автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Нитроцементация покрытий, наплавленных в среде углекислого газа, для улучшения структуры и свойств применительно к восстановлению изношенных деталей



ПИКАЛОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ ПОКРЫТИЙ, НАПЛАВЛЕННЫХ В СРЕДЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА, ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВОССТАНОВЛЕНИЮ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

05.16.01- Металловедение и термическая обработка металлов и

сплавов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-ЗДЕЯ 2010

Курск-2010

004615939

Работа выполнена в Юго-Западном государственном университете на кафедре Материаловедения и сварочного производства

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Колмыков Валерий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Афанасьев Александр Александрович

кандидат технических наук, доцент Рощупкин Валерий Михайлович

Ведущая организация:

Орловский государственный технический университет

Защита состоится «23» декабря 2010 года в 1200 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.105.01 при Юго-Западном государственном университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет октября, 94, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Юго-Западного государственного университета

Автореферат разослан «22» ноября 2010 года.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских

диссертаций Д 212.105.01

Б.В. Лушников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сложившаяся в настоящее время ситуация во многих отраслях народного хозяйства, характеризуемая сверхнормативной изношенностью оборудования, и требование модернизации этих отраслей приводит к необходимости разработки мероприятий по продлению ресурса машин и оборудования и их реновации до уровня новых изделий.

В этих условиях особую актуальность приобретает совершенствование ремонта машин и агрегатов, при этом одним из наиболее приоритетных направлений развития ремонтного производства является восстановление изношенных деталей. Развитие этого направления дает возможность поддерживать работоспособность сложных и дорогостоящих современных машин с наименьшими капитальными затратами.

Наиболее распространенным методом восстановления изношенных деталей в отечественном ремонтном производстве является наплавка их поверхностей электродным металлом для компенсации их износа. При этом наплавка в среде защитных газов является наиболее дешевым, универсальным и удобным для ремонтного производства методом. Использование эффективных методов упрочнения наплавленного металла, в частности нитроцементации, может полностью восстановить ресурс детали до уровня новой, или даже превысить его.

Исследования, которые проводятся в этом направлении и которым посвящена настоящая работа, являются весьма актуальными в свете повышения надежности современной техники.

Цель работы - научное обоснование и разработка технологии поверхностного упрочнения металлических покрытий, наплавленных низкоуглеродистыми низколегированными проволоками в среде углекислого газа, нитроцементацией в активных средах для улучшения структуры и повышения механических и эксплуатационных свойств.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать структуру металла, наплавленного в среде углекислого газа и, на основе результатов этого исследования выбрать наиболее рациональный и эффективный метод химико-термической обработки для упрочнения;

- разработать и исследовать насыщенную среду, обеспечивающую устранение дефектов структуры при обработке наплавок и повышение их твёрдости и износостойкости за счёт образования избыточной фазы в структуре диффузионных слоёв;

- исследовать влияние режимов насыщения наплавленного металла азотом и углеродом на структуру и фазовый состав диффузионных слоёв на марганцовистых и хромомаргшщовистых наплавках;

- исследовать влияние структурных характеристик нитроцементованных наплавок на их механические и эсплуатационные свойства;

- разработать технологические рекомендации по упрочнению деталей, восстановленных наплавкой, применительно к условиям ремонтного производства.

Объектом исследования являются металлические покрытия, наплавленные низколегированной проволокой в среде углекислого газа на стальные изделия, подвергнутые нитроцементации.

Методы исследования. Для решения задач, поставленных в работе использовался комплекс современных методов: микроструктурный, рентгеноструктурный, химический и дюраметрический анализы, определение внутренних напряжений и износные испытания. При проведении экспериментов использовалось математическое планирование.

Научная новизна

1. Приведено теоретическое обоснование возможности исправления дефектной структуры и эффективного упрочнения наплавленных сталей, содержащих в своём составе марганец, науглероживанием, с использованием положений теории стефановского потока вещества.

2. Получены результаты исследования влияния количественного содержания компонентов пасты на основе сажи с добавлением железосинеродистого калия, углекислого калия и нитроцеллюлозы, а также режимов нитроцементации на глубину нитроцементации легированных наплавок.

3. Определена закономерность формирования структуры и фазового состава диффузионных слоёв на поверхностях, наплавленных марганцовистой и хромомарганцовистыми проволоками в среде углекислого газа, при их обработке в азотисто-углеродистой пасте при температуре 800°...950°С.

4. Выявлены закономерности влияния нитроцементации и последующей термообработки на твёрдость, напряжённость и износостойкость наплавленных покрытий и взаимосвязь этих свойств с характеристиками структуры.

На защиту выносятся наиболее значимые положения диссертационного исследования, составляющие научную новизну работы:

- новые представления о формировании структуры и фазового состава наплавленного металла, содержащего марганец и хром, при его нитроцементации в активных средах при пониженных температурах:

- закономерности влияния состава насыщающей среды и режимов нитроцементации на глубину диффузионных слоёв на легированных наплавках и на содержание в них карбонитридов;

- закономерности влияния состава нитроцементованных наплавок и характеристик структуры на их твёрдость и сопротивляемость изнашиванию при различных видах трения;

- технологические приёмы, позволяющие исправить дефектную структуру наплавленного металла и повышать механические и эксплуатационные свойства восстановленных деталей.

Практическая ценность работы. Теоретические и экспериментальные данные, полученные при проведении исследований, существенно расширяют инженерные возможности использования метода наплавки стальных изделий в среде углекислого газа. Положительный пастообразный карбюризатор и технология нитроцементации наплавленных деталей, удобная для ремонтного производства, может быть использована при восстановлении самых различных деталей отечественных и зарубежных машин с высоким экономическим эффектом за счёт повышения их долговечности.

Долговечность результатов исследований, основных положений и выводов подтверждается корректностью постановки задач, систематическим характером экспериментальных исследований с использованием методик и оборудования, а также согласованностью полученных результатов с общепринятыми представлениями в данной области науки и отсутствием противоречий с работами других исследователей.

Апробация работы. Основные положения диссертации и её отдельные результаты были доложены и получили положительные оценки на XIV, XV и XVI российских научно - технических конференциях с международным участием « Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 2007, 2008 и 2009 годы), I Международной научно-технической конференци «САМИТ 2009» Курск 2009

Публикации. По материалам публикаций опубликовано 7 печатных работ, одна из которых в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, вводов, библиографического списка, включающего 127 источников, и приложения. Работа изложена на 118 страницах машинописного текста, включает 22 рисунка и 7 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и сформулирована цель работы.

Первая глава посвящена анализу литературных данных по способам наплавки металлических покрытий на стальные изделия и по методам химико-термической обработки стали с точки зрения их применимости для упрочнения наплавок.

Показано, что наиболее универсальным и дешевым методом наплавки, является наплавка в среде углекислого газа. Сварка и наплавка изношенных деталей этим методом представляет большой интерес для ремонтного

производства, поскольку позволяет восстанавливать самые различные детали с наименьшими затратами.

Наплавка в среде углекислого газа отличается высокой производительностью (15...16 г/(А-ч.)) и сравнительно небольшой глубиной зоны термического влияния (3...5 мм), она позволяет восстанавливать тонкостенные изделия и валы диаметром менее 40 мм, что невозможно при наплавке под слоем флюса. Вследствие низкой стоимости углекислого газа, простоты технологии и сварочного оборудования наплавка в среде углекислого газа в последнее время повсеместно используется для замены наплавки под слоем флюса, а также для замены газопламенной сварки и наплавки.

Недостатком этого способа наплавки является несколько повышенный расход электродного материала (на разбрызгивание), а также слабое окислительное действие, которое оказывает углекислый газ на сварочную ванну вследствие его частичной диссоциации при высоких температурах на окись углерода и атомарный кислород. Эта особенность вызывает повышенное выгорание (окисление) таких элементов, как С, Б!, Мп, А1, "П, V. Для устранения названных вредных явлений при наплавке в среде углекислого газа используют легированные электродные проволоки с повышенным содержанием раскислителей (Мп и 81).

Качество наплавленного металла при этом способе зависит также от интенсивности подачи в зону горения дуги углекислого газа и от степени его осушения. При недостаточном количестве газа или при его повышенной влажности в наплавленном металле возможно образование пор и раковин из-за наличия в сварочной ванне растворенных азота и водорода. Тем не менее при тщательном соблюдении всех технологических требований и режимов наплавки в среде углекислого газа можно получать достаточно качественные покрытия, не уступающие металлу, наплавленному под слоем флюса.

Главным недостатком покрытий, полученных наплавкой в среде углекислого газа, как, впрочем, и в других защитных газах, является неоднородность структуры, связанная с быстрым охлаждением сварочной ванны. Эта неоднородность вызывает неравномерную твердость, высокую напряженность (напряжения растяжения) поверхностных слоев, что неблагоприятно сказывается на прочности и долговечности восстановленных деталей. Кроме того, покрытия, наплавленные, как правило, низкоуглеродистой проволокой, обладают зачастую недостаточной износостойкостью, особенно в присутствии абразива.

Радикальным способом улучшения структуры и повышения механических и эксплуатационных свойств деталей, восстановленных наплавкой в среде углекислого газа, может стать их химико-термическая обработка. В литературе для упрочнения деталей после наплавки, в частности таких сложных, как шлицевые валы, детали с различными пазами и выточками, зубчатые колеса и т.п., рекомендуется подвергать цементации с последующей термической обработкой. По нашему мнению, для этих целей больше подходит нитроцементация, причем нитроцементация в пастообразных карбюризаторах, которая по технологическим приемам практически не отличается от

цементации в твердых карбюризаторах, широко используемой в ремонтном производстве. Нитроцементация - весьма гибкий процесс, позволяющий проводить обработку в широком диапазоне температур и обеспечивать насыщение поверхностных слоев стальных деталей различным количеством азота и углерода, получая тем самым различный фазовый состав диффузионных слоев. Кроме того, при совместном насыщении стали азотом и углеродом заметно сокращается длительность процесса.

Насыщение наплавленного металла с неравновесной и дефектной структурой азотом и углеродом и интенсификация диффузионных процессов в металле будет способствовать улучшению структуры и устранению дефектов в наплавках и повышению износостойкости и других эксплуатационных свойств восстановленных изделий.

Настоящая работа посвящена всестороннему исследованию процесса нитроцементации металла, наплавленного в среде углекислого газа, с целью изучения закономерностей формирования структуры и фазового состава диффузионных слоев на наплавках различного состава, а также влияния структуры нитроцементованных наплавок на их механические и эксплуатационные свойства. На основе этих исследований предполагается разработать технологические рекомендации по восстановлению и упрочнению изношенных деталей, свойства которых не будут уступать новым.

Во второй главе представлена характеристика объекта исследования -наплавленного металла, полученного с использованием марганцовистых и хромистомарганцовистых проволок Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-18ХГС и Св-08ХГ2С и защитной среды - газа С02. Наплавка производилась на образцы различной формы (трубчатые, квадратные, дисковые и плоские) из среднеуглеродиетой стали 45, которая применяется для изготовления большинства деталей, работающих при высоких нагрузках.

Наплавка производилась полуавтоматом А-547Р с использованием источника постоянного тока с жесткой характеристикой ПСГ-300, диаметр проволоки во всех случаях 1,2 мм. Поверхности образцов и электродную проволоку очищали от загрязнений и протравливали в 10%-ном водном растворе соляной кислоты, а затем пассивировали в 1%-ном растворе кальцинированной соды. Режимы наплавки: напряжение 18...20 В, сила тока 140 А, скорость подачи проволоки 180 м/ч, расход углекислого газа 7...8 л/мин.

В результате наплавки получалось покрытие толщиной 0,8... 1,0 мм, химический состав которых приведен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав металла, наплавленного в среде углекислого газа

Марка проволоки Состав наплавленного металла, % масс.

С Si Мп Сг Прочие

Св-08ГС 0,06...0,08 0,55...0,60 1,11...1,32 0,15...0,18 0,21 Ni

Св-08Г2С 0,07...0,09 0,65...0,67 1,73... 1,78 0,16...0.18 0,21 Ni

Св-18ХГС 0,19...0,21 0,88...1,0 1,81...1,84 0,95...0,98 0,27 Ni

Св-18ХГ2С 0,08...0,10 0,69...0,71 1,82...1,98 0,85...0,87 0,23 Ni

Структура металла, наплавленного различными проволоками, была практически одинаковой и характеризовалась крупнозернистостью, неоднородностью и наличием некоторого количества мелких пор (рис. 1). При менее тщательной подготовке проволоки и поверхности основы в наплавленном покрытии увеличивается количество пор и образуются крупные раковины и трещины.

Рис. ¡.Микроструктуры покрытий, наплавленных в среде углекислого газа: а - Св-08Г2С; б - Св-18ХГС (хЗОО)

Нитроцементацию образцов проводили в шахтной лабораторной печи СШОЛ - 12 - МЗ - Ц4 в широком диапазоне температур от 600 до 900 °С. Для нитроцементации использовали пастообразный карбюризатор на основе аморфного углерода (сажи) и железосинеродистого калия. В качестве пастообразователя использовали нитроцеллюлозный лак. Образцы покрывали нитроцементующей пастой, высушивали и упаковывали в контейнер (как при твердой цементации) с порошковым наполнителем (песок + 20% сажи). Контейнер устанавливали в печь, разогретую до заданной температуры. После нитроцементации контейнеры охлаждали на воздухе. Нагрев под закалку нитроцементованных образцов проводили в муфельной электропечи ТП-2 в воздушной среде, в этой же печи проводили отпуск образцов после закалки.

Твердость нитроцементованных покрытий определяли на твердом ТК-2 (Роквелл) при нагрузке 1470 Н и микротвердомере ПМТ-3 при нагрузках 0,49... 1,96 Н. Микроструктуру нитроцементованных образцов изучали с помощью металлографических микроскопов МИМ-8 и ММР при различных увеличениях. Рентгеноструктурный анализ проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 непосредственной съемкой металлографических шлифов в кобальтовом и хромовом излучении. Химический анализ образцов до и после нитроцементации проводили с использованием спектрометра ARC-MET 900, распределение элементов по сечению диффузионных слоев исследовали на косых шлифах.

Внутренние напряжения в наплавленных покрытиях до и после нитроцементации определяли по методу разрезных колец (метод Н.Н.Давиденкова), деформацию колец после разрезания измеряли с помощью

измерительного микроскопа БИМ. Износостойкость образцов с наплавленными на рабочие поверхности металлическими покрытиями определяли в условиях, приближающихся к условиям работы реальных деталей - при граничной смазке, без смазки и в присутствии кварцевого абразива. Нитроцементованные покрытия испытывали на машине СМЦ-2 при трении скольжения («ролик -колодка») и при трении качения с проскальзыванием («ролик - ролик»).

В работе использовалось многофакторное математическое планирование (рототабельное планирование второго порядка), для расчетов применяли ПЭВМ.

Глава третья посвящена исследованию нитроцементации

наплавленного металла, легированного марганцем и хромом.

Известно, что для наплавки в среде углекислого газа рекомендуется использовать материалы, легированные в том числе марганцем. Наличие марганца в наплавленном металле обусловливает специфические особенности структуры, получаемые при насыщении их азотом и, главным образом, углеродом.

Марганец, при любом содержании его в стали, полностью растворяется в железе и входит в состав цементита и аустенита в соотношении 4:1. В процессе выделения цементита из аустенита, что имеет место при избыточном насыщении последнего углеродом, первоначально образуется промежуточная гексагональная фаза (метастабильный карбид) £ - Ре?-зС, обладающая широкой областью гомогенности по углероду. На образование этой фазы весьма сильное влияние оказывает марганец, который входит в состав этой фазы, замещая железо.

В связи с тем, что марганец обладает повышенным сродством к кислороду по сравнению с железом, происходит его быстрое окисление в процессе цементации стали, а также усиливается склонность к окислению и железа. В результате в диффузионном слое марганцовистой стали образуется твердый раствор оксидов марганца и железа (вюстит). В решетке вюстита, как известно, имеется высокая концентрация вакансий двухвалентных ионов железа, для заполнения которых возникает движение ионов Рег+ из глубины металла к поверхности, где они вступают в реакцию с углеродом, поступающим из цементующей среды, образуя карбидную пленку.

Движение вещества, вызванное химической реакцией на поверхности раздела фаз, а именно потока углерода из науглероживающей среды и встречного потока ионов железа, в зону реакции с углеродом называется стефановским потоком.

Основываясь на положениях теории стефановского потока вещества можно подсчитать интенсивность роста карбидной фазы на поверхности стали:

Х1 = 2р Щъ . (!)

л/ Р;

(Р - +- • <2>

б = х, + х7 = 2

(Р - Рх)

(ррЮ"

-+Р,

(Вр22

ч/т

(3)

Рз М Рг

где р^ - константы параболического роста слоя продукта реакции; р2 -плотность карбида; а - средняя относительная концентрация углерода в слое карбида; О - коэффициент диффузии углерода; X] кх2~ положение внутренней и внешней границы карбидного слоя; т - время.

Расчеты проведенные по уравнениям (1)...(3) для концентрации а| = 0,067 (соответствует карбиду РезС) и а2 = 0,097...0,067 (соответствует карбиду е -Ре2-зС) показывают, что при цементации карбидная пленка на поверхности стали растет как внутрь металла, так и в сторону внешней среды (рис. 2)

Кг- мкм Атмосфера

О ............

! ■ "; . ■ карВид

го ''.,..

Мс-юлл

зо ■ | и.

Г;. МКМ :

О.ОЮ 0015 0.020 0025 Ла

Рис. 2. Зависимости положений внутренней (дсО и внешней (х2) границы карбидного слоя от разности концентраций углерода над и под слоем карбида (Да = № - «))

Эту особенность структурообразования цементуемых марганцовистых сталей можно использовать для устранения дефектов (пор, трещин), которые имеются в покрытиях, наплавленных марганцовистой проволокой в среде углекислого газа.

Дополнительное легирование марганцовистой наплавочной проволоки хромом, создает еще более благоприятные условия для карбидообразования при науглероживании наплавленного покрытия, поскольку хром способствует активному усвоению углерода из насыщающей среды и заметно ускоряет рост карбидов.

Одним из главных условий, необходимых для реализации процессов карбидообразования при цементации стали, является повышенная активность карбюризатора, способного генерировать большое количество этого элемента, достаточного для предельного насыщения твердого раствора и для образования карбидной фазы. Таким карбюризатором может быть паста на основе мелкодисперсной сажи (аморфного углерода), которая имеет развитую реакционную поверхность.

С другой стороны, марганцовистые стали, как известно, имеют склонность к росту аустенитных зерен при высоких температурах, и поэтому-очень чувствительны к перегреву. Для снижения температуры насыщения

марганцовистых покрытий в состав карбюризатора целесообразно ввести азотсодержащий компонент, т.е. заменить чистую цементацию нитроцементацией, которая, как известно, проводится при пониженных температурах. В качестве такого компонента можно использовать железосинеродистый калий (желтую кровяную соль).

Железосинеродистый калий при температуре около 650 °С разлагается с выделением активных атомов азота и углерода, которые диффундируют в сталь. При этом азот понижает температуру фазовой перекристаллизации железа и интенсифицирует диффузию углерода.

При повышенных температурах нитроцементации поставщиком активного углерода служит аморфный углерод (сажа), который в присутствии карбонатов щелочных металлов выделяет окись углерода, осуществляющую насыщение поверхности стали.

Был предложен карбюризатор для нитроцементации деталей, восстановленных наплавкой, отличающийся очень высокой активностью в интервалах температур 650...960 °С и удобный для использования в условиях ремонтного производства. Этот карбюризатор содержит мелкодисперсную газовую сажу ДГ-100, железосинеродистый калий K4Fe(CN)6 и углекислый натрий Na2CC>3. В качестве пастообразователя использовался нитроцеллюлозный лак НЦ 222 (содержащий азот и углерод) с добавлением этанола в качестве поверхностно-активного вещества.

Оптимизация состава нитроцементующей пасты, проведенная по глубине диффузионного слоя с использованием математического планирования эксперимента, позволила рекомендовать следующий состав наиболее активного карбюризатора мае. %: сажа ДГ 100 48...67; железосинеродистый калий K4Fe (CN)6 15...25; углекислый натрий (сода) Ыа2С03 8...12; раствор нитроцеллюлозы в ацетоне (лак НЦ 222) 10. ..15.

Влияние режимов нитроцементации в карбюризаторе оптимального состава на глубину диффузионного слоя на хромомарганцевой наплавке Св-18ХГС описывается следующими уравнениями регрессии: глубина диффузионного слоя Yj = 0,64 4- 0,208Xi + 0,089x2 + О.ОгБх^ + 0,02х? - 0,012х|, (4)

содержание карбонитридной фазы на поверхности Y2 = 70,8 + 2,2хг + 4,25х2 - 4,7х? - 0.7x1, (5)

где X] - температура нитроцементации (от 800 до 900 °С), х2 - длительность нитроцементации, ч.

Графическая интерпретация полученных уравнений показана на рис. 3, При повышении как температуры, так и длительности нитроцементации наблюдается интенсивный рост глубины диффузионного слоя, однако содержание карбонитридной фазы на поверхности диффузионного слоя с изменением температуры изменяется неоднозначно - до температуры 860 °С оно повышается, при дальнейшем повышении температуры - падает. Последнее, по-видимому, связано с усилением диффузии элементов с поверхности в глубину изделия, что подтверждается заметным увеличением

скорости роста нитроцементованного слоя. Названную температуру и следует признать оптимальной для нитроцементации хромомарганцовистых наплавок.

2 И

/ /

' 1

вйС 810 Ш Я90 920 Температура. 'С Ш

ее

"Й I I*

I в

!$

^ ^ Л/

-------

— I

его Я» воО .990 920 Температура. 'С Ш 1111

; г ) ь 5 / 2 з < 5

йпитепьнасть, н 12! Длительность, ч 12)

а) б)

Рис. 3. Влияние температуры (кривые 1) и длительности (кривые 2) на глубину нитроцементации (а) и содержание карбонитридной фазы (б) в покрытии, наплавленном проволокой Св-18ХГС

Длительность нитроцементации влияет практически прямо пропорционально как на глубину диффузионных слоев, так и на содержание в них карбонитридной фазы.

При нитроцементации марганцовистых наплавок Св-08ГС и Св-08Г2С глубина нитроцементованных слоев на них получается несколько большей, по сравнению с наплавками, содержащими хром (на 10...15%), а количество карбонитридной фазы значительно меньшим. При этом карбонитридные включения располагаются в основном на дефектах структуры. Типичные микроструктуры диффузионных слоев на марганцовистых и хромомарганцовистых наплавках представлены на рис. 4.

Рис. 4. Микроструктуры диффузионных слоев, наплавленных проволоками Св-08Г2С и Св-08ХГ2С, полученные нитроцементацией при 860 °С в течение 3-х часов (Х300).

В четвертой главе рассмотрено влияние нитроцементации наплавленного металла на его свойства.

Карбонитридные фазы, образующиеся в диффузионных слоях хромомарганцовистых и марганцовистых наплавок, как показывают результаты рентгеноструктурного анализа, представлена цементитом, легированным хромом и марганцем, в небольших количествах замещающих атомы железа в его решетке. В состав цементита входит также азот, замещающий атомы углерода. Содержание азота в поверхностных слоях наплавленных покрытий составляет 0,17...0,22%, при этом часть его входит в состав карбонитридов. Твердый раствор в промежутках между карбонитридами и в нижележащих зонах диффузионных слоев также обогащен азотом, что способствует его хорошей закаливаемости в масле.

Твердость наплавленных покрытий после нитроцементации и закалки, как непосредственно из нитроцементационной печи, так и с повторного нагрева, с низким отпуском достигает HRC 60...68. При этом твердость хромомарганцовистых наплавок выше (на 2...4 HRC), чем твердость марганцовистых наплавок. Это объясняется тем, что в диффузионных слоях хромомарганцовистых наплавок содержится больше карбонитридов. Последние, имея микротвердость 8500... 10500 МПа, повышают интегральную твердость нитроцементованных слоев.

Нитроцементация и последующая термообработка создают в поверхностных слоях наплавленных покрытий значительные напряжения сжатия, причем величина этих напряжений зависит в основном от толщины диффузионного слоя: чем он тоньше, тем выше возникающие в нем напряжения. При глубине нитроцементованного слоя, составляющей 5% от размеров сечения изделия, величина сжимающих напряжений в нем достигает 600 МПа, а при глубине, составляющей 10% от размеров сечения, величина напряжений сжатия уменьшается до 300 МПа.

Внутренние напряжения сжатия, присутствующие в нитроцементованных покрытиях оказывают положительное влияние на усталостные характеристики изделий с наплавленными покрытиями, поэтому нитроцементация заметно повышает предел выносливости восстановленных деталей.

Износостойкость нитроцементованных покрытий, благодаря присутствию в их структуре большого количества твердофазных включений, намного повышается по сравнению с такими же покрытиями без упрочнения. Причем повышение износостойкости наблюдается при всех видах изнашивания: при трении скольжения, при трении качения с проскальзыванием, в присутствии смазки и без таковой.

Особенно сильно нитроцементация повышает износостойкость хромомарганцевых наплавок при изнашивании в присутствии абразива. Так, например, износостойкость покрытия, наплавленного проволокой Св-18 ХГС после нитроцементации (850 °С, 4 ч) с последующей закалкой повышается в 3...5 раз по сравнению с неупрочненной наплавкой.

Нитроцементация марганцовистых и хромомарганцовистых наплавок, особенно с повышенным содержанием марганца Св-08Г2С и Св-08ХГС,

приводит к полному зарастанию пор и трещин в диффузионных слоях и, таким образом, восстанавливает сплошность материала наплавленных покрытий. Одновременно повышается их твердость и несколько уменьшается ударная вязкость.

Смягчить получаемую в результате нитроцементации структуру можно последующим отжигом, при котором карбонитриды растворятся, а избыточный углерод перейдет в аустенит.

Разработанный метод восстановления изношенных деталей, включающий наплавку марганцовистыми и хромомарганцовистыми проволоками в среде углекислого газа с последующей нитроцементацией и закалкой, может быть использован для восстановления самых различных деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок.

Этот метод был использован для восстановления изношенных валов коробок передач тракторов. Валы по изношенным поверхностям были наплавлены проволокой Св-08ХГ2С в среде углекислого газа. Пористость наплавленного металла в исходном состоянии превышала 10%, после нитроцементации в пастообразном карбюризаторе все поры и другие дефекты были устранены (заполнены карбонитридами). В результате нитроцементации с непосредственной закалкой и низким отпуском изделия имеют в 1,5 раза более высокую долговечность.

Основные результаты и выводы

1. Наплавка металлических покрытий на стальные детали с целью восстановления их размеров и формы марганцовистыми и хромомарганцовистыми проволоками в среде углекислого газа отличается высокой производительностью (15... 16 ч/(А-ч)) технологической простотой и дешевизной, что делает её удобной для ремонтного производства, Этот метод позволяет получать покрытия толщиной 0,5...0,3 мм и более, однако наплавленный металл имеет неоднородную крупнозернистую структуру с большим количеством пор и других дефектов. Такая структура, очевидно, не обеспечивает высоких механических и эксплуатационных свойств восстановленных деталей. Поэтому для повышения долговечности восстановленных деталей их после наплавки целесообразно подвергать упрочняющей обработке.

2. Марганцовистые стали, в том числе и полученные наплавкой, при интенсивном насыщении их углеродом склонны к образованию избыточных карбидов на открытых поверхностях, причём карбидные включения растут не только в глубину металла, но и во внешнюю среду. Такая специфика карбидообразования обусловлена наличием цементуемой поверхности сталей метастабильного е-карбида, имеющего широкую область гомогенности, а вюстита (МпО - РеО) с большой концентрацией вакансий. Через эти структуры происходит диффузия ионов железа из глубины металла к поверхности, где они вступают в реакцию с углеродом из внешней среды, образуя карбид (стефановский поток). Расчёты, основанные на теории стефановского потока, показывают, что образующихся карбидов во внешнюю среду достаточно для устранения дефектов, которые имеются в наплавленных слоях.

3. Для насыщения марганцовистых наплавок углеродом необходимо использовать карбюризатор, обладающий высокой активностью, достаточной для насыщения аустенита и образования избыточных карбидов. Такая активность должна проявляться при относительно низких температурах, поскольку стали с повышенным содержанием марганца весьма чувствительны к перегреву. Для удовлетворения названным требованиям пастообразный карбюризатор на основе углерода (сажи) с добавлением азотсодержащего компонента - железосинеродного калия, а также с использованием азотосодержащего пастообразователя. Карбюризатор оптимального состава, найденного с использованием математического планирования эксперимента, обеспечивает образование карбидов и хромомарганцевых наплавок при температурах 820...860°С.

4. Нитроцементация покрытий, полученных наплавкой марганцовистыми и хромомарганцовистыми проволоками в среде углекислого газа, приводит к полному зарастанию дефектов и восстанавливает сплошность наплавленного металла. Закалка нитроцементованных покрытий как с повторного нагрева, так и непосредственно после насыщения, обеспечивает им высокую твёрдость HRC 60...68, причём величина твёрдости зависит от количества карбонитридной фазы в структуре диффузионных слоёв. Нитроцемтация с последующей закалкой заметно повышает износостойкость покрытий при всех видах изнашивания, а также создаёт в поверхностных слоях сжимающие напряжения, благоприятно действующие на усталостную прочность наплавленных изделий. Проверка разработанного метода восстановления деталей в производственных условиях показала его высокую эффективность - долговечность восстановленных валов, упрочнённых нитроцементацией, оказалась в 1,5 раза выше, чем неупрочнённых.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Пикалов, C.B. Карбидообразование в марганцовистых сталях при цементации [Текст] / C.B. Пикалов, В.И. Колмыков, В.Г. Сальников // Заготовительные производства в машиностроении. - М.: Машиностроение, 2010. №7.-С. 37-40.

Статьи и материалы конференций

2. Пикалов, C.B. Упрочнение наплавленного металла нитроцементацией [Текст] / C.B. Пикалов, А.Н. Гончаров, Д.В. Колмыков // Материалы и упрочняющие технологии: сб. материалов XIV Рос. науч.- техн. конф. с междунар. участием. - Курск, КГТУ 2007. С. 33-39.

3. Гончаров, А.Н. Роль кислорода в ускорении науглероживания сталей при использовании углеродно-карбонатных цементующих покрытий [Текст] / А.Н. Гончаров, Д.В. Колмыков, C.B. Пикалов, A.A. Никулин // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» Воронеж, 2007. - С. 89-95.

4. Пикалов, C.B. Восстановление и упрочнение деталей машин цементованными железохромистыми покрытиями [Текст] / C.B. Пикалов, Д.В. Колмыков // Материалы и упрочняющие технологии - 2009: сб. материалов XVI Росс, науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Курск, 2009. С. 27-33.

5. Пикалов, C.B. К вопросу о возможности реставрационной цементации пористых наплавленных покрытий [Текст] / C.B. Пикалов // Материалы и упрочняющие технологии - 2009: сб. матер. XVI Российской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Курск: КГТУ, 2009. С.156-162.

6. Колмыков В.И. Особенности формирования диффузионных слоев на хромомарганцевой стали при нестандартных режимах науглероживания. [Текст] / В.И. Колмыков, C.B. Пикалов, И.Н Росляков А.А кириченко // Материалы и упрочняющие технологии - 2009: сб. материалов XVI Российской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Курск, 2009. С. 162-167.

7. Колмыков, В.И. Восстановление пальцев гусеничных движителей наплавкой с последующей нитроцементацией [Текст] / В.И. Колмыков, C.B. Пикалов, A.A. Губин [и др.] // Материалы и упрочняющие технологии-2009: сб. матер. XVI Российской научн.-техн. конф. с междунар. участием. -Курск, 2009. С.162-167.

8. Колмыков, Д.В. Условия образования карбидосодержащих износостойких слоев при цементации сталей [Текст] / Д.В. Колмыков, C.B. Пикалов, В.И. Колмыков II Материалы и упрочняющие технологии - 2009: сб. материалов XVI Российской науч.-техн. конф. с междунар. участием. -Курск, 2009. С. 170-173.

9. Пикалов, C.B. Перспективы использования химико-термической обработки для повышения усталостной прочности коленчатых валов автотранспортных двигателей, восстановленных наплавкой [Текст] / C.B. Пикалов, В. И. Колмыков, Н.С. Гараиби [и др.] // Современные автомобильные материалы и технологии «САМИТ 2009» - 2009: сб. материалов I междунар. науч.-техн. конф. - Курск, 2009. С. 133-138.

10. Пикалов, C.B. О возможности восстановления автомобильных деталей наплавкой в среде защитных газов с последующей цементацией [Текст] / C.B. Пикалов // Современные автомобильные материалы и технологии «САМИТ- 2009»: сб. материалов I Междунар. науч.-техн. конф. - Курск: КГТУ, 2009. С.216-223.

Пикалов Сергей Владимирович

Нитроцементация покрытий, наплавленных в среде углекислого газа, для улучшения структуры и свойств применительно к восстановлению изношенных деталей

Автореферат

Юго-Западный государственный университет.

Издательско-полиграфический центр Юго-Западного государственного университета. 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

Лицензия ИД № 06430 от 10.12.01 г.

Сдаповпабор 19.11.2010 г. Подписано в печать 19.11.2010г. Формат 60x84 1/16. Бумага Айсберг. Объем 1,0 усл. печ. л. Гарнитура Тайме. Тираж 130 экз. Заказ № 1037.

Отпечатано: ПБОЮЛ Киселева О.В. ОГРН 304463202600213

Введение

Глава 1. Методы наплавки и поверхностного упрочнения стальных изделий

1.1. Способы получения наплавленных покрытий на стальных деталях

1.2. Перспективы использования химико-термической обработки для упрочнения наплавленных деталей

1.3. Термическая обработка и свойства нитроцементованных слоев

1.4. Выводы. Направление исследования

Глава 2. Методика экспериментального исследования

2.1. Технология изготовления и химико-термической обработки образцов

2.2. Методика исследования структуры и физико-механических свойств нитроцементованных наплавок

2.3 Определение износостойкости нитроцементованных наплавок

2.4 Математическое планирование экспериментов и обработка экспериментальных данных

Глава 3. Исследование нитроцементации наплавленного металла, легированного марганцем и хромом

3.1. Особенности формирования структуры диффузионных слоев при насыщении углеродом и азотом сталей, содержащих марганец

3.2. Насыщающая среда для упрочнения покрытий, наплавленных в среде углекислого газа 63 3.3 Оптимизация режимов нитроцементации наплавленных покрытий в азотисто-углеродной пасте

Глава 4. Структура и свойства нитроцементованных наплавленных слоев 85 4.1 Структура и фазовый состав нитроцементованных наплавок 85 4.2. Твердость и внутренние напряжения в нитроцементованных слоях направленного металла 92 4.3 Износостойкость нитроцементованных наплавок 98 4.4. Технологические аспекты упрочнения восстановленных деталей 107 Основные результаты и выводы 114 Библиографический список

Сложившаяся в настоящее время ситуация во многих отраслях народного хозяйства, характеризуемая сверхнормативной изношенностью оборудования, и требование модернизации этих отраслей приводит к необходимости разработки мероприятий по продлению ресурса машин и оборудования и их реновации до уровня новых изделий.

В этих условиях особую актуальность приобретает совершенствование ремонта машин и агрегатов, при этом одним из наиболее приоритетных направлений развития ремонтного производства является восстановление изношенных деталей. Развитие этого направления дает возможность поддерживать работоспособность сложных и дорогостоящих современных машин с наименьшими капитальными затратами[1. .9].

Среди всех, существующих в настоящее время методов восстановления деталей машин, наибольшее применение имеют методы, связанные с наплавкой металлических покрытий на изношенные поверхности деталей. Современные наплавочные материалы и технологии позволяют получать наплавленные слои незначительной толщины, имеющие хорошую связь с основным металлом. При этом наиболее дешевым, универсальным и удобным для ремонтного производства методом является наплавка в среде защитных газов, в частности в среде углекислого газа.

Однако, в достаточно большом количестве случаев, когда восстановленные детали работают в тяжелых условиях эксплуатации (большие нагрузки, недостаток смазки, абразивная среда), наплавка в исходном состоянии не обеспечивает требуемого уровня механических и эксплуатационных свойств восстановленных деталей. Наиболее эффективным способом повышения этих свойств следует признать химико-термическую обработку наплавленных покрытий. Активизация диффузионных процессов в наплавленном металле, обусловленная нагревом деталей в процессе такой обработки, и насыщение з его активными элементами из внешней среды будут способствовать повышению однородности структуры, устранению дефектов, связанных с быстрой кристаллизацией наплавок, и образованию на поверхности твердых фаз. Все это позволяет радикальным образом повысить твердость, износостойкость, усталостную стойкость и другие свойства восстановленных деталей и обеспечить их долговечность до уровня новых деталей, или даже превзойти его.

Наиболее подходящим методом химико-термической обработки восстановленных деталей в условиях ремонтного производства можно считать нитроцементацию — совместное насыщение стали азотом и углеродом. Нитроцементация позволяет производить обработку деталей из углеродистых и легированных сталей при пониженных (по сравнению с цементацией) температурах, что делает возможным их закалку непосредственно из нитроцементационной печи без повторного нагрева, снижает внутренние напряжения в поверхностных слоях и удешевляют процесс упрочняющей обработки. Технология нитроцементации весьма проста, не требует дорогих материалов и сложного термического оборудования, она может быть легко реализована в условиях ремонтных предприятий.

Исследования, которые проводятся в этом направлении и которым посвящена настоящая работа, являются весьма актуальными в свете повышения надежности современной техники.

Основные результаты и выводы

1. Наплавка металлических покрытий на стальные детали с целью восстановления их размеров и формы марганцовистыми и хромомарганцовистыми проволоками в среде углекислого газа отличается высокой производительностью (15. 16 ч/А-ч) технологической простотой и дешевизной, что делает её удобной для ремонтного производства. Этот метод позволяет получать покрытия толщиной 0,5.0,3 мм и более, однако наплавленный металл имеет неоднородную крупнозернистую структуру с большим количеством пор и других дефектов. Такая структура , очевидно, не обеспечивает высоких механических и эксплуатационных свойств восстановленных деталей. Поэтому для повышения долговечности восстановленных деталей их после наплавки целесообразно подвергать упрочняющее обработке.

2. Марганцовистые стали, в том числе и полученные наплавкой, при интенсивном насыщении их углеродом склонны к образованию избыточных карбидов на открытых поверхностях, причём карбидные включения растут не только в глубину металла, но и во внешнюю среду. Такая специфика карбидообразования обусловлена наличием цементуемой поверхности сталей метастабильного £ — карбида, имеющего широкую область гомогенности, а вюстита (МпО - БеО) с большой концентрацией вакансий. Через эти структуры происходит диффузия ионов железа из глубины металла к поверхности, где они вступают в реакцию с углеродом из внешней среды, образуя карбид (стефановский поток). Расчёты, основанные на теории стефановского потока, показывают, что образующихся карбидов во внешнюю среду достаточен для устранения дефектов, которые имеются в направленных слоях.

3. Для насыщения марганцовистых наплавок углеродом необходимо использовать карбюризатор обладающий высокой активностью, достаточной для насыщения аустенита и образования избыточных карбидов, такая активность должна проявляться при относительно низких температурах, поскольку стали с повышенным содержанием марганца весьма чувствительны к перегреву. Для удовлетворения названным требованиям пастообразный карбюризатор на основе углерода (сажи) с добавлением азотосодержащего компонента — железосинеродистого калия, а также с использованием азотосодержащего пастообразователя. Карбюризатор оптимального состава, найденного с использованием математического планирования эксперимента, обеспечивает образование карбидов и хромомарганцевых наплавок при температурах 820°. .860°С.

4. Нитроцементация покрытий, полученных наплавкой марганцовистыми и хромомарганцовистыми проволоками в среде углекислого газа, приводит к полному зарастанию дефектов и восстанавливает сплошность наплавленного металла. Закалка нитроцементованных покрытий как с повторного нагрева, так и непосредственно после насыщения обеспечивает им высокую твёрдость НЫС 60.68, причём величина твёрдости зависит от количества карбонитридной фазы в структуре диффузионных слоёв. Нитроцементация с последующей закалкой заметно повышает износостойкость покрытий при всех видах изнашивания, а также создаёт в поверхностных слоях сжимающие напряжения, благоприятно действующие на усталостную прочность наплавленных изделий. Проверка разработанного метода восстановления деталей в производственных условиях показала его высокую эффективность - долговечность восстановленных валов, упрочнённых нитроцементацией оказалось в 1,5 раза выше, чем не упрочнённых.

1. Воловик, Е. Л Справочник по восстановлению деталей Текст./ ЕЛ. Воловик -М.: Колос, 1981.-351 с.

2. Юдин, М.М. Организация ремонтно-обслуживающей базы в сельском хозяйстве Текст./М.И. Юдин, Н.И.Стукопин, О.Г. Широкий Краснодар: КГАУ, 2002.-944 с.

3. Батищев А.Н. Обоснование рационального способа восстановления деталей Текст./А.Н. Батищев// Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 1992.-№9.-с.30-31.

4. Черноиванов-М.: Агропромиздат, 1989.-336 с.

5. Лялякин, В.П. Восстановление и упрочнение деталей машин в агропромышленном комплексе России и Беларуси Текст./В.П. Лялякин, В.П. Иванов//Ремонт, восстановление, модернизация.-2004.-№2.-с.2-4.

6. Рассказов, М.Л. Перспективы производства восстановления и упрочнения де- талей Краснодар: КГАУ, 2002.-С.236-237

7. Ермолов, Л.С. Основы надежности сельскохозяйственной техники Текст./ Л.С. Ермолов, В.М. Кряжков, В.Е. Черкун-М.: Колос, 1974.-223 с.

8. Авдеев, М.В. Технология ремонта машин и оборудования Текст./ М.В. Авдеев, Е.И. Воловик, И.Е. Ульман-М.: Агропромиздат, 1986.-248 с.

9. Сидоров, А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой Текст./ А.И. Сидоров- М.: Машиностроение, 1987.-187 с.

10. Ю.Хасуи, А. Наплавка и напыление Текст./ А. Хасуи, О. Моригаки-М.: Машиностроение, 1985.-240 с.

11. П.Третьяков, А.Ф. Очистка поверхности металлов в процессе изготовления и восстановления деталей машин Текст./ А.Ф. Третьяков, Т.М. Сабельникова, Л.К. Харитонова//Ремонт, восстановление, модернизация.-2004.-№5.- с.26-27

12. Тылкин, М.А. Справочник термиста ремонтной службы Текст./ М.А. Тылкин-М.: Металлургия, 1981.-684 с.

13. З.Дубинин, Г.Н. Остаточные напряжения при диффузионном насыщении элементами поверхности стали У10 Текст./ Т.Н. Дубин и// Известия вузов. Машиностроение.- 1962.-№ Ю.-с. 178-183.

14. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник/ Под ред. JI.C. Ляховича-М.: Металлургия, 1981.-424 с.

15. Лахтин, Ю.М. Металловедение термическая обработка металлов Текст./ Ю.М. Лахтин-М.: Металлургия, 1984.-360 с.

16. Лахтин, Ю.М. Основы технологии химико-термической обработки Текст./ Ю.М. Лахтин, И.С. Козловский// в кн. Термическая обработка в машиностроении: Справочник-М.: Машиностроение, 1980.-С. 275-368.

17. КришталМ.А. Механизм диффузии в железных сплавах Текст./ М.А. Криш- тал-М.: Металлургия, 1972.-31 Ос.

18. Семенова,Л.М. Современное состояние и опыт внедрения процессов химико- термической обработки Текст./ Л.М. Семенова, A.b. Пожарский// Металловедение и термическая обработка металлов.-1987.-№5.-с.5-11.

19. Переверзев,В.М. Диффузионная карбидизация стали Текст./ В.М. Перевер- зев-Воронеж:ВГУ.-92с:

20. Колмыков, В.И. Поверхностное упрочнение стали цементитом Текст./ В.И. Колмыков, о.В. Воробьева, В.В. Серебровский Курск: КГСХА, 2005.-95с.

21. Ахантьев, В.П. Насыщение стали азотом при газовой нитроцементации Текст./ В.П. Ахантьев, В.И. Ивлев, В.П. Курбатов и др.// металловедение и термическая обработка металлов.-1978.-№3.-с.32-34.

22. Liedtke, D. Nitrieren and Nitrocarburieren Ein Text./ Д. Liedtre// Maschinenbau. 1981 .-A. 10.-№5 .-S.35-48.

23. Гюлиханданов, E.JI. Особенности строения нитроцементованных слоев с повышенным содержанием азота Текст./ ЕЛ. Гюлиханданов, JI.M. Семенова, Е.И. Шапочкин// Металловедение и термическая обработка металлов.-1990,- №8.-с.12-15.

24. Шпис, Х.Й. Контролируемое азотирование Текст./ Х.Й Шпис, ХЛетьен, X. Бирманн//Металловедение и термическая обработка металлов.-2004-№7.-с.7- 10.

25. Куксенова, Л.И. Структура и износостойкость азотированной стали Текст./ Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, Е.В. Березина и др. // Металловедение и термическая обработка металлов.-2004.-№1 .-с.31-35.

26. Герасимов, С. А. Газобарическое азотирование сталей Текст./ С.А. Герасимов, В.А. Голиков, М.А. Гресс и др.// Металловедение и термическая обработка ме- таллов.-2004.-№6.-с.7-9.

27. Фунатани, К. Низкотемпературное азотирование сталей в соляных ваннах Текст./ К. Фунатани// Металловедение и термическая обработка металлов.- 2004.-№7.-с. 12-17.

28. Базалев, К.О. Механизмы влияния азота на структуру и свойства сталей (обзор) Текст./ К.О. Базалев//Металловедение и термическая обработка метал- лов.-2005.-№1 O.e. 17-24.

29. Григорьев,В.С. Износостойкость сталей после химико-термической обработки и ионной нитроцементации с непосредственной закалкой Текст./ B.C. Григорьев, Г.А. Солодкин, С.А. Шевчук// Металловедение и термическая обработка металлов.- 1990.-№7.с.24-27.

30. Прежносил. Б.Нитроцементация-М. Машиностроение, 1969.-212 с.

31. ЗШрженосил. Б. О. структуре диффузионного слоя посленизкотемпературной нитроцементации Текст./ Б. Прженосил118

32. Металловедение и термическая обработка металлов.-1974.-№ 10.-10.-С.2-6.

33. Prgenosil,B. Einige neue ErRenntisse über dos Gefuge Von um4 600°C in der Ca- satmosphere carbonitrieren Schihten Ein Text./ В/ Prgenosil// HarteTechn. Mitt/- 28.-№3 .-Ы. 157-164.

34. Савиновский, Г.К. Внедрение нитроцементации триэтаноламином Текст./ Г.К. Савиновский // Металловедение и термическая обработка металлов.- 1969.-№1 l.c.44-45.

35. Козловский,И.С. Химико-термическая обработка шестерен Текст./ И.С. Коз- ловский.-М.: Машиностроение, 1970.-232 с.

36. Ванин,Е.С. Химико-термическая обработка стали при газопламенном нагреве Текст./ Е.С. Ванин, г.А. Семенова // металловедение и термическая обработка металлов.-1970.-№5.-с.50-51.

37. Челидзе, Н.С. Нитроцементация шестерен тявого двигателя электровоза BJI-10 Текст./ Н.С. Челидзе, A.B. Волошина// металловедение и термическая обработка металлов.- 1970.-№4.-с.75-77.

38. Белчев, Б. Низкотемпературная нитроцементация зубчатых колес Текст./ Б. Белчев, К. Новак// Металловедение и термическая обработка металлов.-1974,- №7.-с.36-39.

39. Finnern,В/ Entwicrlung and prartische Anwendung des TENYFER- Verfahrens (alt and neu) Ein Text./ В/ Finnem//ZWF.-1975/-F.70.-№12.-S659-664.

40. Шубин, Р.П. Нитроцементация деталей машин Текст./ Р.П. Шубин, М.И. Гринберг-М.: Машиностроение, 1975.-205 с.

41. Kria, Е. Nitemper-ferritic nitrocarburising in atmosphere furnaces Text./ Е/ Kria, T/W/Puffie//Heat. Theat. Metals.-1976.-Vol.3.-№l.-P. 19-23.

42. Муравьев, В.И. Нитроцементация в псевдоожиженном слое углеграфитовых материалов Текст./ В.И. Муравьев// Металловедение и термическая обработка металлов.-1976.-№6.-с. 18-22.

43. Шмыков, A.A. Контролируемые атмосферы Текст./ A.A. Шмыков//В кн. Термическая обработка в машиностроении-М.: Машиностроение, 1980.-с.123- 168.

44. Никифоров,И.А. Повышение прочности и долговечности тяжелонагруженных зубчатых колес тракторов Текст./ И.А. Никифоров, JI.M. Семенова, Г.Ф. Куз- нецова//Технология, экономика и организация произво детва.-1980.-№1.-с.30- 34.

45. Вытев, Е. Газовое карбонитрирование в среде аммиака и углекислого газа Текст./ Е. Вытев, Р. Русев, Е. Русева и др. // Металловедение и термическая обработка металлов.-1981 .-№ 1 .-с/22-24.

46. Уткина, А.Н. Нитроцементация стальных деталей агрегатостроенияв эндотермической атмосфере Текст./ А.Н. Уткина, Ю.Ю. Черкис, М.Н. Козлова // Металловедение и термическая обработка металлов,-1982.-№4.-с.34-36.

47. Шапочкин, В.И. Нитроцементация тяжелонагруженных шестерен из стали 20ХНЗА Текст./ В.И. Шапочкин, JI.M. Семенова, Е.И. Тескер // Технология и организация производства.-1984.-№3 .-с.46-47.

48. Шапочкин,В.И. Снижение торцевого изнашивания зубчатых колес при увеличении содержания азота в нитроцементованном слое Текст./ В.И. Шапочкин, Е.И. Тескер, JI.M. Семенова//Вестник машиностроения.-1984.-№3.-с.27-28.

49. Slycre, У/ Kinetics of the gaseons nitrocarburising process Текст./ Y. Slycke, L/ Sproge// Surface Eng.-1985.Vol.5-№2.-P.125-140.

50. Семенова,JI.M. Современное состояние и опыт внедрения процессов химико- термической обработки металлов.-1987.№5.-с.5-11.

51. Беккер, В. А. Управление технологическими параметрами высокотемпературной нитроцементации для повышения качества слоев Текст./ В.А. Беккер, В.А. Бойков, Т.А. Елисеева и др.// Сб. научн. трудов НТО ВНИИПП.-1987.- №1 .-с.29-35.

52. Rie, K.Y. Plasmanitrieren and Plasmanitrocarburieren Von Sinterstaheen Text./ K.Y.Rie, Th. Lampe, St. Eisenberg// Harter-Techn. Mitt.-1987.A.42.-№6.-S.338- 342.

53. В.И. Колмыков и др.// В сб. Современные упрочняющие технологии в маши- ностроении-Курск: КПИ, 1988.-С.39-41.

54. Zenrer, R. Laser Beam, hardening of nitrocarburised steel containing 0,5% С and 1% Cr Text./ R. Zenrer, U. Zenrer// Surface Eng.-1989.-Vol.29-№l.-P.45-54.

55. Кальнер, В.Д. Нитроцементация пористых материалов на основе железа Текст./ В.Д. Кальнер, В.А. Ковригин, В.П. Романов и др.//Металловедение и термическая обработка металлов,-1990.-№5.-с.31-34.

56. Шапочкин, В.И. Повышение долговечности деталей при высокотемпературной нитроцементации с повышенным азотным потенциалом Текст./ В.И. Шапочкин, JI.M. Семенова, М.Т. Малых// Двигателестроение.-1993 .-№ 1 .-с.З7- 38.

57. Колмыков,В.И. Разработка экологически чистой технологии упрочнения стали цементацией Текст./ В.И. Колмыков, О.В. Иванова// В сб: Охрана окружающей среды и рациальное использование природных ресурсов-Курск: КГТУ, 1995.-c.231-232.

58. Колмыков, В.И. Термодинамическое регулирование кислородного и углеродного потенциалов среды при цементации стали Текст./ В.И. Колмыков, H.A. Пивовар, В.М. Переверзев// Сб. Материалы и упрочняющие технологии-98.-Курск: ЮТУ, 1998.-е. 19-21.

59. Гюлиханданов,E.JI. Ускорение процессов диффузионного насыщения при неизотермической химико-термической обработке Текст./ E.JT. Гюлиханданов, А.Д. Хайдоров// Металловедение и термическая обработка металлов.2001- №6.-с. 16-20.

60. Барабаш, A.A. Опыт использования мочевины для поверхностного упрочнения углеродистых сталей низкотемпературной нитроцементацией Текст./ A.A. Барабаш, В.И. Колмыков, В.М. переверзев и др.// Сб.

61. Рыжов, Н.М. Особенности вакуумной цементации теплостойкой стали в ацетилене Текст./ Н.М. Рыжов, А.Е. Смирнов, P.C. Фахуртдинов и др. // Металловедение и термическая обработка металлов.2004.-№6.-с.10-15.

62. Алиев, A.A. Нитроцементация низко- и среднеуглеродистых сталей в кипящем слое Текст./ A.A. Алиев // Металловедение и термическая обработка метал- лов.-2005.-№3.-с.30-33. *

63. Колмыков, В.И. Фазовый состав и свойства цианированных слоев улучшаемых сталей Текст./ В.И. Колмыков, Д.В. Воскобойников //Сб. Материалы и упрочняющие технологии-2006.-Курск: КГТУ, 2006.-е. 132136.

64. Лившиц, С.Л. Зависимость свойств железа от времени цианировани в жидких ваннах Текст./ С.Л. Лившиц, Е.П. Пуховский, О.Н. Арефьева // Изв. АН БССР. Сер. Физико-техн. наук. -1974.-№1.-с.15-18.

65. Лившиц, С.Л. Зависимость свойств поверхностного слоя железа от температуры цианирования в жидких ваннах Текст./ С.Л. Лившиц, Е.П. Пуховский, О.Н. Арефьева//Изв. АН БССР. Сер. Физико-техн. наук.-1974.-№1.-с.15-18.

66. Фунпггейн,Я.Н. Износостойкость цианированных слоев Текст./ Я.Н. Фун- пггейн, Э.П. Пучков, А.И. суслович // Сб. Новое в термической обработке.-Рига, 1969.-С.21-25.

67. Переверзев, Д.Д. Поверхностное упрочнение стали цианированием в расплавах солей Текст./ Д.Д. Переверзев, Л.В. Офицеров // Сб. Повышение долговечности литых материалов.- Киев. 1969.- с. 153-162.

68. Исхаков, С.С. Износостойкость и усталостная прочность сталей после низкотемпературной нитроцементации Текст./ С.С. Исхаков, В.Г. Лаптев, Л.М.

69. Семенова и др. // Металловедение и термическая обработка металлов.-1981.- №1.-с.2-5.

70. Лахтин, Ю.М. Низкотемпературное цианирование инструментальных сталей Текст./ Ю.М. Лахтин, Г.Н. Неустроев, Ю.П. Иванов // Металловедение и термическая обработка металл ов.-1973.-№12.-с.27-31.

71. Лахтин, Ю.М. Износостойкость конструкционных сталей после низкотемпературных процессов цианирования и нитроцементации Текст./ Ю.М. Лахтин, Г.Н. Неустроев, H.A. Айралетян // Металловедение и термическая обработка металлов.-1+75 .-№11.-С.71-73.

72. Долженков, В.Н. Низкотемпературное цианирование конструкционных улучшаемых сталей в пастах Текст./ В.Н. Долженко // Дисс. Канд. Техн. на- ук.-Курск: КГТУ, 2001-142 с.

73. Хрущов, М.М. Абразивное изнашивание Текст./ М.М. Хрущов, М.А. Бабичев.- М: Наука, 1970.-252 с.

74. Кащеев, В.Н. Абразивное разрушение твердых тел /В.Н. Кащеев.-М: Наука, 1970.-248 с.

75. Екобори, Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел / Т. Еко- бори.М.: Металлургия, 1971.-253 с.81 .Износостойкость и структура твердых наплавок: Справочник Текст./ Под ред. М.М. Хрущова.-М.: Машиностроение, 1971.-95 с.

76. Gurland, Y. Obervation on the frarture of cementite particles in a spheroidsed 1,05% С steel deformed at room temperature Text./ Y. Gurland // Arta Met.-1972.-20-№5- P. 735-741.

77. Тененбаум, М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию Текст./ М.М. тененбаум.-М.: Машиностроение, 1975.-271 с.

78. Хрущов, М.М. Закономерности абразивного изнашивания Текст./ М.М. Хрущов // Сб. Износостойкость.-М.: Наука, 1975.-c.5-27.

79. Гурланд, Дж. Разрушение композитов с дисперсными частицами в металлической матрице Текст./ Дж. Гурланд // В кн. Композиционные материалы. Разрушение и усталость.-М.: Мир, 1978.-С.58-105.

80. Nakamura, М. The frarture toughness ab WC -Co twophase alloys- a preliminary model Text./ M. Naramura, Y. Gurland // Met/ Trans.-1980.-A.l 1.-Ж1.-Р.141- 146.

81. Колмыков,В.И. Анализ процесса изнашивания буровых долот, упрочненных карбидной фазой Текст./ В.И. Колмыков, В.М. Переверзев // Сб. Повышение эффективности и качества использования недр КМА. -Воронеж: ВГУ, 1980.- с.101-105.

82. Колмыков,В.И. Эффективность диффузионной карбидизации иенековых буровых долот Текст./ В.И. Колмыков, В.М. Переверзев, Д. Репина // Сб. Технология и техника разработки железорудных месторождений КМА. -Воронеж: ВГУ, 1982.-С.73-77.

83. Peng, Q.F. Ymproving abrasion wear by surface treatment Text./ Q.F. Peng // Wear.-1989.-129-№2.-P. 195-203.

84. Переверзев, B.M. Влияние карбидов на стойкость цементованных слоев к изнашиванию в кварцевом абразиве Текст./ В.М. Переверзев, В.И. Колмыков, В.А. Воротников // Металловедение и термическая обработка металлов,- 1990-№4.-с.45-47.

85. Когаев,В.П. Прочность и износостойкость деталей машин Текст./ В.П. Кога- ев, Ю.Н. Дроздов.-М.: Высшая школа, 1991.-320 с.

86. Колмыков, В.И. Влияние карбидов на структуру и твердость цементованных слоев Текст./ В.И. Колмыков, В.М. Переверзев и др. // Сб. Материалы и упрочняющие технологии-92.-Курск: КГТУ, 1992.-С.41-42.

87. Колмыков, В.И. Механические аспекты прочности металлических композитов с твердыми частицами в пластичной матрице Текст./ В.И. Колмыков, В.М. Переверзев, A.A. Барабаш и др. // Сб. Материалы и упрочняющие технологии 2001.-Курск: КГТУ, 2001.- с. 44-51.

88. Колмыков, В.И. Износостойкость цианированных слоев, упрочненных карбо- нитридами Текст./ В.И. Колмыков, Д.В. Воскобойников, В.Н. Добринов // Сб. Материалы и упрочняющие технологии-2006.-Курск: КГТУ, 2006.-е. 121-127.

89. Гольдпггейн, М.М. Механические свойства грунтов Текст./ М.М. Гольд-пггейн.-М.: Стройиздат, 1973.-376 с.

90. Pakrasi, S. NYOX- ein modifiziertes Nitrocarburierverfahren mit anscluebenden Oxidation Ein Text./ S. Parkasi // Harter Techn. Mitt.-1988.1. A.43-№6.-S.365- 372.

91. Zerker, R. Kombiniertes Nitrocarburieren. Widerstands Harten Bzw.-verguten des Stanles 50 Cr V4. Teil 2: Veränderungen ausgewählter Eigenshaften beim Kom- binierten Nitrocarburieren EinText./ R. ZerKer. // Hater- Techn. Mitt.-1988.-№3.-S.176-184.

92. Taylor, Y.L. metallurgy and measure vent of case hardening depth. An introduction to case - hardening processes Text./ / Y.L. Taylor // Brit. Y. Non - Destruct. Test.-1976.- Vol. 18.-№2.-P.40-43

93. Исхаков, C.C. Влияние химико-термической обработки на работоспособность роликовых цепей ПРД 38-3000 Текст./ С.С. Исхаков, В.Б. Фридман,

94. B.Д. Воробьева и др.// Металловдение и термическая обработка металлов- 1975.-№12.-с.30-33.

95. Sanderson, L. Gas carbonitriding of wear resistance Text./ L. Sanderson // Tooling.-1975 .-Vol.29-№ 10.-P. 13-15.

96. Тарасов, A.H. Нитроцементация пггампового инструмента из стали SXHM в процессе нагрева под закалку Текст./ А.Н. Тарасов // Металловедение и термическая обработка металлов.-1974. -№9.-с.69-70.

97. Скотников, С.А. О механизме процесса нитроцементации Текст./ С.А. Скотников, Д.З. Рябова, O.A. Банных // Металловедение и термическая обработка металлов.-1974.-№3 .-с.42-44.

98. Плеханов, В.Г. Структура и свойства порошковой стали после спекания с использованием индукционного нагрева и нитроцементации Текст./ В.Г. Плеханов, Т.Е. Брылова // Металловдение и термическая обработка металлов.- 1991 .-№3 .-с.42-44.

99. Кошелев, А.Т. Интесификация процесса карбонитрирования с помощью постоянного электрического тока Текст./ А.Т. Кошелев // Металловедение и термическая обработка металлов.-1990.-№12.-с.20-24.

100. Козловский, И. Критерии оценки качества и основы рационального выбора цементуемых и нитроцементуемых сталей Текст./ И.С. Козловский, В.А. оло- вянишников, В.М. Зинченко// Металловедение и термическая обработка металлов- 1981 .-№3 .-с.2-4.

101. Барам, И.Н. Кинетика процессов химико-термической обработка металлов и сплавов Текст./ И.Н. Барам, Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган // Металловедение и термическая обработка металлов.-1979.-№2.-с.42-44.

102. Оловянишников, В.А. Термокинетические диаграммы распада аустенита в нитроцементованном слое сталей 25ХГМ и 25ХГТ Текст./ В.А. Оловянишников, И.С. Козловский// Металловедение и термическая обработка металлов,- 1975.-№8.-с.14-16.

103. Козловский, И.С. Повышение прочности зубчатых колес путем оптимили- зации технологического процесса нитроцементации Текст./

104. И.С. Козловский, JIM. Семенова, Г.Ф. Кузнецова и др. // Повышение качества зубчатых передач конструкционными и технологическими методами: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции.-М.: 1976.-е. 116-120.

105. Башнин, Ю.А. Термоциклическая нитроцементация шестерен Текст./ Ю.А. Башнин, JIM. Семенова, О.С. Буренкова // Металловедение и термическая обработка металлов,- 1984.-№4.-с. 14-16.

106. Шапочкин, В.И. Фазовый состав и механические свойства нитроцементованных слоев низколегированных сталей Текст./ В.И. Шапочкин, A.B. Пожарский, JIM. Семенова // Известия А СССР. Металлы.-1985.-№1.- с.154-158.

107. Башнин, Ю.А. Влияние ТЦО на механические свойства стали 20Х/Ю.А. Башнин, JI.A. Лисикая, Л.М. Семенова и др. // Металловедение и термическая обработка металлов.-1985.-№8.-с.28-30.

108. Семенова, Л.М. Возникновение троостита в закаленном нитроцементован- ном слое Текст./ Л.М. Семенова, М.Т. Сидельковский, А.Н. Минкевич // Известия вузов. Черная металлургия.-1969.-№9.-с. 129-132.

109. Семенова, Л.М. О природе «Темной составляющей» дефекта нитроцементации Текст./ Л.М. Семенова, М.Т. Сидельковский, А.Н. Минкевич // Известия вузов. Черная металлургия.-1972.-№6.-с.114-118.

110. Миркин, Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов Текст./ Л.И. Миркин.- М.: Физматгиз, 1961.-863 с.

111. Миркин, JI.И. Рентгеноструктурный контроль материалов Текст./ Л.И. Миркин.-М.: Машиностроение, 1981.-134 с.

112. Фридман, Я.Б. Механические свойства металлов Текст./ Я.Б. Фридман.-М.: Гос. изд-во оборонной пром., 1952.-555 с.

113. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ Текст./ И.В. Крагель- ский, М.И. Добычин, B.C. Камбалов.-М.: Машиностроение, 1977.-355 с.

114. Тихомиров, В.Б. Планирование и анализ эксперимента Текст./ В.Б. Ти-хомир.-М.: Легкая индустрия, 1974.-283 с.

115. Кассандрова, О.Н. Обработка результатов наблюдений Текст./ О.Н. Кас- сандрова.-М.: Наука, 1970.-104 с.

116. Минкевич, А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов Текст./ А.Н. Минкевич.- М.: Мишиностроение, 1970.-232 с.

117. Райцесс, В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах Текст./ В.Б. Райцесс.-М.: Машиностроение, 1965.192 с.

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