снижение временного сопротивления разрыву (рис. 6). Полученные данные сопоставимы с результатами расчета прогнозируемой прочности, так как предел текучести сплава АК21МЗН приблизительно на 10 % ниже временного сопротивления разрыву.

Проведено исследование и получена зависимость влияния величины кристаллов первичного кремния на обрабатываемость резанием (рис. 7). Показано, что с увеличением размеров включений и неравномерности распределения кристаллов первичного кремния растет износ по задней поверхности режущего инструмента из-за нестабильных условий резания. Корреляционным анализом установлено, что обрабатываемость резанием более чустви-тельна к размеру включений кремния чем к размерам полей между ними (коэффициенты корреляции 0,81 и 0,47 соответственно). Лабораторные испытания подтверждают худшие результаты при механической обработке поршней с баллом излома 4-5.

__ i ___ __

tl66¡

islV

f4j4 i 1" ^

f-N ; Ч3'

~~í.....- --- 96

' ! 1

i ...

h з, мм

60 80 100 120 140 160 180 Размер кристаллов кремния, мкм

30 80 130 180

Размер кристаллов кремния, мкм

Рис. 6. Зависимость временного сопротивления разрыву от размеров кристаллов первичного кремния

Рис. 7. Зависимость износа задней поверхности инструмента ((1,) от размеров кристаллов первичного кремния

ЧАСТЬ 3. Обоснование выбора материалов, режимных параметров термообработки и промышленная реализация результатов исследований

В пятой главе рассмотрено влияние технологических факторов на форм ирование инженерных характеристик гильз цилиндров.

Исследована износостойкость марганцовистых чугунов в условиях, близких к работе пары гильза-компрессионное кольцо в районе верхней мертвой точки. С увеличением температуры нагреве под закалку от 760 до 950 °С при температуре отпуска от 200 до 290 °С изменяли глубину закаленного слоя и количество остаточного аустенита в поверхностном слое. При испытании образцов из гильз цилиндров, закаленных с 825 °С уменьшается интенсивность изнашивания и износ колец. Одновременно повышается стойкость к за-дирообразованию. Таким образом выяснено, что оптимальным количеством остаточного аустенита является 25 - 35 % .

Образцы с меньшим количеством А осг изнашиваются с образованием дорожек схватывания из-за охрупчивания и отслаивания ми<рообъемов активного слоя на поверхности, либо с образованием глубоких вырывов металла при увеличении доли пластичной составляющей. При содержании 25 - 35% остаточного аустенита в закаленном слое в исходном состоянии в процессе трения обеспечивается наивысший уровень приспосабливаемости и постоянное генерирование мартенисто-аустенито-карбидных структур оптимального фазового состава, образующих экранирующую пленку на рабочей поверхности, обладающую большой эластичностью в живучестью.

Приработка рабочей поверхности оказывает существенное влияние на интенсивность изнашивания. С увеличением продолжительности приработки с 5 тысяч циклов до 45 тысяч циклов происходит снижение интенсивности износа опытных гильз и колец, что связано с постепенным упрочением и стабилизацией тонкого поверхностного слоя в результате уменьшения доли остаточного аустенита в 1,5 раза за счет образования мартенсита деформации, процессов старения части аустенита и выпадения мелкодисперсных карбидов. При увеличении числа циклов до 60 тысяч происходит перенаклеп, появляются трещины отслаивания, в зоне фрикционного контакта, образуются твердые продукты изнашивания, усиливающие процесс микросхватывания.

Сравнение эпюр тангенциальных остаточных напряжений серийных и опытных гильз, изготовленных из марганцовистого чугуна (рис. 8), показывает, что величины остаточных напряжений в районе закаленного слоя для опытных гильз приблизительно в 2 раза меньше, что обусловлено аустенито-мартенситной структурой этого слоя. Причем у опытных гильз закаленный слой расположен в основном в области сжимающих напряжений.

Значительно меньшая амплитуда напряжений, характерная для опытных гильз, способствует получению меньших искажений макрогеометрии. Причем, при худшей исходной геометрии гильз, значение искажений: овальности, коробления и усадки для предлагаемых технологий с подогревом и самоотпуском меньше по сравнению с серийной технологией и печном отпуске.

Анализ макрогеометрии гильз цилиндров выполнялся по результатам измерения деталей, изготовленных по опытной технологии, включающей подогрев перед закалкой и самоогпуск.

Показано, что для обеспечения требуемой глубины и твёрдости закалённого слоя при охлаждении только внутренней поверхности (предлагаемая технология) необходимо ввести предварительный подогрев ГЦ до температур порядка 300 °С и примерно в два раза уменьшить время нагрева 7ВЧ.

Рис. 8. Эпюры распределения остаточных напряжений в стенках опытных и серийных гильз

Проведено сравнительное исследование влияния серийной и предлагаемой технологий изготовления ГЦ на их макрогеометрию и её стабильность. Статистический анализ макрогеометрии ГЦ на партиях из 100 гильз показал, что коробление {л „) определяется в основном независимыми величинами -. максимальной усадкой {л у) и максимальной овальностью (а 0):

л а /пах . л так

АК~АУ +А о (12)

Независимость этих величин была подтверждена с помощью матричного анализа изменений внутреннего диаметра при закалке.

Применение предлагаемой технологии позволило в два раза снизить усадку опытных гильз после термообработки при такой же овальности, как у серийных, и повысить стабильность макрогеометрии опытных гильз в процессе изготовления и в готовом состоянии (рис. 9). За счёт уменьшения усадки ГЦ при закалке их по предлагаемой технологии были снижены припуски на механическую обработку и исключена лезвийная обработка закалённого слоя.

Предлагаемая технология обеспечила получение показателей макрогеометрии готовых гильз в соответствии с требованиями технических условий, поскольку их максимальная овальность не превышала 30 мкм как и у серийных гильз. Существенное снижение коробления после термообработки позво-

лило на 50 % снизить припуск на термообработку и исключить из технологического процесса операцию развертывания-зенкерования закаленного слоя.

Проведённые исследования показали целесообразность изменения технологии термической и механической обработок ГЦ путём введения подогрева гильз перед закаткой, изменения схемы закалочного охлаждения, времени нагрева ТВЧ под закалку, операции отпуска, исключения и замены отдельных операций механической обработки. Для реализации в производстве предлагаемой технологии была разработана конструкция установки для подогрева

Усадка

Коробление

/, штуки

100

Предлагаемая технология

200

300

Серийная технология

400

Д. мкм

Рис. 9. Усадка и коробление зеркала гильз после серийной и опытной закалки

гильз ТПЧ, совместимая с существующими закалочными агрегатами и обеспечивающая работу в полуавтоматическом режиме. Проведена модернизация закалочной установки ТВЧ для закалки ГЦ, позволяющая дозировать внутреннее охлаждение и обеспечить при наличии предварительного подогрева са-мосгтпуск закаливаемого слоя. Предлагаемая конструкция закалочного агрегата защищена авторским свидетельством. Разработанное оборудование для закалки гильз цилиндров с предварительным подогревом было изготовлено и внедрено на ОАО «Тутаевский моторный завод».

Оптимальная технология термообработки должна создать стабильное напряженно-деформированное состояние деталей в процессе изготовления и эксплуатации. Задача оптимизации решалась путём математического моделирования процесса на основе экспериментально-статистических методов. В качестве варьируемых факторов были приняты: время подогрева ТПЧ, время нагрева ТВЧ, время подстуживания перед включением закалочного охлаждения, интенсивность закалочного охлаждения и время до начала механической обработки. Экспериментальные данные, полученные в соответствие с матрицей планирования дробного факторного эксперимента, использовались для построения регрессионных моделей показателей макрогеометрии: коробления, овальности, усадки; металловедческих параметров: твёрдости, глубины закаленного слоя, балла пористости поверхности, а также изменения диамет-

ра при сквозном разрезе при экспресс-контроле напряженно-деформированного состояния.

На основании полученных моделей решена задача оптимизации техно. логического режима по предлагаемой технологии с помощью метода неопределенных множителей Лагранжа. Сравнительный анализ данных, полученных при оптимальном режиме показывает, что по основным параметрам макрогеометрии (коробление после опытной термообработки уменьшается по меньшей мере на 30 %) предлагаемый технологический процесс предпочтительней серийного. Однако для достижения требуемой стабильности необходимо небольшое строго дозированное наружное охлаждение (табл. 2).

Таблица 2

Показатели качества гильз, изготовленных по разным технологиям

Показатели качества гильз Характеристика технологии

Серийная Предлагаемая с двусторонним дозированным охлаждением

Диаметр перед закалкой, мм 128,6 129,85

Статистические параметры свойства

X Э X Э

Коробление после термообработки , мм 260 30 243 10

Максимальная усадка после термообработки, мм 230 33 257 16

Овальность после термообработки, мм 86 29 63 15

Твёрдость, НЯС 42...44 45...48

Глубина закалённого слоя, мм 1,5-1,7 1,0-2,0

Изменение размера после сквозного разреза, мм +5 +0,2

Шестая глава посвящена обоснованию выбора режима термообработки поршневого сплава. Исследование влияния продолжительности термообработки (отжига) на остаточный «рост» сплава АК21МЗН проводилось на образцах, которые подвергались отжигу при температуре 300 °С. До термообработки и через каждые последующих 2-2,5 часа выдержки производился замер геометрии образцов.

Основное изменение размера образцов происходит в первые 5 часов нагрева, следовательно, основные процессы в сплаве - распад твердого раствора с выделением СиА12, МдЗ|2 и изменение параметра кристаллической решетки - происходит в этот период При нагреве в течение 10 часов рост продолжается, но изменение размеров не значительно. При отжиге более 10 часов происходит уменьшение размеров, что, возможно, связано с коагуляцией. Исходя из приведенных литературных данных и результатов исследования установлено, что существует возможность снижения времени отжига с 10 часов до 6. Учитывая, что отливка поршня массивнее отдельного образца, было проведено исследование возможности снижения времени термообработки с 10 до 6 ч и обоснована продолжительность отжига равная 6 часам вместо 10 по серийной технологии.

На двух партиях поршней, прошедших экспериментальную термообработку и термообработку № 2, имитирующую нагрев поршня в двигателе, и серийную совместно с термообработкой № 2, определялись твердость и временное сопротивление разрыву. Результаты измерений приведены в таблицах 3 и 4.

Твердость материала после проведенных термообработок снизилась, как у поршней прошедших серийную термообработку, так и у поршней, прошедших экспериментальную термообработку, и составляет: для поршней №1-6 после первой термообработки - 101 НВ; после второй - 95,0 НВ и 95,0 - 97,7 НВ для поршней № 1-3 и № 4-6 соответственно. Временное сопротивление разрыву на образцах, изготовленных из поршней после проведенных двух термообработск, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к материалу поршней.

Таблица 3

Твердость материала поршней

Номер поршня Твердость отливок НВ 10/1000 Термообработка №1 (1=300 °С) Термообработка №2 (t=300 °С)

Время выдержки, ч НВ 10/1000 Время выдержки, ч НВ 10/1000

1 121 10 101 10 95.0

2 117 101 95,0

3 121 101 95,0

4 114 6 101 10 95,0

5 121 101 95,0

6 121 101 97,7

Таблица 4

Временное сопротивление разрыву материала поршней

Партия Время выдержки, ч. Временное сопротивление разрыву о,, МПа. Среднее значение о», МПа

1 10+10 182; 175; 149; 160; 179; 179 170,7

2 10+6 158; 179; 164; 165; 159; 155 163,3

Важнейшей характеристикой поршневых сплавов является температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), который наряду со способностью материала не менять размеры изделия в процессе длительной работы при высокой температуре, определяет постоянство зазора между поршнем и гильзой. Поэтому было проведено исследование ТКПР материала поршней прошедших, термообработку по базовому и по экспериментальному режиму.

ТКЛР материалов поршней, прошедших термообработку по режиму 300 °С в течение 10 ч и по режиму 300 °С в течение 6 ч, не имеет существенных отличий. Результаты измерения подтверждают данные о том, что ТКПР в силуминах зависит от содержания кремния в сплаве.

При эксплуатации двигателя наиболее интенсивный разогрев поршня происходит в районе донышка и головки. И если термообработка заготовки поршня после литья не обеспечивает полного распада твердого раствора, этот процесс продолжается при работе поршня, причем в более теплонагру-женных зонах он протекает интенсивнее.

Определение остаточных напряжений в поршне осуществлялось по усовершенствованному методу Закса-Давиденкова. На поверхности поршня напряжения носят сжимающий характер и находятся в пределах 0,4 - 0,7 МПа, а на глубине - растягивающий (0,25 - 0,35 МПа).

Физические свойства материалов в значительной степени зависят от размеров блоков кристаллов и величины микронапряжений, возникающих в материале при его изготовлении. Поэтому важным является знание этих характеристик материала. Малый размер блоков (меньше 10"7 м) и микродеформации вызывают уширение линий на рентгенограмме.

С целью полного подтверждения того, что термообработка по экспериментальному режиму, снижает уровень остаточных напряжений, образовавшихся в процессе формообразования отливки, был проведен рентгенострук-турный анализ с оценкой микродеформаций кристаллической решетки.

В результате отношения уровня микронапряжений литого образца к уровню микронапряжений образца, прошедшего термообработку по режиму (300±10) °С, 10 ч, составляют =3,015 и £100=3,233. Отношения уровня микронапряжений литого образца к уровню микронапряжений образца, прошедшего термообработку по режиму (300±10) °С, 6 ч, составляют $ш=1,921 и 5юо=2,46. Данные результаты подтверждают целесообразность проведения термообработки по режиму (300±10) °С с выдержкой в течение 6 ч.

В седьмой главе приведена методика рационального выбора химического состава чугуна, обеспечивающего после закалки с нагревом ТВЧ наилучший комплекс потребительских свойств. Проведена оптимизация технологического процесса термической обработки позволила определить температурные режимы термообработки гильз цилиндров, включающей предварительный подогрев гильз токами промышленной частоты, закалку с комбинированным охлаждением, обеспечивающие получение стабильной макрогеометрии и образование износостойких защитных структур на поверхности зеркала цилиндра.

С точки зрения статистического управления процессом, была оценена способность к обеспечению качества производства поршней с разной степенью модифицирования с целью обеспечения оптимальной по механическим (прочность) и технологическим (обрабатываемость резанием) свойствам структуры. Были обработаны результаты структурного анализа пяти групп сплавов, которые отличаются степенью модифицирования, то есть массовой долей модификатора, составляющей 0,3 % -1,5 %, и средним значением величины основной структурной составляющей или зерна (включения) первичного кремния. Установлено, что структура поршневого сплава, соответствующая 1-му и 2-му баллам и механические свойства, присущие данному сплаву, являются оптимальными, в том числе по величине индексов воспроизводимости.

Процесс термообработки гильз цилиндров по опытной технологии способен к качеству - Ср >1,7. Способность к качеству процесса термообработки гильз цилиндров по опытной технологии выше способности к качеству процесса, реализованного по серийной технологии, несмотря но то, что на проведение процесса в случае серийной технологии гильзы поступили более высокого качества, чем на обработку по опытной технологии (индекс воспроизводимости Ср до процесса термообработки у серийной технологии равен 1,60883, а у опытной - 1,469711). Поскольку процесс термообработки оказывает решающее значение на технологию обработки, то опытная технология может быть рекомендована к внедрению.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведения комплексных исследований в области ме-таловедения и термической обработки металлов предложена научно-обоснованная методология решения важной научно-технической проблемы -повышения надежности и долговечности дизельных двигателей за счет повышения качества деталей цилиндро-поршневой группы (ДЦПГ) и включающая: системный анализ; методы всеобщего менеджмента качества; сложные статистические методы (ОРР и РМЕА); анализ способности процессов и оборудования к обеспечению качества.

2. С применением инструментов управления качеством сформулирован комплекс требований к потребительским свойствам ДЦПГ на этапе перехода «производство - эксплуатация», включающий обеспечение геометрической стабильности и структурной приспосабливаем ости деталей. Предложена иерархическая структура процесса производства ДЦПГ, включающая процессы макроуровня, на которых решаются функционально-структурные вопросы системы в целом и процессы микроуровня, связанные с разработкой элементов системы и получением технических решений по конструкции, параметрам и режимам функционирования.

3. Теоретически обоснованы технологические методы формирования потребительских свойств ДЦПГ на основе обеспечения геометрической стабильности и структурной приспосабливаем ости, то есть с учетом структурно-геометрического фактора. Установлены закономерности обеспечения потребительских свойств, геометрической стабильности и структурной приспосаб-ливаемости деталей цилиндро-поршневой группы, связывающие достижение надежности и долговечности с обеспечением инженерных характеристик на этапах (разработки и производства) жизненного цикла изделий.

4. Исследовано влияние основных (кремния, марганца) и легирующих элементов (алюминия, титана, фосфора) на свойства чугуна для гильз цилиндров. Показано, что повышение механических свойств, прокаливаем ости, закаливаемости, а также снижение величины константы графитизации (К"), сужение и понижение интервала эвтектоидного превращения и повышение из-

нососгойкости достигается при массовой доле кремния до 1,5 - 1,7 %, углерода 3,2-3,5%, марганца 1,9-2,3%, титана 0,07-0,1 %.

5. На основании исследований оценки влияниия легирующих элементов на процессы графитиз'ации показано, что для ответственных деталей, в которых эффект вторичной графитизации недопустим, так как ведет к снижению твердости, чугун должен иметь возможно более низкое значение Кг". Установлено, что для гильзового чугуна должно выполняться соотношение: Кг' < 4,0 и 3,7 < Кг" < 4,0 с тем, чтобы предотвратить отбел и одновременно исключить вторичную графитизацию.

6. На основе исследования механических свойств, прокаливаемости, интенсивности изнашивания, дилатометрических и микроструктурных исследований чугунов для гильз цилиндров ДВС с повышенным содержанием марганца, подвергаемых закалке с нагревом ТВЧ, установлена возможность управления структурным составом упрочненного поверхностного слоя гильз цилиндров с целью обеспечения геометрической стабильности и структурной приспосабливаем ости. Выявлено, что исходное количество остаточного ау-стенита в закаленном ТВЧ чугуне должно быть в пределах от 25 до 35 %. Показано, что изменение оптимального фазового состава и соотношения структурных составляющих в закаленном слое снижает сопротивление износу и задиру гильз с повышенной до 2,0 - 2,3 % массовой долей марганца.

7. Предложена физическая модель и проведен феноменологический анализ формирования остаточных напряжений при изготовлении гильзы по серийной технологии закалки ТВЧ с учётом изменения во времени градиента температур в стенке ГЦ, механических свойств серого чугуна и структурных превращений в закаливаемом слое. Установлена возможность управления распределением остаточных напряжений за счет изменения градиента температур в стенке закаливаемой гильзы, обеспечиваемого путём предварительного подогрева и охлаждения нагреваемой поверхности. На основании рассмотренной модели разработана технология закагки, включающая предварительный подогрев и одностороннее внутреннее охлаждение.

8. Разработаны регрессионные модели показателей макрогеометрии, металловедческих характеристик закалённого слоя и характеристики стабильности геометрии в зависимости от параметров термообработки, на основании которых получены оптимальные технологические режимы процесса закалки ТВЧ, обеспечивающие стабильность макрогеометрии гильз.

9. Анализ распределения остаточных напряжений у гильз из опытного и серийного чугунов показал, что гильзы из опытного чугуна обеспечивают большую стабильность макрогеометрии как в процессе обработки, хранения, транспортировки, так в процессе эксплуатации, так как максимальная величина остаточных напряжений в них приблизительно в два раза меньше. Использование предлагаемого чугуна в сочетании с рекомендуемой технологией термообработки, включающей подогрев и самоотпуск, позволит значительно (на 50 - 70 %) уменьшить припуск на механическую обработку вследствие весьма малых значений овальности и, главным образ ом, коробления и снизит

трудоемкость изготовления, обеспечит стабильность геометрии гильз в эксплуатации. Эффективное снижение искажений макрогеометрии достигается применением закалки с воздушным и водовоздушным охлаждением или, в условиях существующего производства, уменьшением интенсивности наружного охлаждения.

10. Выполнены расчеты прогнозируемой прочности заэвтектического силумина. Установлено, что упрочнение обеспечивается взаимодействием трех механизмов: твердорастворного, зернограничного и дисперсионного. Наибольший вклад в упрочнение заэвтектического силумина марки АК21МЗН дает прирост предела текучести за счет зернограничного упрочнения. Это объясняется уменьшением размеров зерен первичного кремния в результате добавления модификатора с массовой долей 1,3 - 1,5 %, что соответствует структуре I и II баллов. Разработана шкала микроструктур поршневого сплава АК21МЗН и научно обосновано ее применение на практже.

11. В результате проведенного исследования получены зависимости временного сопротивления разрыву и обрабатываемости резанием сплава от размеров кристаллов первичного кремния. Показано, что с увеличением размеров кристаллов первичного кремния, в зависимости от степени модифицирования, при переходе от первого балла к пятому происходит снижение механических и технологических свойств вследствии снижения дисперсности кристаллов первичного кремния, повышения неравномерности их распределения и нестабильности условий резания. При этом обрабатываемость резанием более чуствительна к размеру включений кремния, чем к размерам полей ме-жру ними.

12. На основе комплексных исследований механических свойств материала поршня, остаточного «роста», напряженного состояния, и фазового состава поршневого сплава обоснована возможность снижения времени термообработки отливок поршней, обусловленная завершением процессов распада твердого раствора А1+Б» при (300+10) °С с выдержкой в течение 6 ч. Обоснована возможность обеспечения геометрической стабильности отливок поршней на основе управления процессами структурообразования в результате модифицирования.

13. Проведенные исследования позволили определить температурные режимы термообработки гильз цилиндров, включающей предварительный подогрев гильз токами промышленной частоты, закалку с комбинированным охлаждением, обеспечивающие получение стабильной макрогеометрии и образование износостойких защитных структур на поверхности зеркала цилиндра. Предлагаемая технология опробована и внедрена на Тутаевском моторном заводе с использованием разработанного оборудования, защищенного авторским свидетельством. Разработанный технологический процесс термообработки гипьз цилиндров (с самоотпуском) обеспечивает в сфере производства экономический эффектозасчет сокращения времени обработки гильз, расхода электроэнергии, охлаждающей воды, режущего инструмента.

14. На основании результатов проведенных исследований внедрены следующие изменения технологического процесса изготовления отливок поршней:

- разработан состав модификатора на основе метафосфата алюминия, который внедрен в производство;

- заменено модифицирование сплава в плавильной печи и рафинирование в раздаточных печах обработкой расплава комплексным модификатором в раздаточной печи;

- изменен режим термообработки отливок поршней с отжига при 300 °С продолжительностью 10 часов на отжиг при 300 °С продолжительностью 6 часов.

- результаты работы прошли промышленное опробование на ОАО «Автодизель» (Ярославский моторный завод) и подтвердили обоснованность и эффективность предлагаемых научно-технических решений.

Список основных публикаций по теме работы

1. Епархин, О. М. Технологические методы обеспечения качества гильз цилиндров дизельных двигателей: Монография [Текст] / О.М. Епархин, Н.И. Вершинина, Е.Ф. Трофимов. - Ярославль: Изд-во ЯПУ, 2006. -163 с.

2. Епархин, О. М. Оценка способности процессов и оборудования к обеспечению качества: Монография [Текст] / О.М. Епархин. - Ярославль: Изд-во Я ГГУ, 2006. - 72 с.

3. Вершинина, Н. И. Исследование возможности повышения стабильности макрогеометрии чугунных гильз цилиндров с помощью термообработки [Текст] / Н. И, Вершинина, О. М. Епархии, Б. М. Асташкевич //Двигателестрое-ние. - 1990. - № 8. - С. 40-42.

4. Асташкевич, Б. М. Стабилизация макрогеометрии чугунных гильз цилиндров при термообработке [Текст] / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин, Н. И. Вершинина //Вестник ВНИИЖТ,-1990.-№ 1. -С. 35-37.

5. Асташкевич, Б. М. Исследование изнашивания марганцовистого чугуна гильз цилиндров при трении без смазки [Текст] / Б.М. Астаикевич, О.М. Епархин, Г.А. Мазнова// Вестник ВНИИЖТ. - 1990. -№ 5. - С. 45-47.

6. Асташкевич, Б. М. Влияние структуры чугуна и напряженного состояния термически обработанных гильз цилиндров ДВС на их изнашивание [Текст] / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин // Трение и износ. - 1995. - № 1. -С. 167-174.

7. Влияние остаточных напряжений в поверхностном слое на износостойкость гильз цилиндров [Текст] / Б. М. Асташкевич, Н. И. Вершинина, О. М. Епархин, Г. А. Мазнова // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1993. — № 2,- С. 21-23.

8. Асташкевич, Б. М. Влияние микростроения и напряженного состояния на изнашивание закаленных с нагревом ТВЧ гильз цилиндров ДВС [Текст] / Б. М. Астаикевич, О. М. Епархин // Вестник машиностроения. —1996. - № 2. -С. 16-19.

9. Иванова, В. А. Восстановление кремния из БЮ-газа при выплавке фосфористого чугуна [Текст] / В. А. Иванова, В. А. Ким, О. М. Епархин // Известия вузов. Черная металлургия. - 1999. - № 9. - С. 9-11.

10. Иванова, В. А. Восстановление кремния при фильтрации [Текст] / В.

A. Иванова, В. А. Ким, О. М. Епархин // Известия вузов. Черная металлургия. -2000. - № 4. - С. 5-7.

11. Влияние качества модифицирования на свойства поршней, изготовленных из сплава АК21МЗН [Текст] / С. Л. Потанин, А. В. Гунин, О. М Епархин,

B. К Мясников II Металловедение и термическая обработка металлов. - 2002. -№10.-С. 11.

12. Вершинина, Н. И. Развитие микротрещин в сером чугуне при термообработке [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин II Изв. ТулГУ. Сер. Материаловедение. -Вып. 4. -2003. -С. 216-222.

13. Вершинина, Н. И. Управление геометрическими параметрами деталей в процессе термической обработки [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин II Изв. ТулГУ. Сер. Материаловедение. - Вып. 5.-2004,- С. 203-209.

14. Вершинина, Н. И. Исследование микротрещин в сером чугуне после его термообработки [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин // Ремонт, восстановление и модернизация. - 2004. - № 10. - С. 8-11.

15. Управление структурообразованием и свойствами сплава АК21МЗН с использованием ОГО-метода [Текст] I О. М. Епархин, А. В. Гунин, О. А. Романова, Е. Н. Потуткина // Изв. ТулГУ. Сер. Материаловедение. - Вып. 5. -2005. - С. 170-183.

16. Епархин, О. М. Применение функции качества на примере производства поршней [Текст] / О. М. Епархин // Заготовительные производства в машиностроении. - 2006. - № 6. - С. 49-54.

17. Влияние отпуска токами промышленной частоты на качество зеркала гильз цилиндров [Текст] / Н. И. Вершинина, В. А. Жильцов, О. М. Епархин,. Ю. А. Литвинцев; Яросл. политехи, ин-т. — Ярославль, 1981. - 11 с. -Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш, № 220. - Библ. указ. ВИНИТИ «Депонированные рукописи». - № 12. - 1981.-С. 114.

18. Оценка влияния различных видов отпуска на макрогеометрию зеркала гильз цилиндров [Текст] / Н. И. Вершинина, В. А. Жильцов, О. М. Епархин, Ю. А. Литвинцев; Яросл. политехи, ин-т. - Ярославль, 1981. - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш, № 221. - Библ. указ. ВИНИТИ «Депонированные рукописи». - № 12. - 1981. - С. 114.

19. Епархин, О. М. Использование измерителя остаточных напряжений (ИОН-4М) для контроля качества термической обработки чугунных гильз цилиндров [Текст] / О. М. Епархин, Н. И. Вершинина, Ю. А. Литвинцев. - Яро-славльль: ЯрПИ, 1982 . - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 2.11.82, №308 тс.

20. Литвинцев, Ю. А. Малокремнистый чугун для автотракторных двигателей [Текст] / Ю. А. Литвинцев, Н. В. Косарева, О. М. Епархин II Обеспечение надежности автотракторной техники в свете задач, поставленных XXVI

съездом КПСС: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. октябрь 1982 г. - Челябинск, 1982.-С. 400-402.

21. Экономичный специализированный чугун для гильз цилиндров [Текст] / Ю. А. Литвинцев, Н. В. Косарева, О. М. Епархин, В. Д. Аршинов II Новые высокопроизводительные технологические процессы, машины и оборудование в литейном производстве: Тез. докл. Всесоюз. научн.-техн. конф. Одесса, ноябрь 1983 г. - Киев, 1983.-С. 166-168.

22. А. с. 1025735 СССР, МКИ А С 21 Д 1/10. Станок для закалки внутренних поверхностей полых цилиндрических изделий [Текст] / В. Д. Аршинов, Н. И. Вершинина, О. М. Епархин [и др.]. - 3372584/22-02; заявл. 23.12.81; опубл. 30.06.83, Бюл № 24.-3 с.

23. Исследование серого чугуна с повышенным содержанием марганца [Текст] / О. М. Епархин [и др.] // Совершенствование технологических процессов и повышение качества отливок из чугуна и цветных сплавов: тез. докл. зональной науч.-техн. конф. Андропов, сентябрь 1984 г. - Андропов, 1984. - С. 96-97. .

24. Литвинцев, Ю. А. Экономичный износостойкий низкомарганцовистый чугун [Текст] / Ю. А. Литвинцев, О. М. Епархин, Г. А. Мазнова // Основные направления экономии и рационального использования металла в автотракторостроении: тез. докл. Всесоюзн. научи.-техн. конф. - Челябинск, 1984. - С. 220.

25. Аршинов, В. Д. Контроль качества термообработки чугунных гильз цилиндров [Текст] / В. Д. Аршинов, Н. И. Вершинина, О. М. Епархин // Исследования в области прогрессивной технологии и автоматизации производства/ Межвузовский сборник научных трудов. - Тула: ТЛИ, 1985. - С. 67-71.

26. Епархин, О. М. Влияние температуры нагрева под закалку ТВЧ на структуру и свойства марганцовистого чугуна [Текст] / О. М. Епархин, Г. А. Мазнова, Г. Д. Чернышов. - Ярославль: ЯрПИ, 1988. - 6 с. - Деп. в ВНИИ-ТЭМР 3.08.88, № 302.

27. А. с. 1601178 СССР, МКИ5 С 22 С 37/00. Чугун для гильз цилиндров [Текст] / Г.Д. Чернышев, Б.М. Гринберг, О. М. Епархин [и др.]. - № 4627162/31-02; заявл. 13.12.88; опубл. 23.10.90, Бюл. № 39. -6 с.

28. А. с. 1647036 СССР, МКИ5 С 22 С 37/10. Чугун [Текст] / О.М. Епархин. Б. М. Гринберг, В. Н. Амосов [и др.]. - № 4496933/02; заявл. 29.08.88; опубл. 7.05.91, Бюл. № 17.-4 с.

29. Епархин, О. М. Влияние технологических факторов на износостойкость гильз цилиндров [Текст] / О. М. Епархин, Ю. В. Янчевский, И. В. Лавренов // «Балгтехмаш-98»: сб. материалов междунар. науч.— техн. конф. — Калининград 1998.-С. 60.

30. Епархин, О. М. Оценка фазовых превращений в серых чугунах с по-мошью константы графитизации [Текст] / О. М. Епархин, Н. В. Косарева //Сб. материалов 4-го собрания металловедов России, 23-25 сентября 1998 г. -4.1. -Пенза, 1998.-С.23-25.

31. Вершинина, Н. И. Технологические методы обеспечения малодеформационной закалки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин // Сб. материалов 4 собрания металловедов России. 23-25 сентября 1998 г. -Ч. 1. - Пенза, 1998. - С. 62-63.

32. Вершинина, Н. И. Влияние разрыхленности поверхности на износостойкость закаленных чугунных гильз цилиндров [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин, И. В. Лавренов // Сб. материалов 4-го собрания металловедов России, 23-25 сентября 1998 г. -Ч. 1. - Пенза, 1998. - С. 109-111.

33. Оптимизация напряженно-деформированного состояния гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин, Ю. В. Янчевский, И. В. Лавренов // Сб. материалов 4 собрания металловедов России. 23-25 сентября 1998 г. -4.1. - Пенза, 1998. - С. 122-123.

34. Eparkhin, О. М. Influence of surface microcracks on wear resistance austempered grey iron cylinders [Text] / О. M. Eparkhin, N. I. Vershinina, I. V. Lavrenov // 11—th congress of the international fegeration for heat treatment and surface engineering. 4-th ASM heat treatment and surface engineering conference in Europe. - Proceedings. - Vol. 3. - Rorence, Italy, 19-21 October, 1998. - P. 423-430.

35. Вершинина, H. И. Оптимизация режимов инд/кционной закалки с самоотпуском чугунных гильз цилиндров [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин II Новые материалы и технологии на рубеже веков : сб. материалов международной науч.-техн. конф. 14-16 июня 2000 г. -Ч. 1. - Пенза, 2000. -С. 227-229.

36. Епархин, О. М. Совершенствование термообработки поршней изготовленных из сплава АК21МЗН [Текст] / О. М. Епархин, С. Л. Потанин, А. В. Гунин // Новые материалы и технологии на рубеже веков: сб. материалов ме-ж/унар. науч.-техн. конф. 14-16 июня 2000 г. -Ч. 1. - Пенза, 2000. - С. 225.226.

37. Епархин, О. М. Специализированный чугун для деталей с поверхностным упрочнением ТВЧ [Текст] I О. М. Епархин, Н. В. Косарева II Новые материалы и технологии на рубеже веков: сб. материалов международной науч.-техн. конф. 14-16 июня 2000 г. -Ч. 1. - Пенза, 2000. - С. 109-110.

38. Епархин, О. М., Металловедческие аспекты повышения износостойкости гильз цилиндров [Текст] / О. М. Епархин, Н. В. Косарева, И. В. Лавренов // Вестник Ярославского гос. техн. ун-та. -Вып. 2. -1999. -С. 117-121.

39. Влияние качества модифицирования на свойства материала поршней, изготовленных из сплава АК21МЗН [Текст] / С.Л. Потанин, A.B. Гунин, О.М. Епархин, В.К Мясников // Сб. трудов 5-го собрания металловедов России. -Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 2001. - С. 212-214.

40. Вершинина, Н. И. Оценка эффективности методов снижения остаточных напряжений поверхностно закаленных чугунных гильз цилиндров дизельных двигателей [Текст] / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин // Материалы и технологии XXI века: сб. материалов всероссийской науч.-техн. конф. -Ч. 1. -Пенза, 2001. - С. 42-44.

41. Епархин, О. М. Применение математическою моделирования для оценки эффективности модифицирования поршневых сплавов [Текст] / О. М. Епархин, В. К Мясников, А. В. Гунин И Математика и математическое образование. Теория и практика: меж вуз. сб. науч. тр. — Вып. 3. — Ярославль: ЯГТУ, 2002.-С. 97-101.

42. Гунин, А. В. Комплексный модификатор для заэвтектических силуминов [Текст] / А. В. Гунин, О. М. Епархин, В. К Мясников // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве. Российская науч.-техн. конф. 23-24 декабря 2002 г.: сб. материалов. -Рыбинск, 2002. -С.118-121.

43. Вершинина, Н. И. Влияние термообработки на развитие трещин в ером чугуне [Текст] / Н. И."Вершинина, О. М. Епархин // Новые материалы,

прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве. Российская науч.-техн. конф. 23-24 декабря 2002 г.: сб. докл. - Рыбинск, 2002. - С. 154-157.

Лицензия ПД 00661 от 30.06.2002 г. Подписано в печать 14.08.2006 г. Печ. л. 2. Заказ 1373. Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, тел. 30-56-63.

ВВЕДЕНИЕ.

ЧАСТЬ 1 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ (ДЦПГ).

1.1 Системный подход к управлению качеством при производстве ДЦПГ.

1.2 Особенности эксплуатации деталей цилиндро-поршневой группы.

1.3 Механизмы изнашивания гильз цилиндров.

1.4 Виды и причины отказов поршня в двигателе внутреннего сгорания.

1.5 Состав, структура и свойства материалов для изготовления гильз и поршней.

1.5.1 Обоснование выбора материала и технологического процесса изготовления гильз цилиндров.

1.5.2 Обоснование выбора материала для изготовления поршней дизельных двигателей и технологии их термической обработки.

1.6 Выводы.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

2.1 Моделирование показателей ресурса работы двигателя и износа ЦПГ.56 2.1.1 Экспертный анализ причин отказов в цилиндро-поршневой группе.

2.1.2 Развертывание функции качества для производства гильзы цилиндра.

2.1.3 Развертывание функции качества для производства поршней.

2.2 Функциональное моделирование технологических процессов изготовления деталей ЦПГ.

2.2.1 Построение модели процесса обеспечения приспосабливаемости

ДЦПГ в двигателе внутреннего сгорания.

2.2.2 Модель процесса изготовления гильз цилиндров (ГЦ).

2.3 Разработка феноменологической модели формирования напряжённо-деформированного состояния гильзы при закалке ТВЧ.

2.4 Анализ факторов, обеспечивающих качество ГЦ при термообработке.

2.5 Выводы.

ЧАСТЬ 2 МЕТАЛЛОВЕДЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗМЕРНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ И СТРУКТУРНОЙ ПРИСПОСАБЛИВАЕМОСТИ ГИЛЬЗ И ПОРШНЕЙ.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И СВОЙСТВА ЧУГУНОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ.

3.1 Анализ влияния химического состава на структуру чугунов.

3.2 Влияние химического состава чугунов на процессы графитизации при нагреве в докритическом интервале температур.

3.3 Влияние легирующих элементов на характер фазовых превращений в эвтектоидном интервале температур.

3.4 Влияние легирующих элементов на температуры критического интервала эвтектоидного превращения при нагреве чугунов.

3.5 Влияние химического состава чугунов на температуру потери магнитных свойств при нагреве ТВЧ.

3.6 Влияние химического состава чугунов на твёрдость и изменение оптимальной температуры закалки.

3.7 Оптимизация химического состава чугуна.

3.8 Анализ превращений аустенита марганцовистого чугуна при охлаждении.

3.9 Превращения марганцовистого чугуна при отпуске в процессе непрерывного нагрева.

3.10 Исследование изнашивания закалённого ТВЧ марганцовистого чугуна при трении без смазки.

3.11 Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ НА СВОЙСТВА ПОРШНЕВОГО СПЛАВА.

4.1 Обоснование использования модифицирования при изготовлении поршневого сплава.

4.2 Разработка и оптимизация состава модификатора для поршневого сплава.

4.2.1 Выбор химического состава комплексного модификатора.

4.2.2 Оптимизация состава комплексного модификатора поршневого сплава.

4.3 Влияние модифицирования комплексным модификатором на структуру поршневого сплава.

4.3.1 Исследование микроструктуры материала поршня.

4.3.2 Влияние модифицирования на структуру поршневого сплава.

4.4 Исследование влияния дисперсности структуры на механические свойства и обрабатываемость резанием материала поршней.

4.5 Выводы.

ЧАСТЬ 3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ, ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ТЕРМООБРАБОТКИ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ.

5.1 Анализ влияния режимов термообработки на параметры качества гильз цилиндров.

5.1.1 Анализ влияния режимов термообработки на твёрдость закалённой поверхности гильз цилиндров.

5.1.2 Анализ влияния режимов термообработки на макрогеометрию гильз цилиндров.

5.2 Исследование влияния технологии изготовления на напряжённое состояние гильз цилиндров.

5.3 Оценка влияния технологии термической и механической обработок гильз на перераспределение остаточных напряжений.

5.4 Распределение остаточных тангенциальных напряжений по длине гильз по окончании механической обработки (готовых).

5.5 Выводы.

ГЛАВА 6. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРШНЕВОГО СПЛАВА.

6.1 Исследование влияния термообработки на свойства материала поршней.

6.2 Исследования напряженно - деформированного состояния поршней.

6.3 Выводы.

ГЛАВА 7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

7.1 Методика рационального выбора чугуна для деталей, упрочняемых поверхностной закалкой токами высокой частоты.

7.2 Оптимизация технологического процесса термообработки гильз цилиндров.

7.2.1 Математическое моделирование предлагаемого процесса термообработки.

7.2.2 Оптимизация предлагаемого процесса термообработки гильз.

7.3 Разработка технологического оборудования для термообработки гильз цилиндров с закалкой ТВЧ.

7.3.1 Описание конструкции установки для подогрева гильз цилиндров токами промышленной частоты.

7.3.2 Описание изменений, вносимых в конструкцию закалочной установки.

7.4 Анализ и оценка способности к качеству предлагаемых процессов.

7.4.1 Расчёт и оценка способности к качеству процесса термической обработки гильз цилиндров.

7.4.2 Оценка способности к качеству процессов термообработки поршней.

7.4.3 Оценка способности к качеству процессов модифицирования комплексным модификатором.

7.5 Выводы.

В системах менеджмента качества стратегия постоянного улучшения требует деятельности по повышению качества продукции на всех этапах жизненного цикла изделия, особенно на стадиях разработки, проектирования и изготовления в массовом производстве, так как любое улучшение многократно усиливается благодаря объемам выпуска. Вот почему проблема постоянного улучшения или повышения качества машиностроительной продукции не теряет своей актуальности.

Среди всех видов продукции машиностроения производство дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и их комплектующих занимает особое место в силу широкого использования ДВС в транспортных и энергетических системах. Процессы, протекающие в трибосопряжениях ДВС, лимитируют срок их безремонтной эксплуатации. Особая роль в этом принадлежит деталям цилиндро-поршневой группы (ДЦПГ), к которым по установившейся терминологии относятся: гильзы цилиндров (цилиндровые втулки), поршни, компрессионные и маслосъемные кольца, на долю которых приходится до 50 % выходов двигателей из строя. Причина такого положения скрывается в специфике эксплуатации этих деталей, работающих в условиях нестационарных тепловых и силовых воздействий, масляного голодания, воздействия абразивной и газовой сред. При этом, если заменой вышедших из строя колец полностью восстанавливается работоспособность двигателя, то замена поршней и гильз, как правило, связана с капитальным ремонтом двигателя. Поэтому объектом исследований в данной работе являются факторы, способствующие формированию потребительских свойств гильз и поршней дизельных двигателей.

Существуют, по меньшей мере, два основных подхода в определении причин выхода из строя ДЦПГ и в обеспечении их гарантированного качества и работоспособности.

Согласно первому или трибологическому подходу, постоянное совершенствование работы ДВС и повышение их ресурса сделало элементы пар трения объектами исследований в части выбора материалов, технологий упрочнения разработки методов обработки и способов эффективной эксплуатации. Современными исследованиями в области трения и изнашивания, в частности работами Н. А. Буше, В. В. Копытько, Ю. Е. Абраменко, Л. М. Рыбаковой, Б. М. Асташкевича, установлено, что работа трибосистемы должна происходить в условиях динамического равновесия. Это значит, что материалы и рабочие поверхности ДЦ1II' должны быть совместимыми и обеспечивать при трении структурную приспосабливаемость.

Согласно второму или макрогеометрическому подходу, конструктивные особенности ДЦПГ, в частности, гильз и поршней (сложная конфигурация, тонкие сечения) требуют стабильности макрогеометрических характеристик для обеспечения надежной работы трибосопряжения в двигателе. Искажение макрогеометрии и следовательно, нарушение геометрической приспособляемости, как правило, связано с величиной временных и остаточных напряжений.

При этом необходимо учитывать, что качество ДЦПГ и двигателя в целом определяется как структурой или структурно-зависимыми характеристиками материалов, так и геометрией или макро- и микрогеометрическими характеристиками отдельных деталей. Таким образом, можно говорить о том, что качество деталей цилиндро-поршневой группы определяется структурно-геометрическим фактором или о влиянии структурно-геометрического фактора на потребительские свойства ДЦПГ. Тем не менее, до настоящего времени отсутствуют общие принципы разработки материалов и технологических процессов производства ДЦПГ с учетом их работы в двигателе в качестве элементов трибосопряжения.

Для массово-выпускаемых ДЦПГ достижение их наилучшей совместимости и приспосабливаемости является актуальной научной и технологической задачей, а структурно-геометрический фактор есть важный аспект обеспечения качества изделий на всех этапах их жизненного цикла.

Таким образом, целью данной работы является исследование металловедческих аспектов и общая методология разработки материалов и технологий производства, обеспечивающих комплекс потребительских свойств, стабилизацию напряженно-деформированного состояния, структурную совместимость и приспосабливаемость деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей на основе принципов TQM и статистических методов управления качеством.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие основные задачи, отражающие научную новизну и практическую значимость данной работы:

- исследованы металловедческие аспекты обеспечения структурной и геометрической приспосабливаемости ДЦГТГ;

- разработан механизм формирования напряженно-деформированного состояния гильз цилиндров в процессе изготовления;

- разработана методика рационального выбора чугунов для гильз цилиндров, подвергающихся поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ);

- разработаны принципы выбора комплексного модификатора для поршневых сплавов на основе заэвтектических силуминов;

- выявлены закономерности изменения механических и технологических свойств в зависимости от степени дисперсности структуры сплава АК21МЗН;

- экспериментально обоснована разработка технологии модифицирования заэвтектических силуминов и ресурсосберегающих технологических процессов термической обработки гильз и поршней дизельных двигателей;

- предлагаемые технологические решения опробованы и внедрены в производство.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе научных положений материаловедения и методологии управления качеством с применением методов РТА (построение дерева отказов), (рт) (развертывание функции качества), РМЕА (анализ видов и последствий потенциальных отказов), с использованием теории систем и системного анализа, алгебры логики, математической статистики, регрессионного анализа, метода экспертных оценок, методологии функционального моделирования.

Научная новизна. Новыми являются:

- методология управления геометрической стабильностью и структурной приспосабливаемостью деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей;

- научно-методический подход к обеспечению потребительских свойств ДЦПГ на основе применения РТА, С!РО, РМЕА методов;

- анализ и математические модели отказов гильз и поршней ДВС;

- физическая модель формирования напряженно-деформированного состояния гильз цилиндров в процессе термообработки;

- функциональные модели формирования комплекса потребительских свойств, а также геометрической стабильности и структурной приспосабливаемое™ ДЦПГ;

- алгоритм разработки и расчета химического состава специализированных чугунов для гильз цилиндров, подвергающихся закалке с нагревом ТВЧ;

- применение расчетных моделей на основе структурной теории прочности для прогнозирования уровня упрочнения заэвтектического силумина в результате модифицирования;

- статистические модели для расчета параметров закаленного слоя и инженерных характеристик гильз цилиндров и расчета состава комплексного модификатора для поршневых сплавов на основе заэвтектических силуминов;

- экспериментально установленные закономерности влияния технологических параметров предложенных технологий термической обработки на структуру, фазовый состав, механические характеристики и потребительские свойства ДЦПГ.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработаны режимы, технология и оборудование для нового способа термической обработки гильз цилиндров ДВС с подогревом перед закалкой и самоотпуском.

Установлена значимость влияния различных технологических факторов (времени нагрева под закалку, интенсивности и схемы закалочного охлаждения) на показатели качества гильз цилиндров: глубину и структуру закаленного слоя, напряженно-деформированное состояние; даны практические рекомендации по обеспечению требуемого уровня качества.

Экспериментально определено влияние размеров кристаллов первичного кремния на механические и технологические свойства поршневого сплава.

Разработан комплексный модификатор на основе метафосфата алюминия применение, которого позволяет обеспечить необходимые технологические и механические свойства.

Составлена шкала микроструктуры сплава АК21МЗН, дающая возможность точной оценки качества модифицирования;

Определены оптимальные параметры отжига отливок поршней с точки зрения обеспечения стабильности геометрии, релаксации напряжений и экономической эффективности.

Разработанный технологический процесс термообработки гильз цилиндров (с подогревом и самоотпуском) внедрен на ОАО «Тутаевский моторный завод».

Предложенные мероприятия по совершенствованию производства поршней опробованы и внедрены на ОАО «Автодизель».

Методики и алгоритмы расчета химического состава специализированных чугунов, химического состава комплексного модификатора для заэвтек-тических силуминов, способности процессов и оборудования к обеспечению качества внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология металлов» ЯГТУ и представлены в учебных пособиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методология обеспечения геометрической стабильности и структурной приспосабливаемости деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей;

- общие принципы легирования и модифицирования гильзовых и поршневых сплавов;

- зависимость механических и технологических свойств от степени дисперсности структуры сплава АК21МЗН;

- принцип выбора комплексного модификатора, позволяющего получить необходимые механические и технологические свойства поршневого сплава;

- структурно-функциональная модель обеспечения параметров качества термической обработки гильз цилиндров и поршней дизельных двигателей; классификация микроструктур сплава АК21МЗН после комплексного модифицирования;

- обоснование выбора ресурсосберегающей технологии термообработки гильз и поршней.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 43 печатные работы. Основные результаты работы доложены на 25 конференциях, совещаниях, семинарах. В том числе на Всесоюзной научно-технической конференции «Обеспечение надежности автотракторной техники в свете задач, поставленных XXVI съездом КПСС» (г. Челябинск, 1982 г.), на зональной научно-технической конференции «Повышение производительности и эффективности использования технологического оборудования» (г. Рыбинск, 1982 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Совершенствование, методов термической и химико-термической обработки в станкостроении» (г. Рязань, 1983 г.), на Всесоюзной научно-технической конференция «Новые высокопроизводительные технологические процессы, машины и оборудование в литейном производстве» (г. Одесса, 1983 г.), на зональной научно-технической конференции «Совершенствование технологических процессов и повышение качества отливок из чугуна и цветных сплавов» (г. Андропов, 1984 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Основные направления экономии и рационального использования металла в автотракторостроении» (г. Челябинск, 1984 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Повышение надежности и долговечности сельскохозяйственных машин» (г. Красноярск, 1985 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Перспективы развития конструкции промышленных тракторов» (г. Челябинск, 1986 г.), на зональной научно-технической конференции «Проблемы повышения производительности и качества продукции в условиях автоматизации машиностроительного производства» (г. Андропов, 1986 г.), на четвертой конференции молодых ученых и на тридцать пятой научно-технической конференции профессорского - преподавательского состава, сотрудников и аспирантов Ярославского политехнического института (1988 - 1989 гг.), на четвертой Московской научно-технической конференции «Триботехника - машиностроению» (г. Чехов, 1989 г.), на научно-технической конференции «Триботехника - машиностроению» (г. Брянск, 1991 г.), на международной научно-технической конференции «Балттехмаш-98» (г. Калининград, 1998 г.), на 11-ом международном конгрессе и 4 -ой Европейской конференции по термообработке и инженерии поверхности. (Флоренция, Италия, 1998 г.), на первой региональной научно-технической конференции «Проблемы экологии» (г. Ярославль, 1999 г.), на международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии на рубеже веков» (г. Пенза, 2000 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2001 г.), на 4-ом и 5-ом собраниях металловедов России (г. Пенза, 1998 г., г. Краснодар, 2001 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Методы и технические средства оперативной оценки структурно-механического состояния металла элементов конструкций и машин» (г. Москва, 2002 г.), на Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве» (г. Рыбинск, 2002 г.), на семинарах кафедры «Технология металлов» ЯГТУ и «Металловедение и литейное производство» РГАТА.

Работа выполнялась на кафедре «Технология металлов» Ярославского государственного технического университета в соответствии с планами научно-исследовательских работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 316 страницах, состоит из введения, трех частей, содержащих 7 глав, списка использованных источников включающего 222 наименования, 9 приложений, содержит 106 рисунков и 59 таблиц. В приложениях размещены результаты анкетирования экспертов, копии актов о внедрении и опробовании результатов работы, копии авторских свидетельств на изобретения.

- результаты работы прошли промышленное опробование на ОАО «Автодизель» (Ярославский моторный завод) и подтвердили обоснованность и эффективность предлагаемых научно-технических решений.

1. Денисов, А. А. Теория больших систем управления / А. А. Денисов, Д. Н. Колесников Текст. Л.: Энергоиздат. ЛО, 1982. - 288 с.

2. Гуд, Г. X. Системотехника Текст. / Г. X. Гуд, Р. Э. Маккол. М.: Сов. радио, 1962.-323 с.

3. Бусленко, Н. П. Лекции по теории сложных систем Текст. / Н. П. Бус-ленко [и др.]. М.: Сов. радио, 1973. - 438 с.

4. Бояринов, А. И. Методы оптимизации в химической технологии Текст. / А. И. Бояринов, В. В. Кафаров. М.: Химия, 1975. - 576 с.

5. Кафаров, В. В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии Текст. / В. В. Кафаров, И. Н. Дорохов. М.: Наука, 1976.-500 с.

6. Цирлин, А. М. Оптимальное управление технологическими процессами Текст. / А. М. Цирлин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 400 с.

7. Мясников, В. А. Программное управление оборудованием Текст. / В. А. Мясников [и др.]. Л.: Машиностроение, 1984. - 427 с.

8. Баланкин, В. И. Основные проблемы повышения надежности дизелей Текст. / В. И. Баланкин, А. М. Александров // Вопросы повышения надежности деталей: труды ЦНИДИ. Вып. 76. - Л., 1979. - С. 6-14.

9. ГОСТ 27.002 89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения Текст. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 5 с.

10. Карпенков, В.Ф. Пути повышения долговечности гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания Текст. / В. Ф. Карпенков. Пушкино: Науч. центр, 1996, - 96 с.

11. Григорьев, М. А. Износ и долговечность автомобильных двигателей Текст. / М.А. Григорьев, Н.Н. Пономарёв. М.: Машиностроение, 1976.-247 с.

12. Гурвич, И. Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей Текст. / И. Б. Гурвич, П. Э. Сыркин. М.: Транспорт, 1984. - 141 с.

13. Рейн, В. Ф. Возможности обеспечения равномерной работы цилиндров дизеля 84 ВН 15/16 Текст. / В. Ф. Рейн // Двигателестроение. 1991. -№ 2.-С. 5-6.

14. Сомов, В. А. Повышение моторесурса и экономичности дизелей Текст. / В. А. Сомов. Д.: Машиностроение, 1967. - 194 с.

15. Горбун, В. П. Пути уменьшения механических потерь ДВС: Обзор Текст. / В. П. Горбун // Автомобильная промышленность США. -1984. -№ 12. -С. 19-23.

16. Лощаков, П. А. Результаты расчётно-экспериментальных исследований температурного состояния гильз цилиндров двигателя 84 13/14 Текст. / П. А. Лощаков // Двигателестроение. 1991. - № 1. - С.49-50.

17. Аринкин, В. В. Повышение работоспособности поршневой группы Д100 Текст. / В. В. Аринкин. М.: Машгиз, 1959. - 112 с.

18. Зеленова, В. Д. Критерии оценки задиростойкости закалённых гильз цилиндров ДВС Текст. / В. Д. Зеленова, Л. М. Рыбакова // 3-е собр. металловедов России. Рязань, 24-27 сентября 1996 г. : тез. докл. Рязань, 1996.-С. 143-144.

19. Масина, М. Износ двигателей автомобилей ВАЗ Текст. / М. Масина, А. Мотин // Автомобильная промышленность. 1985. - № 8. -С. 28-29.

20. Двигатели ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 Текст. / под ред. Г. Д. Чернышева. -М.: Машиностроение, 1968. 232 с.

21. Мишин, И. А. Износостойкость деталей автотракторных двигателей Текст. / И. А. Мишин. М.: Машгиз, 1960. - 268 с.

22. Мишин, И. А. Долговечность двигателей Текст. / И. А. Мишин. Л.: Машиностроение, 1968. - 260 с.

23. Старосельский, А. А. Долговечность трущихся деталей машин Текст. / A.A. Старосельский, Д. Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 1967. - 394 с.

24. Аршинов, В. Д. К вопросу повышения долговечности гильз цилиндрови поршневых колец двигателей ЯМЗ Текст. / В. Д. Аршинов // Автомобильная промышленность. -1975. С. 3-5.

25. Гаркунов, Д. Н. Триботехника Текст. : учебник / Д. Н. Гаркунов. -М.: Машиностроение, 1989. 328 с.

26. Гречин, В. П. Износостойкие чугуны и сплавы Текст. / В. П. Гречин. -М.: Машгиз, 1961.- 128 с.

27. Никитин, М. Д. Новые материалы и покрытия в дизелестроении Текст. / М. Д. Никитин [и др.]. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1980. - 50 с.

28. Хрущев, М. М. Классификация условий и видов изнашивания деталей машин Текст. / М. М. Хрущев // Трение и износ в машинах: сб. М.: АН СССР, 1953.- С. 5-21.

29. Хрущев, М. М. Абразивное изнашивание Текст. / М. М. Хрущев, М. А. Бабичев. М.: Наука, 1970. - 252 с.

30. Чернышёв, Г. Д. Повышение надёжности дизелей ЯМЗ и автомобилей КрАЗ Текст. / Г. Д. Чернышёв [и др.]. М.: Машиностроение, 1974. - 288 с.

31. Крагельский, И. В. Трение и износ Текст. / И. В. Крагельский. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

32. Крагельский, И. В. О природе заедания при сухом и граничном трении Текст. / И. В. Крагельский, Н. М. Алексеев, Л. Е. Фусин // Трение и износ.- 1980.-Т. 1,№ 2.-С. 197-208.

33. Крагельский, И. В. Трение и износ в вакууме Текст. / И. В. Крагельский, Г. Л. Любарский [и др.]. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

34. Терминасов, Ю. С. О механизме износа чугунных пар трения Текст. / Ю. С. Терминасов // Металловедение и термическая обработка металлов,-1978.-№ 6.-С. 43.

35. Гурвич, И. Б. Износ и долговечность двигателей Текст. / И. Б. Гур-вич. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1970. - 175 с.

36. Гурвич, И. Б. Рабочая температура деталей автомобильных двигателей Текст. / И. Б. Гурвич, А. П. Егорова. М., 1964. - 23 с.

37. Конвисаров, Д. В. Трение и износ металлов Текст. / Д. В. Конвисаров. -М.: Машгиз, 1947.-182 с.

38. Евдокимов, В. Д. Реверсивность трения и качество машин Текст. /B. Д. Евдокимов. Киев: Техника, 1977. - 145 с.

39. Евдокимов, В. Д. О внутренних напряжениях при реверсивном трении скольжения Текст. / В. Д. Евдокимов // Физико-химическая механика материалов. 1966. - Т. 2, №. 6. - С. 668.

40. Щебатинов, М. П. Повышение износостойкости серых чугунов для гильз цилиндров ДВС Текст. / М. П. Щебатинов [и др.] // Автомобильная промышленность. 1985. - Вып. 9. - С. 12-14.

41. Пинчук В. Г. Некоторые структурные предпосылки трещинообразова-ния при трении Текст. / В. Г. Пинчук, В. Ф. Концевой // Трение и износ. 1986.-Т. VII, № 1.-С. 129-135.

42. Симеон, А. Э. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания Текст. / А. Э. Симеон, А. 3. Хомич, А. А. Куриц [и др.]. М.: Транспорт, 1987. -536 с.

43. Билик, Ш. М. Макрогеометрия деталей машин Текст. / Ш. М. Билик. -М.: Машиностроение, 1973. 346 с.

44. Райков, И. Я. О причинах износа цилиндров двигателей внутреннего сгорания Текст. / И. Я. Райков // Повышение износостойкости деталей двигателей внутреннего сгорания : сб. ст. / под ред. М. М. Хрущова. -М.: Машиностроение, 1970. 176 с.

45. Асташкевич, Б. М. Вопросы изнашивания и повышения надежности деталей цилиндропоршневой группы тепловозных дизелей Текст. / Б. М. Асташкевич // Вестник ВНИИЖТ. 1998. - № 4. - С. 15 - 23.

46. Асташкевич, Б. М. Трибологические аспекты изнашивания деталей цилиндропоршневой группы мощных двигателей внутреннего сгорания Текст. / Б. М. Асташкевич // Трение и износ. 1995. - Т. 16, № 1.C. 91-105.

47. Асташкевич, Б. М. Задирообразование и качество поверхности трения деталей цилиндропоршневой группы тепловозных двигателей Текст. / Б. М. Асташкевич // Вестник ВНИИЖТ. 2003. - № 1. - С. 24-31.

48. Асташкевич, Б. М. Влияние режима электролиза на смачиваемость хромовых покрытий Текст. / Б. М. Асташкевич, Д. И. Зияев // Защита металлов.- 1969.-Т. 5, № 1.-С. 101-104.

49. Асташкевич, Б. М. Влияние трения на смачиваемость поверхностей Текст. / Б. М. Асташкевич, Т. В. Ларин, Д. И. Зияев // Проблемы трения и изнашивания.-Киев: Техника, 1975.- № 10.-С. 57-61.

50. Бутенко, В.И. Влияние неоднородности структуры поверхностей трения на их износостойкость Текст. / В. И. Бутенко // Вестник машиностроения.-1987.-№ 8.-С. 23-24.

51. Опыт японской фирмы "Рикен корпорейшн" по производству деталей цилиндропоршневой группы Текст. // Зарубежный опыт. Конструирование и эксплуатация оборудования : экспресс-информация. Сер. 4. -Вып. 25. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1984. - 20 с.

52. Платонов, В. Н. Повышение прочности и эксплуатационной надёжности узлов и деталей дизелей Текст. / В. Н. Платонов [и др.] М.: ЦНИИ-ТЭИтяжмаш, 1982. -38 с.

53. Балашев, А. Б. Применение закалки ТВЧ и поверхностной пластической деформации для повышения контактной выносливости Текст. / А. Б. Балашев, Т. Е. Мечикян // Металловедением и термическая обработка металлов. 1981. - № 7. - С. 58-60.

54. Снитковский, И. И. Влияние закалки на износостойкость серого перлитного чугуна Текст. / И. И. Снитковский // Металловедение и термическая обработка металлов. 1961. -№ 5. - С. 17-18.

55. Седунов, В. К. Износостойкость пары трения гильза цилиндра компрессионное кольцо Текст. / В. К. Седунов, Ю. К. Евсеев, Н. И. Ильин // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1984. - № 6. -С. 41-44.

56. Шишенко, JI. А. Исследование влияния методов обработки на характеристики структуры поверхностного слоя ГЦ Текст. / JI. А. Шишенко // Вестник Харьковского политехи, ин-та. 1982. - № 194. - С. 29-31.

57. Ghilardi, F. G. La canne in ghisa di qualita come elemento fondamentele per incremento délia durata dei motori endotermici Text. / F. G. Ghilardi // LaFonderia Italiana.- 1976.-v. 25,№ 12. -p. 301-306.

58. Асташкевич, Б. M. Вопросы повышения износостойкости цилиндровых втулок и поршневых колец транспортных двигателей Текст. / Б. М. Асташкевич//Вестник машиностроения. 1976. -№.3.- С. 9-12.

59. Асташкевич, Б. М. Результаты испытаний закаленных ТВЧ цилиндровых втулок тепловозных дизелей Текст. / Б. М. Асташкевич, Т. В. Ларин, Т. В. Гаевой [и др.] // Вестник ВНИИЖТ. 1978. -№ 7. - С. 25-27.

60. Горбульский, И. Я. Индукционная закалка автотракторных деталей Текст. / И. Я. Горбульский, В. А. Иванов. М.: Свердловск: Машгиз, 1965.- 120 с.

61. Асташкевич, Б. М. Влияние микроструктуры чугуна гильз и поршневых колец на их износостойкость Текст. / Б. М. Асташкевич, Т. В. Ларин//Литейное производство. 1975.- № 1 . -С. 15-16.

62. Икава, К. Развитие процесса термообработки чугунов Текст. / К. Икава // Имоно. 1981. - Т. 53, № 7. - С. 383-389.

63. Harrison, W. L. Heat treatment 79 Text. / W. L. Harrison // Elektrowärme internetional: A review on the Birmingham conference. 1979. - V. 37, №6. -P.328-329.

64. Яковлев, Ф. И. Улучшение качества гильз цилиндров Текст. / Ф. И. Яковлев // Двигателестроение. 1985. - № 8. - С.30-31.

65. Fachber. Huttenprax Text. // Metallureitezverarb. 1980. - № 12. — P. 11511152.

66. Русин, П. И. Влияние параметров высокочастотного нагрева на свойства закалённого серого чугуна Текст. / П. И. Русин, В. М. Шапкин // Металловедение и термическая обработка металлов. 1967. - № 9. -С. 68-70.

67. Bregou, J. Traitements thermiques superficiels des fontes Text. / J. Bregou //Traitements thermiques. 1966. -№ 24.- p. 19-27.

68. Garaway, M. Superioriti of the indaktion process Text. / M. Garaway // Metallurgia.- 1978.-V.45, № 3. -p. 165-167.

69. Русин, П.И. Теоретические и технологические основы термической обработки чугуна при индукционном нагреве Текст. : дис. . д-ра техн. наук / П. И. Русин. Минск, 1969. - 420 с.

70. Погодин-Алексеев, П. И. Термическое улучшение серого чугуна Текст. / П. И. Погодин-Алексеев // Вестник инженеров и техников. -1940. № 2.- С. 20-25.

71. Металловедение и современные методы термической обработки чугуна Текст. / под ред. А. Ф. Ланда. М.: Машгиз, 1955. - 202 с.

72. Спивак, Э.Д. Поверхностная закалка чугунов с индукционным нагревом ТВЧ Текст. / Э. Д. Спивак. М.: Стандартиздат, 1950. - 44 с.

73. Браун, В. Силуминовые поршни Текст. / В. Браун // Автомобильная промышленность США. 1989. - № 1. - С. 36.

74. Легкие сплавы в народном хозяйстве Текст. М.: ОНТИ-ВИАМ, 1975.

75. MAHLE. Kleine Kolbenkunde Text. Stuttgardt: MAHLE GMBH, 1979. -S. 80.

76. Pohle, Gerd. Verchleid problem am Kolben und Möglichkeiten der Verringerung Text. // Motortechn. Z. 1970. - 31, № 2. - S. 68-73.

77. Rooe, E. L. AFS Transactions Text. / E. L. Rooe // Des Pleins. 1972. - 111.

78. Апслой, С. Технологические направления в производстве алюминиевого литья в Англии Текст. / С. Апслой // Технология и оборудование литейного производства: экспресс-информация / ВНИИТЭМР. 1976. -№ 47.

79. Маклин, X. Применение заэвтектического силумина для литья блоков цилиндров Текст. / X. Маклин // Технология и оборудование литейного производства: экспресс-информация / ВНИИТЭМР. 1977. - № 6.

80. Суходольская, Е. А. Исследование термической выносливости поршневого сплава Ал 25 Текст. / Е. А. Суходольская, Б. П. Таран // Литейное производство. 1973. - № 4. - С. 41.

81. Мишин, А. С. Технология производства литых алюминиевых поршней Текст. / А. С. Мишин, Г. Г. Крушенко, Н. В. Хачатрян // Технология машиностроения. 2002. - № 4. - С. 6-9.

82. Зильберг, Ю. Я. Алюминиевые сплавы в тракторостроении Текст. / Ю. Я. Зильберг, К. М. Хрущова, Г. Б. Герман. М.: Машиностроение, 1971.-151 с.

83. Мондельфо, JI. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов Текст.: пер. с англ. / Л. Ф. Мондельфо. М.: Металлургия, 1979. - 640 с.

84. Бочвар, А. А. Металловедение Текст. / А. А. Бочвар. М/. Металлург-издат, 1956.-650 с.

85. Бочвар, А. А. Основы термической обработки сплавов Текст. / А. А. Бочвар. М.: Цветметиздат, 1932. - 472 с.

86. Сидорин, И. И. Алюминий и его сплавы Текст. / И. И. Сидорин. М.: Машпром, 1959.-478 с.

87. Могилев, В. К. Справочник литейщика Текст. : справочник для профессионального обучения рабочих на производстве / В. К. Могилев, О. И. Лев. М.: Машиностроение, 1988. - 272 с.

88. Потанин, С. Л. Интерметаллиды в отливках из заэвтектических силуминов Текст. / С. Л. Потанин // Металловедение и термическая обработка. 1973.-№ 12,- С. 62.

89. Платонов, В. Н. Влияние материала и метода изготовления заготовок алюминиевых поршней на их прочность Текст. / В. Н. Платонов, А. В. Малькевич // Двигателестроение. 1982. - № 8. - С. 36-37.

90. Пипчин, Т. Н. Жидкая штамповка поршней Текст. / Т. Н. Пипчин, М. А. Томсинская, Л. В. Никулин [и др.] // Литейное производство. -1978.-№ 3.-С. 47-50.

91. Калина, Ю. Г. Изотермическая штамповка поршней из сплава АЛ25 Текст. / Ю. Г. Калина, Г. Б. Гершман [и др.] // Кузнечно-штамповочное производство. -1979. -№ 2.- С. 12-14.

92. Воздвиженский, В. М. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении Текст. / В. М. Воздвиженский, В. А. Грачев, В. В. Спасский. М.: Машиностроение, 1984. - 432 с.

93. Тихонов, А. Н. Математическое моделирование технологических процессов и метод обратных задач в машиностроении Текст. / А. Н. Тихонов, В. Д. Кальнер, В. Б. Гласко. М.: Машиностроение, 1990. - 264 с.

94. Вендров, А. М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем Текст. : учебник / А. М. Вендров. -М.: Финансы и статистика, 2000. 352 с.

95. Бешелев, С. Д. Математико-статистические методы экспертных оценок Текст. / С. Д. Бешелев, Ф. Г. Гурвич. М.: Статистика, 1980. - 263 с.

96. Вентцель, Е. С. Исследование операций Текст. / Е. С. Вентцель. М.: Советское радио, 1972. - 552 с.

97. ГОСТ Р 27.310 95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов Текст. - Введ. 1997 - 01 - 01. - М.: Изд-во стандартов. - 19 с.

98. Глудкин, О. П. Всеобщее управление качеством Текст. : учебник для вузов / О. П. Глудкин, H. М. Горбунов, А. И. Гуров, Ю. В. Зорин; под ред. О. П. Глудкина. М.: Радио и связь, 1999. - 600 с.

99. Маурин, H. Н. Новиков Е.Р., Кузнецов П.Б. Менеджмент качества на основе международных стандартов ИСО 9000 Текст. : учебное пособие / H. Н. Маурин, Е. Р. Новиков, П. Б. Кузнецов. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002.-218 с.

100. Калянов, Г. Н. Теория и практика реорганизации бизнес-процессов. Сер. Реинжиниринг бизнеса Текст. / Г. Н. Калянов. М.: СИНТЕГ, 2000.-212 с.

101. Марка, Д. А. Методология структурного анализа и проектирования SADT Текст. / Д. А. Марка, К. Л. Макгоуэн. М.: Машиностроение, 1993.-112 с.

102. Смирнова, Г. Н. Проектирование экономических информационных систем Текст. : учебник / Г. Н. Смирнова, А. А. Сорокин, Ю. Ф. Тель-нов. -М.: Финансы и статистика, 2002. 512 с.

103. Калянов, Г. Н. Сравнительный анализ структурных методологий Текст. / Г. Н. Калянов, А. В. Козлинский, В. Н. Лебедев // СУБД. -1997.-№ 5-6.-С. 75-78.

104. National Institute of Standards and Technology. Integration Definition For Function Modeling (IDEF0) Text. Washington: Draft Fédéral Information, 1993.-P. 116.

105. P 50.1.028 2001. Методология функционального моделирования Текст. - M.: Госстандарт России, 2000. - 48 с.

106. Маклаков, С. В. BPWin и ERWin. CASE-средства разработки информационных систем Текст. / С. В. Маклаков. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.- 256 с.

107. Григорьев, M. А. Пути снижения износа цилиндров автомобильных двигателей Текст. / М. А. Григорьев // Автомобильная промышленность. 1975.-№ 12.-С. 4-5.

108. Домбровский, К. И. Причины возникновения трещин поршня дизеля 2Д100 Текст. / К. И. Домбровский, К. А. Греков // Вестник ВНИИЖТ. 1966. -№ 2.-С. 36-38

109. Смирнов, В. Г. Явления схватывания в деталях ЦПГ Текст. / В. Г. Смирнов, К. А. Крылов // Повышение износостойкости деталей двигателей внутреннего сгорания : сб. статей / под ред. M. М. Хрущова. М.: Машиностроение, 1972. -С. 176.

110. Новиков, В. Г. Повышение долговечности цилиндро-поршневой группы автомобильного дизеля Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1987.-24 с.

111. Бунин, К. П. Основы металлографии чугуна Текст. / К. П. Бунин, Я. И. Малиночка, Ю. П. Таран. М.: Металлургия, 1969. - 415 с.

112. Головин, Г. Ф. Остаточные напряжения, прочность и деформации при поверхностной закалке токами высокой частоты Текст. / Г. Ф. Головин. Д.: Машиностроение, 1973. - 144 с.

113. Русин, П. И. Основы термической обработки чугуна при индукционном нагреве Текст. / П. И. Русин. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 1967. - 342 с.

114. Русин, П. И. К методике определения остаточных тангенциальных напряжений в деталях кольцевой формы Текст. / П. И. Русин, В. М. Шапкин, В. Н. Пустовойт [и др.] // Заводская лаборатория. 1975. -№6.-С. 733-735

115. Вахтель, В. Ю. Причины овальности ГЦ при сборке двигателя Текст. / В. Ю. Вахтель, Б. М. Керчер // Автомобильная промышленность. -1968.- № 12.-С. 27-29

116. Лайда, А. Ф. Основы получения чугуна повышенного качества Текст. / А. Ф. Ланда. М.: Машгиз, 1960. - 238 с.

117. Григорьев, М. А. Отечественный и зарубежный опыт повышения надежности и долговечности автомобильных двигателей Текст. / М. А. Григорьев, В. А. Долецкий. М.: НИИАвтопром, 1973. - 177 с.

118. Лагута, В. И. Влияние алюминия и меди на свойства низкокремнистого синтетического чугуна Текст. / В. И. Лагута, И. Н. Мирошниченко // Литейное производство. 1976. - № 6. - С. 4 - 5

119. Материалы в машиностроении. Т. 4. Чугун Текст. / под ред. А. А. Жукова, А. Д. Шермана. М.: Машиностроение, 1969. - 248 с,

120. Рахштадт, А. Г. Пружинные стали и сплавы Текст. / А. Г. Рахштадт. -М.: Металлургия, 1971. 496 с.

121. Бобро, Ю. Г. Легированные чугуны Текст. / Ю. Г. Бобро. М.: Металлургия, 1976. - 288 с.

122. Гудремон, Э. Специальные стали Текст. / Э. Гудремон. Т. 1. - М.: Металлургия, 1966. - 740 с.

123. Справочник по чугунному литью Текст. / под ред. Н. Г. Гиршовича. -Л.: Машиностроение, 1978. 758 С.

124. Блантер, М. Е. Теория термической обработки Текст. / М. Е. Блантер. -М: Машиностроение, 1984.-328 с.

125. Блантер, М. Е. Фазовые превращения при термической обработке стали Текст. / М. Е. Блантер. М.: Металлургиздат, 1962. - 268 с.

126. Кидин, И. Н. Кинетика индукционного нагрева перлитного чугуна Текст. / И. Н. Кидин // Изв. вузов. Сер. Металлургия. 1959. - № 1. -С. 206-212

127. Кидин, И. Н. Физические основы электротермической обработки металлов и сплавов Текст. / И. Н. Кидин. М.: Металлургиздат, 1969. -375 с.

128. Новик, Ф. С. Математические метода планирования экспериментов в металловедении Текст. / Ф. С. Новик. М.: МИСиС, 1972. - 106 с.

129. Разработка состава чугуна для гильз цилиндров, позволяющего увеличить их износостойкость не менее чем в 1,8 раза Текст. : отчёт / ЯПИ; рук. Ю. А. Литвинцев; № ГР 79037274; Инв. № 0282804706. Ярославль, 1982. -68 с.

130. Богачев, И. Н. Металлография чугуна Текст. / И. Н. Богачев. 2-е изд., доп. и испр. - Свердловск: Металлургиздат. Свердловское отделение, 1962.-392 с.

131. Богачев, Н. В. Перлитный ковкий чугун в автомобилестроении Текст. / Н. В. Богачев, В. Р. Балинский, Г. Ю. Шульга // Автомобильная промышленность.- 1984.-№ 8.-С.27.

132. Асташкевич, Б. М. Прочность и износостойкость чугуна для втулок цилиндров дизелем Текст. / Б. М. Асташкевич // Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. - С. 31-34.

133. Асташкевич, Б. М. Влияние структуры на изнашивание закаленного марганцовистого чугуна для гильз цилиндров дизелей Текст. / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин, Г. А. Мазнова // Металловедение и термическая обработка металлов. № 12. - 1990. - С. 28-31.

134. Шерман, А. Д. Чугуны для гильз цилиндров автомобильных двигателей / А. Д. Шерман, Н. Н. Якушин. М.: НИИавтопром, 1978. - 72 с.

135. Семешин, А. И. Исследование и разработка технологии центробежного литья под жидким флюсом заготовок гильз цилиндров тракторных и комбайновых двигателей Текст. : дис. . канд. техн. наук. Киев, 1977.- 192 с.

136. Вернер, К. А. Повышение антизадирных свойств пары поршневое кольцо гильза цилиндра двигателей Текст. / К. А. Вернер, М. А. Григорьев, В. Д. Зеленова // Вестник машиностроения. - 1985. -№ 12. - С. 13-19.

137. Курдюмов, Г. В. Превращения в железе и стали Текст. / Г. А. Курдю-мов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин. М.: Наука, 1977. - С. 151-156.

138. Геллер, Ю. А. Инструментальные стали Текст. / Ю. А. Геллер. М.: Металлургия, 1975. - 584 с.

139. Любарский, И. M. Металлофизика трения Текст. / И. М. Любарский, Л. С. Палатник. М.: Металлургия, 1976. - 150 с.

140. Любарский, И. М. Фазовые превращения на поверхности трения и их влияние на износостойкость сталей в вакууме Текст. / И. М. Любарский, Г. В. Добровольская, И. Л. Лебедева // Трение и износ. 1980. -Т. 1,№ 2.-С. 280-292.

141. Костецкий, Б. И. Поверхностная прочность материалов при трении Текст. / Б. И. Костецкий, И. Г. Носовский, А. К. Караулов Киев: Техника, 1976.-296 с.

142. Марковский, Е. А. Радиоактивный контроль износа деталей двигателей внутреннего сгорания Текст. / Е.А. Марковский, В. И. Тихонович. Киев: Техника, 1965. - 75 с.

143. Асташкевич, Б. М. Исследование изнашивания марганцовистого чугуна гильз цилиндров при трении без смазки Текст. / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин, Г. А. Мазнова // Вестник ВНИИЖТ. № 5. - 1990. -С. 45-47.

144. Буше, Н. А. К вопросу о процессах, происходящих на поверхностях трения металлических материалов Текст. / Н. А. Буше // О природе трения твердых тел. Минск: Наука и техника, 1971. - С. 75-77.

145. Буше, Н. А. Совместимость трущихся поверхностей Текст. / Н. А. Буше, В. В. Копытько. М.: Наука, 1981. - 83 с.

146. Чудина, О. В. Комбинированные методы поверхностного упрочнения сталей с применением лазерного нагрева. Теория и технология Текст. / О. В. Чудина. М., 2003. - 250 с.

147. Приходько, В. М. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий Текст. / В. М. Приходько, Л. Г. Петрова, О. В. Чудина. М.: Машиностроение, 2003. - 384 с.

148. Колачев, Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Текст. / Б. А. Колачев, В. И. Елагин, В. А. Ливанов. -3-е изд., перераб. и доп. М.: МИСИС, 2001.-416 с.

149. Koritta, von J. Zur Frage der Stabilität der Übereutektishen AISi -legierungen Текст. / J. von Koritta, A. Franek // Prag. Aluminium. 1966. -Febr. -S. 352-354.

150. Фомин, Б. А. Теплопрочный сплав с малым коэффициентом температурного расширения Текст. / Б. А. Фомин, А. Г. Спасский // Литейное производство. 1960. - № 7 - С. 32-34

151. Пат. 30144 ГДР, МПК 40Ь 21/02 (С 22 С). Солевая смесь для обработки расплавов алюминиево-кремниевых сплавов Текст. / Г. Бохман; за-явл. 14.09.63; опубл. 5.11.64.

152. А. с. № 1214773 СССР, МКИ С 22 В 9/10. Флюс для обработки заэв-тектических алюминиевых сплавов Текст. / В. А. Косинцев, Т. Р. Епа-нешникова. № 3763148; заявл. 28.06.84; опубл. 28.02.86, Бюл. №8.-4 с.

153. Шаров, М. В. Текст. / М. В. Шаров, О. И. Никишаева // Труды НАТИ. -Вып. 49.-1961.-С. 28

154. А. с. № 530913 СССР, МКИ С 22 В 9/02. Дегазатор для легированных алюминиевых сплавов Текст. / Л. С. Авдентов, Ю. Н. Бадаев, В. И. Михайлов [и др.]. № 2132533; заявл. 11.05.75; опубл. 05.10.76, Бюл. № 37. -4 с.

155. Ковшов, В. Н. Постановка инженерного эксперимента Текст. / В. Н. Ковшов. Киев-Донецк: Вища школа, Головное изд-во, 1982. - 120 с.

156. Косарева, Н. В. Разработка и исследование экономичных специальных чугунов для гильз дизелей упрочняемых закалкой ТВЧ Текст. : дис. канд. техн. наук. Ярославль, 1988. - 232 с.

157. Епархин, О. М. Обоснование выбора низкомарганцевистых чугунов для гильз цилиндров термообработанных с нагревом ТВЧ Текст. : дис. канд. техн. наук. Ярославль, 1991. - 256 с.

158. Бабушкина, Г. И. Влияние фазового наклёпа на объёмные и структурные изменения в углеродистой стали Текст. / Г. И. Бабушкина // Металловедение и термич. обработка металлов. 1967. - № 4. - С. 13-14.

159. Исследование и разработка технологического процесса изготовления гильзы для двигателей ЯМЗ без операции развертывания поверхности зеркала Текст. : отчет / ЯПИ; рук. Ю. А. Литвинцев. Ярославль, 1975. - 94 с. - № ГР 73070482. - Инв. № Б-433264.

160. Вершинина, Н. И. Упрочнение чугунных деталей высокочастотной закалкой Текст. / Н. И. Вершинина, Ю. А. Литвинцев [и др.] // Повышение качества деталей в машиностроении технологическими методами. -Рыбинск, 1981.-С. 103-104.

161. Размерно-числовые и отделочно-упрочняющие процессы обработки поверхностей деталей машин Текст.: тр. / Алтайский политехи, ин-т. -Вып. 26. Барнаул, 1975. - 105 с.

162. Гуляев, А. П. Термическая обработка стали Текст. / А. П. Гуляев. -М.: Машгиз, 1960. 496 с.

163. Коцюбинский, О. Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок Текст. / О. Ю. Коцюбинский. М.: Машиностроение, 1974. - 296 с.

164. Исследование возможности повышения стабильности геометрии гильзы применительно к рабочим условиям Текст. : отчет / ЯПИ; рук. Ю. А. Литвинцев. Ярославль, 1982. - 77 с. - № ГР 790372754. - Инв. № 02820074471.

165. РД 37.001.625-93. Поршни алюминиевые автомобильных двигателей: технические требования и методы контроля Текст. М.: НАМИ, 1993. - 6 с.

166. Зильберг, Ю. Я. Алюминиевые сплавы в тракторостроении Текст. / Ю. Я. Зильберг, К. М. Хрущова, Г. Б. Герман. М: Машиностроение, 1971. -151 с.

167. Лагута, В. И. Новые аустенитные чугуны для двигателей ДВС Текст. / В. И. Лагута [и др.] // Двигателестроение. 1983. - № 9. - С. 41-43

168. Ахназарова, С. Л. Методы оптимизации в химии и химической технологии Текст. / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1978.-319 с.

169. Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики Текст. / Г. И. Марчук. М.: Наука, Гл. редакция физ.-мат. лит-ры, 1980. - 536 с.

170. Разработка технологического процесса и требований к системам управления и конструкции установки для непрерывной термообработки нитей горячим воздухом Текст. : отчёт о НИР / ЯПИ; рук. Ю. В. Васильков. Ярославль, 1983. - 78 с. -№ ГР 02840016554.

171. Исследование влияния отпуска на качество ГЦ Текст. : отчёт о НИР (заключ.) / ЯПИ; рук. Ю. А. Литвинцев. Ярославль, 1982. - 59 с. -№ ГР 80046275.

172. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы планирования эксперимента Текст. / Н. Джонсон, Ф. Лион.-М.: Мир, 1981.-516с.

173. Шепеляковский, К. 3. Самоотпуск при высокочастотной закалке Текст. / К. 3. Шепеляковский. М.: Машгиз, 1955. - 120 с.

174. Фридман, M. Н. Закалка при индукционном нагреве направляющих базовых деталей Текст. : информ. листок N 82-115 Киевского отд. УкрНИИНТИ / M. Н. Фридман [и др.]. Киев, 1982. - 2 с.

175. Петрова, М. С. Исследование и разработка режимов отпуска отливок из серого чугуна при высокочастотной закалке Текст. : дис. . канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1974. - 195 с.

176. А. с. 1025735 СССР, МКИ А С 21 Д1/10. Станок для закалки внутренних поверхностей полых цилиндрических изделий Текст. / В. Д. Аршинов, Н. И. Вершинина, О. М. Епархин [и др.]; заявл. 23.12.81; опубл. 30.06.83, Бюл. № 24.-3 с.

177. ГОСТ Р 50779.11 2000. Статистические методы. Сатистическое управление качеством. Термины и определения Текст. - Введ. 2001 - 07 - 01. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2001. - 27 с.

178. Епархин, О. М. Оценка способности процессов и оборудования к обеспечению качества : монография Текст. / О. М. Епархин. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2006.-72 с.

179. Асташкевич, Б. М. Стабилизация макрогеометрии чугунных гильз цилиндров при термообработке Текст. / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин, Н. И. Вершинина // Вестник ВНИИЖТ. № 1.-1990. - С. 35-37.

180. Асташкевич, Б. М. Влияние остаточных напряжений в поверхностном слое на износостойкость гильз цилиндров Текст. / Б. М. Асташкевич, Н. И. Вершинина, О. М. Епархин [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. -№ 2. 1993. - С. 21-23.

181. Асташкевич, Б. М. Влияние структуры чугуна и напряженного состояния термически обработанных гильз цилиндров ДВС на их изнашивание Текст. / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин // Трение и износ. 1995,- № 1.-С. 167-174.

182. Асташкевич, Б. М. Влияние микростроения и напряженного состояния на изнашивание закаленных с нагревом ТВЧ гильз цилиндров ДВС Текст. / Б. М. Асташкевич, О. М. Епархин // Вестник машиностроения. 1996. - № 2. - С. 16-19.

183. Вершинина, Н. И. Исследование возможности повышения стабильности макрогеометрии чугунных гильз цилиндров с помощью термообработки Текст. / Н. И. Вершинина, О. М. Епархии, Б. М. Асташкевич // Двигателестроение. № 8. - 1990. - С. 40^2.

184. Вершинина, Н. И. Развитие микротрещин в сером чугуне при термообработке Текст. / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин // Изв. ТулГУ. Сер. Материаловедение. 2003. - Вып. 4. - С. 216-222.

185. Вершинина, Н. И. Управление геометрическими параметрами деталей в процессе термической обработки Текст. / Н. И. Вершинина, О. М. Епархин // Изв. ТулГУ. Сер. Материаловедение. 2004. - Вып. 5. - С. 203 -209.

186. Епархин, О. М. Обоснование выбора низкомарганцовистых чугунов для гильз цилиндров термообработанных с нагревом ТВЧ Текст. : дис. канд. техн. наук. Ярославль, 1991. - 256 с.

187. Епархин, О. М. Влияние температуры нагрева под закалку ТВЧ на структуру и свойства марганцовистого чугуна Текст. / О. М. Епархин, Г. А. Мазнова, Г. Д. Чернышов. Ярославль: ЯрПИ, 1988. - 6 с. - Деп. в ВНИИТЭМР 3.08.88, № 302.

188. Епархин, О. M., Металловедческие аспекты повышения износостойкости гильз цилиндров Текст. / О. М. Епархин, Н. В. Косарева, И. В. Лавренов // Вестник Ярославского гос. техн. ун-та. Вып. 2. - 1999. - С. 117-121.

189. А. с. 1601178 СССР, МКИ5 С 22 С 37/00. Чугун для гильз цилиндров Текст. / Г. Д. Чернышев, Б. М. Гринберг, О. М. Епархин [и др.]. -№ 4627162/31-02; заявл. 13.12.88; опубл. 23.10.90, Бюл. № 39.-6с.

190. А. с. 1647036 СССР, МКИ5 С 22 С 37/10. Чугун Текст. / О. М. Епархин, Б. М. Гринберг, В. Н. Амосов [и др.]. № 4496933/02; заявл. 29.08.88; опубл. 7.05.91, Бюл. № 17. -4 с.

191. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1973. - 832 с.

192. Потанин, С. Л. Влияние качества модифицирования на свойства поршней, изготовленных из сплава АК21МЗН Текст. / С. Л. Потанин, А. В. Гунин, О. М Епархин, В. К. Мясников // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. - № 10. - С. 11.