автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка и использование новых антифрикционных чугунов для изготовления поршневых колец дизельных молотов

На правах рукописи

Тарасов Алексей Афанасьевич

Разработка и использование новых антифрикционных чугунов для изготовления поршневых колец дизельных

молотов

Специальность 05.02.01 -Материаловедение (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Брянск - 2004

Работа выполнена в Брянской государственной инженерно-технологической академии на кафедре «Технология конструкционных материалов и ремонт машин»

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Сильман Григорий Ильич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кульбозский Иван Кузьмич

кандидат технических наук, доцент Грядунов Сергей Семенович

Ведущее предприятие -

ОАО «Клинцовский завод поршневых колец» (г.Клинцы Брянской обл.)

во

Защита состоится «.20» гЛАОЛ, 2004 г. в /У"

часов на заседании

диссертационного совета Д 212.019.02 Брянской инженерноЛтехнологической академии по адресу:241037, г.Брянск, пр-т Станке Димитрова, 3, БГИТА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан апреля 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Симонов С. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Многие современные двигатели внутреннего сгорания подвергаются большим динамическим нагрузкам, поэтому детали цилиндро-поршневой группы (поршневые кольца) ДВС работают в очень тяжелых условиях при неблагоприятном температурном режиме, высоких скоростях скольжения и высоком давлении на стенку цилиндра, а так же при недостаточной смазке или ее полном отсутствии. Актуальной задачей является увеличение срока службы цилиндро-поршневой группы за счет обеспечения более высоких механических, триботехнических и тепловых свойств материала поршневых колец. Поршневые кольца трубчатых дизель-молотов функционально идентичны поршневым кольца двигателей внутреннего сгорания. Применяемые в настоящее время материалы для изготовления поршневых колец (серый специальный и комплексно-легированный чугуны), не отвечают в полной мере жестким условиям, в которых им приходится работать. Наиболее близкий комплекс механических и триботехнических свойств, необходимых для материала поршневых колец, наблюдается у новых антифрикционных высокопрочных чугунов, разработанных в настоящее время и отличающихся от стандартных. Представляется целесообразным произвести оптимизацию их химического, фазового состава и структуры применительно к поршневым кольцам дизель-молотов, а так же разработать рациональные технологические процессы получения чугунов и изготовления из них поршневых колец

Цель работы. Разработка антифрикционных чугунов, отличающихся высокими механическими и триботехническими свойствами, предназначаемых для изготовления литых деталей цилиндро-поршневой группы (поршневых колец) дизель-молотов и технологических процессов их изготовления.

Автор защищает:

- результаты термодинамического анализа и теоретической оценки рациональных химического и фазового составов чугунов;

- рассчитанные и построенные фрагменты диаграммы состояния сплавов Fe-C-Cu;

- результаты исследования структуры, механических и триботехнических свойств антифрикционных чугунов;

- разработанные составы антифрикционных чугунов и технологические процессы их выплавки и получения из них поршневых колец для дизель-молотов;

- результаты испытаний колец и использования новых чугунов и технологических процессов в производстве.

Общая методика исследований. Методика проведения работы базируется на сочетании теоретических и экспериментальных методов исследований. Предварительные результаты получены на основе термодинамических расчетов и анализа построенных разрезов диаграммы Fe-C-Cu. Эти данные использованы при планировании экспериментальных исследований, проводимых с целью проверки результатов теоретического анализа определения , особенностей структуры и свойств чугунов и окончательной корректировки их химического состава.

Выплавку чугуна проводили в дуговой электропечи ДСП-1,5 с кислой футеровкой в условиях литейного цеха Центрального завода железнодорожной техники (г. Брянск) и в индукционной тигельной печи ИСТ-0.06 с основной футеровкой в лаборатории кафедры ТКМ и РМ в БГИТА. Шихта составлялась из литейного чугуна, отходов углеродистой стали, чугунного возврата, ферросилиция, отходов электролитической меди. Модифицирование и легирование чугуна в заводских условиях проводили в коническом разливочном ковше емкостью 1,5 тонны модифицирующей смесью компонентов, содержащей лигатуру ЖКМК-М, силикобарий, олово, отходы меди, плавиковый шпат. Температура модифицируемого металла составляла 1420-1450еС. Температуру жидкого металла контролировали с помощью портативного прибора с вольфрам-рениевым термоэлектрическим преобразователем. В сырых песчано-глинистых формах отливали стандартные клиновидные пробы и маслоты для поршневых колец. Из клиновидных проб вырезали образцы для испытаний на растяжение, твердость, ударный изгиб. Образцы на износ изготавливались как из литых проб, так и из маслот.

Основным методом проведения химического анализа был фотоколориметрический. Упругость поршневых колец определяли на установке МИП-10-1. Испытания образцов на ударный изгиб проводили на маятниковом копре ИО 5003-0,3.

Общую микроструктуру чугунов исследовали с помощью оптических микроскопов МИМ-8М и «Неофот-2» при увеличении от 100 до 300 раз, структуру металлической матрицы определяли при увеличении 500 раз. Механические испытания проводили на стандартных разрывных и ударных образцах с целью определения предела прочности и предела текучести при растяжении и ударной вязкости.

Триботехнические испытания проводили на модернизированной машине трения МИ-1М и установке СМЦ-2 с парой трения диск-колодка (сталь 45 с твердостью HRC45, антифрикционные сплавы, включая чугун АЧВ-М). В процессе испытаний определяли величину износа и значения коэффициентов трения в различных условиях.

В работе были использованы стандартные методики определения основных характеристики поршневых колец: коробления торцевых поверхностей колец, контакта кольца с кольцевым калибром, упругих свойств кольца, предела прочности кольца при изгибе, а также твердости кольца. Для определения теплостойкости материала поршневые кольца на специальной оправке помещались в термическую электропечь ЛН-32 и выдерживались там при темпера-

туре 250" С в течении 5 часов. Затем проверяли упругость колец на установке МИП-10-1 с помощью гибкой ленты.

В основу методики испытания поршневых колец дизель-молотов на износостойкость была положена оценка изменения геометрических параметров поршневых колец в ходе их эксплуатации на дизель-молотах за определенный срок, позволяющий полученные результаты сопоставить с известными данными по износу поршневых колец из серого специального чугуна.

В работе проводилась статистическая обработка экспериментальных данных с определением характера зависимостей и оценкой корреляционного соотношения R2.

Научная новизна работы состоит в получении ряда новых теоретических, экспериментальных и практических результатов в области создания и использования сплавов с заранее заданными свойствами:

- установлено образование в медистых чугунах особой структуры с трехфазными эвтектоидными смесями и избыточной медистой фазой, эта структура обладает высокой кинетической устойчивостью и обеспечивает высокие механические и триботехнические свойства чугуна;

- установлено влияние комплексного легирования и модифицирования на структуру и свойства антифрикциокных чугунов;

- разработан состав новых антифрикционных чугунов, защищенный патентом на изобретение;

- разработан способ модифицирующей обработки чугуна, обеспечивающий эффекты сфероидизации графита, наиболее полной графитизации чугуна и перлитизации его структуры; способ защищен патентом на изобретение;

- выявлено наличие корреляционных связей между свойствами чугунов и условиями их эксплуатации; установлены предельные условия работы чугунов в узлах трения.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- разработаны конкретные составы чугунов, предназначаемых для изготовления поршневых колец дизель-молотов;

- разработаны упрощенные и более экономичные режимы термической обработки колец;

- применительно к новым сплавам откорректированы технологические процессы механической обработки колец, обеспечивающие высокое качество поверхности;

- новые чугуны и технологические процессы внедрены в производство на Центральном заводе железнодорожной техники (г.Брянск);

- экономический эффект от использования поршневых колец из нового антифрикционного высокопрочного чугуна взамен серого специального только по одному типоразмеру колец составил 462500 рублей в год.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на региональных научно-технических конференциях «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, 1999,2000,2001,2002), на международной научно-технической конференции «Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века» (Брянск, 2000), 4-ой международной научно-технической конференции «Качество машин» (Брянск, 2001).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 работ и получены 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 111 наименований и приложения; она содержит 142 страницы текста, 35 рисунков и 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Анализ литературных данных проводился по вопросам, связанным с влиянием различных факторов на структуру, триботехнические и механические свойства материалов, используемых для изготовления поршневых колец. Особое внимание уделялось антифрикционным высокопрочным , серым специальным и комплексно-легированным чугунам, а также другим материалам используемым при производстве поршневых колец. Наиболее полно результаты исследований в этой области были представлены в работах В.П. Молдаванова, Г.И. Сильмана, А.А. Жукова, О.Н. Крючкова, Н.И. Клочне-ва, Асташкевича Б.М.

Изучение состояния вопроса показало, что цилиндро-поршневая группа дизель-молота работает в условиях недостаточной смазки или её отсутствия при неблагоприятном температурном режиме (температура поршня в зоне поршневых колец достигает 250 -К300 °С), относительно высоких скоростях скольжения (до 10 м/с) и высоком, давлении на стенку цилиндра (до 15 МПа). В таких тяжелых условиях к материалам деталей цилиндро-поршневой группы предъявляются повышенные требования.

При совместной работе с цилиндром и поршнем поршневое кольцо как деталь, замена которой легче и экономичнее, чем замена поршня и цилиндра, изнашивается быстрее. Однако для надежного уплотнения камеры сгорания, равномерного распределения смазки между частями цилиндро-поршневой группы и отвода части тепла от поршня к охлаждаемой стенке цилиндра дизель-молота, материал поршневых колец должен обладать высокими механическими и триботехническими свойствами, быть достаточно теплостойким и теплопроводным.

Из всех приведенных в литературном обзоре материалов, используемых при изготовлении поршневых колец, для жестких условий работы более всего подходит антифрикционный высокопрочный чугун.

Значительное влияние на качество поршневых колец, особенно на их износостойкость и упругость, оказывает структура металлической основы чугуна (которая должна иметь перлитное строение), а также количество, форма и характер распределения графитных включении. Для высокой конструктивной прочности желательно получение графита правильной шаровидной формы, включения его при этом должны быть по возможности мелкими (диаметром от 25 до 90 мкм).

Значительную роль в повышении триботехнических свойств чугуна играет медь. Она не только влияет на степень перлитизации структуры чугуна и её упрочнение, но и, выделяясь в виде отдельной структурной составляющей, уменьшает износ и снижает коэффициент трения.

Исходя из анализа известных литературных данных, сформулированы цель и задачи исследования:

Целью исследования является разработка антифрикционного чугуна, с высокими механическими и триботехническими свойствами и технологических процессов его получения и изготовления из него поршневых колец.

В соответствии с указанной целью задачами работы являются:

- оптимизация фазового состава и структуры антифрикционных высокопрочных чугунов применительно к поршневым кольцам дизель-молота;

- разработка рационального химического состава антифрикционных высокопрочных чугунов для поршневых колец;

- определение механических и триботехнических свойств чугунов оптимизированного состава;

- разработка технологического процесса получения новых антифрикционных чугунов;

- разработка технологических процессов изготовления поршневых колец, включая получение отливок, их механическую и термическую обработку;

- оценка технико-экономической эффективности использования антифрикционных высокопрочных чугунов для серийного производства поршневых колец дизельных молотов.

РАСЧЕТ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЦИОНАЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ЧУГУНА

С использованием известной методики проведен расчет поршневых колец дизель-молота МСДТ-2500 с диаметром цилиндра 400 мм. Определены размеры кольца, зазор замка (для колец из чугуна АЧВ-М), деформация замка, напряжения изгиба при надевании кольца на поршень. Из расчета поршневых колец видно, что напряжение в кольцах значительно ниже прочностных характеристик чугуна АЧВ-М, что обеспечивает проведение всех необходимых

операций с кольцами без опасности их разрушения.

Проведена аналитическая отработка рационального химического состава чугуна. Повышение свойств чугуна обеспечено его рациональным легированием. Предложено комплексное легирование чугуна кремнием, медью, оловом, позволяющее стабильно получать в литом состоянии перлитный чугун без значительного отбела даже в тонкостенных отливках.

Проведен термодинамический анализ влияния меди на структурообра-зование в чугуне по методике Сильмана Г.И. Рассчитаны и построены изотермические разрезы диаграммы Ре-С-Си при 717, 726 и 900* С для стабильной и> метастабильной систем, рассчитано положение эвтектоидных тальвегов в обеих системах.

Поскольку в точке трехфазного эвтектоида сходятся три конодных треугольника, соответствующих двухфазным эвтектоидным смесям, расчет положения области нонвариантного четырехфазного равновесия можно провести путем анализа перемещения по тальвегам каждого из треугольников. В соответствии с методикой расчеты проведены по следующим уравнениям:

Здесь - температурное смещение вершины эвтектоидного

конодного треугольника по тальвегу; N ,* и ЛГ * - соответственно содержания легирующего элемента /' и углерода в эвтектоиде (или эвтектоидном ау-стените) при температурном смещении Д Т ; N ° - содержание углерода в нелегированном эвтектоиде; ¡}, И Р г - коэффициенты влияния легирующего элемента на термодинамическую активность углерода в двухфазных областях, стыкующихся в вершине рассматриваемого конодного треугольника (например, при рассмотрении эвтектоидного треугольника А+Ф+Ц - в областях А+Ф и Ц+А соответственно); Nс и N е - содержания углерода в высоко- и низкоуглеродистых фазах в тех же двухфазных областях; К! и К2- коэффициенты распределения легирующего элемента между указанными выше фазами;

параметры взаимодействия соответствующих компонентов в эвтектоидном аустените. Принятые значения параметров взаимодействия, составляют: Содержания элементов, обозначаемые как

и М, приведены в атомных долях.

В результате расчетов определены температуры четырехфазных эвтек-тоидных равновесий: 717" С для равновесия А«-Ф+Ц+МФ в метастабильной системе; 726* С для равновесия А«-Ф+Г+МФ в стабильной системе. Соответствующие разрезы диаграммы Бе-С-Си, а также разрез при 900* С и часть горизонтальной проекции диаграммы с положением эвтектоидных тальвегов в стабильной и метастабильной системах приведены на рис1. Здесь приняты следующие обозначения: А - аустенит, Ф - феррит, Ц - цементит, Г - графит, МФ - медистая фаза.

Рис.1 Рассчитанные фрагменты диаграммы Fe-C-Cu:

а) - изотермический разрез метастабильной диаграммы при 717* С;

б) - изотермический разрез метастабильной диаграммы при 726* С;

в) - часть изотермического разреза диаграммы при 900* С;

г) - часть горизонтальной проекции диаграммы с положением эвтектоидных тальвегов в стабильной и метастабильной системах.

Рассчитанные температуры эвтектоидных равновесий хорошо соответ-

ствуют приведенным в литературе данным, отличаясь от них лишь на несколько градусов. Более значительным является различие в химическом составе фаз и эвтектоидных смесей. Так, например, расчитаный химический состав медистого перлита составляет, мае. %: 0,83 С и 1,1 Си (вместо 0,68 С и 0,9 Си по литературным данным). В результате расчетов устранена имеющаяся в литературных данных нестыковка диаграмм Бе-С-Си и Бе-С.

Медистая фаза содержится также и в эвтектоиде с графитом при следующем фазовом составе эвтектоида (по массе): 98,7% Ф, по 0,65% Г и МФ. По-видимому, графит и медистая фаза, выделяющиеся при эвтектоидном распаде аустенита, располагаются совместно, наслаиваясь на имеющиеся в структуре чугуна эвтектические включения графита.

На рис.1,в приведена часть рассчитанного изотермического разреза диаграммы Бе-С-Си при 900 С для содержания меди до 5%. На этом разрезе совмещены фазовые области в стабильной и метастабильной системах. Области диаграммы, ограниченные пунктирными линиями, и буквенные обозначения этих областей, приведенные в скобках, относятся к стабильной системе с графитом. Заштрихованный участок характеризует изменение количества медистой фазы при графитизации чугуна.

На рис.1,г показано положение тальвегов двухфазных эвтектоидов (Ф+Ц, Ф+МФ и Ц+МФ - в метастабильной системе, Ф+Г, Ф+МФ и Г+МФ - в стабильной системе). Видно, что тальвег Ф+МФ является общим для обеих систем. Точка пересечения всех трех тальвегов в каждой системе характеризует состав соответствующего трехфазного эвтектоида.

В медистых чутунах и сталях образуются трехфазные эвтектоидные смеси, в частности медистый перлит. В таком перлите пластины цементита и прослойки феррита разделены очень тонкой пленкой медистой фазы, которая обладает низкой диффузионной проницаемостью для атомов углерода и поэтому обеспечивает высокую кинетическую стабилизацию перлита. Фазовый состав чугуна (в частности, по содержанию медистой фазы) зависит как от его химического состава, так и от структурного состояния (например, от степени отбела). С использованием построенных разрезов и проекций диаграммы Бе-С-Си значительно облегчается выбор рациональных составов антифрикционных медистых чугунов.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НОВЫХ АНТИФРИКЦИОННЫХ ЧУГУНОВ.

Из всех приведенных в литературном обзоре материалов, используемых при изготовлении поршневых колец ДВС, для жестких условий работы более всего подходит антифрикционный высокопрочный чугун.

Предложен химический состав нового антифрикционного высокопрочного чугуна, отличающийся от стандартных антифрикционных высокопрочных чугунов повышенным содержанием меди и микролегированием оловом и барием. Предложенный химический состав чугуна защищен патентом на изобретение. Этот состав обеспечивает как более стабильные и высокие свойства

чугуна в отливках, так и более высокую технологичность при его выплавке, модифицировании и процессах термической и механической обработки.

Механические и триботехнические свойства антифрикционных чугунов определяются их фазовым составом и структурой. Проведенные исследования показали, что в структуре разработанного чугуна (в заводских технических условиях представленного под маркой АЧВ-М2) графитные включения имеют правильную шаровидную форму с размером от ШГд45 до ШГд 90 (по ГОСТ 3443-89); в литом состоянии матрица чугуна в основном перлитная, но в массивных отливках возможно появления до 20% феррита, а в тонкостенных отливках - до 10% цементита. Поэтому для выравнивания микроструктуры чугуна в отливках разного сечения и стабилизации сорбито-перлитной структуры матрицы рекомендовано проводить термическую обработку отливок в виде кратковременного графитизирующего отжига и нормализации.

Механические свойства чугунов определяли на стандартных образцах. Образцы для механических испытаний подвергали термической обработке, аналогичной термической обработке, проводимой на поршневых кольцах (термоулучшению и нормализации).

В результате испытаний установлено, что наиболее высокими механическими свойствами обладает чугун АЧВ-М2 (как в стандартных образцах, так и в образцах, вырезанных из литых заготовок для колец). Существенное повышение свойств обеспечивается термической обработкой (термоулучшением или нормализацией). В нормализованном состоянии чугун имеет следующие

свойства: твердость

НВ 409-416 (что несколько выше, чем после термоулучшения).

Проведены сравнительные триботехнические испытания различных антифрикционных чугунов (включая и чугун АЧВ-М2) и бронзы ОЦС 5-5-5. Установлено влияние параметров нагружения (удельной нагрузки Р и мощности нагружения PV, где V - скорость скольжения) на величину износа и коэффициент трения при испытании без дополнительной смазки. Получены следующие статистические зависимости величины износа для нескольких исследованных чугунов в литом состоянии и для бронзы:

ИССЧ = 29,2 (РУ) +5,44 (РУ)2; ИАЧВ-М2 = 15,ЦРУ);

ИАЧС-3 = 43,8 (РУ)+11,2 ( РУ)2; ИАЧС-М2= 22,6 (РУ);

ИАЧС-М1 = 31,1 (РУ); ИАЧВ-М1 = 25,8 (РУ);

Здесь приняты следующие обозначения: И - величина износа, мг, нижний индекс при И характеризует вид или марку сплава (ССЧ - серый специальный чугун, АЧС-М1 и АЧВ-М1 - антифрикционные чугуны по ранее разработанным патентам, Бр. - бронза).

Во всех случаях статистической обработки корреляционное соотношение превышало Я2 = 0,99.

Приведенные данные характеризуют работоспособность чугунов в литом состоянии. Поскольку поршневые кольца подвергаются термической обработке, приведена также оценка влияния упрочняющей обработки на величину износа и предельные условия работы антифрикционных чугунов. Предель-

ные условия работы определены параметром (РУ)*, при котором износ достигает критических значений.

Влияние мощности нагружения и термической обработки на величину износа показано на рис 2, а предельные условия работы приведены в табл.1 Видно, что наименьший износ наблюдается у термообработанных чугунов АЧВ-М. По предельным условиям работы эти чугуны (т.е. АЧВ-М1и АЧВ-М2) также предпочтительнее других сплавов, в том числе и стандартных антифрикционных высокопрочных чугунов.

1200-

Величина РУ, МГТа м/с

Рис. 2 Влияние мощности нагружения РУ на величину износа чугунной колодки в процессе трения без дополнительной смазки на машине СМЦ-2: 1-чугун АЧВ-М 1 в литом состоянии, 2 - АЧВ-М 1 в нормализованном состоянии, 3 - АЧВ-М 1 в термоулучшенном состоянии, 4 - АЧС-М1 в литом состоянии, 5-чугун АЧС-3 в литом состоянии;

Таблица 1

Предельные условия работы чугунов

Сплав Состоя Твердость Примечание

ние НВ МПам/с

АЧС-3 Литое 179-187 5 Чугун - эталон

АЧС-М1 201-212 17 На уровне чугунов АЧВ-1

и АЧС-5

АЧВ-М 1 217-229 23 Выше, чем у чугунов АЧВ-1

и АЧС-5

АЧВ-М 1 Нор- 229-235 -50 Значительно выше, чем в

мапиз. литом состоянии и

Улуч- 229-235 -50 примерно одинаково для

шен- обоих термообработанных

ное состояний

Коэффициент трения / при заданной нагрузке был наименьшим у нормализованных образцов (рис.3), причем наименьшее значение коэффициента трения было отмечено при наибольшей нагрузке в условиях трения со смазкой.

Рис.3 Влияние удельной нагрузки на коэффициент трения (без смазки) чугуна АЧВ-М и бронзы по термообработанной стали: 1 - чугун в литом состоянии, 2 - чугун в нормализованном состоянии, 3 - чугун в термоулучшенном состоянии, 4 - бронза ОЦС 5-5-5

Данные результаты подтверждают эффект Крагельского у антифрикционных чугунов, согласно которому с увеличением нагрузки на образец из антифрикционного сплава значение коэффициента трения для него уменьшается. Характерно, что для термообработанного чугуна АЧВ-М при повышенных нагрузках коэффициент трения ниже, чем для бронзы. При работе на режимах, не вызывающих катастрофического износа, четко проявляется эффект Крагель-ского. Характерно это как для чугуна, так и для бронзы. Однако существенное снижение коэффициента трения происходит лишь до значений около 0,2. При. дальнейшем увеличении нагрузки значение коэффициента трения стабилизируется вплоть до наступления интенсивного износа.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ.

Получение заготовок для поршневых колец двигателей внутреннего сгорания осуществляется двумя основными способами: из маслот и из индивидуальных заготовок.

Основным способом получения отливок на Центральном заводе железнодорожной техники является маслотной способ. Маслоты для поршневых

колец получают литьём в сырые песчано-глинистые формы, затем из маслот вырезают отдельные кольца.

Маслоты отливали из чугунов АЧВ-М2 и ССЧ. Химический состав данных чугунов после выплавки в электропечи ДСП-1,5 (до обработки в ковше) соответствовал марке серого чугуна СЧ 20 (исключение составляло более жесткое требование по минимизации содержаний марганца и серы в ВЧШГ).

Модифицирование и легирование чугуна проводили в открытом коническом разливочном ковше. Процесс модифицирования обычно сопровождается значительным пироэффектом и невысокой степенью усвоения магния. В связи с этим был разработан технологический процесс модифицирования, позволяющий уменьшить пироэффект при модифицировании, повысить степень усвоения магния, обеспечить возможность использования выплавляемого чугуна с повышенным содержанием серы и улучшить структуру чугуна в отливках. Технический результат — повышение стабильности процесса модифицирования и стабилизация твердости чугуна в отливках. Новый технологический процесс защищен патентом на изобретение.

Термическая обработка заготовок для поршневых колец является важной составляющей технологического процесса их изготовления. При изготовлении поршневых колец применяются следующие виды термической обработки: высокотемпературный графитизирующий отжиг, термоулучшение (закалка с последующим высокотемпературным отпуском), нормализация, искусственное старение и термофиксация.

С целью совершенствования существующего технологического процесса термообработки было предложено изменить термоулучшение поршневых колец на - нормализацию. Нормализацию колец из нового антифрикционного чугуна проводили при температуре 860 - 870°С с выдержкой в термопечи 50 минут и последующем охлаждении на воздухе. Твердость нормализованных колец составляла НВ 223 - 262 (ИЯВ 99 - 105). Применение нормализации колец взамен термоулучшения позволило получить наиболее благоприятную структуру чугуна - пластинчатый сорбит, а также снизить энерго и трудозатраты при термообработке. Использование нового антифрикционного чугуна дало возможность изменить режимы термофиксации и тем самым снизить напряжения в кольцах при работе дизель-молота.

Изменение материала поршневых колец для дизельных молотов на более совершенный повлекло за собой изменения в существующем технологическом процессе изготовления поршневых колец. Были изменены режимы токарной обработки (глубины резания, подачи, скорости резания), как для самих колец, так и для маслот. Данные изменения связаны с отличием в обрабатываемости резанием нового антифрикционного чугуна и серого специального чугуна.

С переходом на новый материал поршневых колец удалось значительно сократить зазор в замке колец за счет того, что упругие свойства антифрикционного высокопрочного чугуна гораздо выше, чем у серого специального чугуна. Совершенствование технологического процесса по изготовлению поршневых колец с применением нового антифрикционного чугуна позволило сни-

зить процент брака на механических операциях по их изготовлению с 20-25% до 3-5%.

Первая опытная партия поршневых колец из нового антифрикционного чугуна была установлена на дизель-молоты МСДТ-1800, которые проходили длительные испытания..Трубчатые дизельные молота МСДТ-1800 проработали при з'абивке железобетонных свай 700 часов. Демонтаж поршневых колец с молотов МСДТ-1800 производили в заводских условиях с помощью специальных съемников заводской конструкции, позволяющих снимать поршневые кольца с поршня и шабота дизель-молота с наименьшим искажением их геометрической формы ввиду возникающей при съеме деформации растяжения.

Данные по результатам замеров упругих свойств поршневых колец отражены в таблице 2, также в данную таблицу занесены аналогичные данные по поршневым кольцам такого же типоразмера из серого специального чугуна, проработавшим соответственно 200 и 300 часов.

Износ поршневых колец проверяли путем замера их массы и сравнения ее с исходной массой поршневого кольца.

Таблица 2

Результаты исследования упругости и износостойкости колец.

Наибольший износ как на поршне, так и на шаботе наблюдался у поршневых колец, расположенных ближе всего к торообразной камере сгорания дизель-молота (то есть у первых поршневых колец).

Характер износа поршневых колец поршня и шабота по радиальной толщине (по увеличению зазора в стыке) из серого специального чугуна и антифрикционного чугуна АЧВ-М2 показан с на рис.4 в виде диаграммы износа колец.

Рис.4 Характер износа поршневых колец поршня и шабота дизель-молота по радиальной толщине

Длительная эксплуатация поршневых колец из нового антифрикционного чугуна на дизельных молотах показала их неоспоримое преимущество в сравнении с поршневыми кольцами из серого специального чугуна. Поршневые кольца из чугуна АЧВ-М2 практически не ломались, что позволило значительно увеличить ресурс работы дизель-молотов.

В заводских условиях было произведено исследование теплостойкости поршневых колец из серого специального чугуна и антифрикционного чугуна АЧВ-М2. Теплостойкость является важной характеристикой материала поршневых колец: хорошая теплостойкость обеспечивает длительное сохранение ими упругих и прочностных свойств, в тоже время при низкой теплостойкости материала возможно изменение формы поршневого кольца, что приведет к

появлению радиальных зазоров.

89 О 50 100 150 200250 ПС

Рис.5 Изменение упругости поршневых колец из различных чугунов при нагреве в течении 5 часов

Теплостойкость поршневых колец из чугуна АЧВ-М2 оказалась гораздо выше теплостойкости колец изготовленных из серого специального чугуна (ССЧ).Потеря упругости поршневых колец из ССЧ при нагреве до 250°С за 5ч. составила 4 - 6 %, а для поршневых колец из АЧВ -М2 всего 0,5-0,8 % (рис.5).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Освоена и использована методика термодинамического анализа с расчётом и построением разрезов диаграммы состояния тройной системы. Проведен анализ влияния меди на структурообразование в чугуне, рассчитаны и построены разрезы диаграммы Ре-С-Сц при 717, 726 и 900* С для стабильной и метастабильной систем, рассчитано положение эвтектоидных тальвегов в обеих системах.

2. В медистых сталях и чугунах образуются трехфазные эвтектоидные смеси, в частности, медистый перлит. В таком перлите пластины цементита и прослойки феррита разделены очень тонкой пленкой медистой фазы, которая обладает низкой диффузионной проницаемостью для атомов углерода и поэтому обеспечивает высокую кинетическую стабилизацию перлита.

3. Установлены рациональные фазовый состав и структура антифрикционного чугуна, включающие медистый перлит, шаровидный графит и не менее 1% медистой фазы. Это позволило разработать химические составы новых высокопрочных антифрикционных чугунов, отличающихся высокой устойчивостью перлитной структуры в отливках сечением от 10 до 80 мм, которые предлагаются к использованию для изготовления деталей, работающих в тя-

желонагруженных узлах трения, в частности, для поршневых колец дизельных молотов.

4. Разработанные антифрикционные чугуны обладают высокими механическими и триботехническими свойствами. Установлены статистические зависимости величины износа и коэффициента трения нескольких видов чугунов и бронзы от удельной нагрузки и мощности нагружения. Выявлены предельные условия нормальной работы этих сплавов в узлах трения и установлено, что при оптимальных химических составах разработанные чугуны отличаются от известных чугунов и бронзы значительно более высокой работоспособностью.

5. Работоспособность чугунов в узлах трения может быть существенно повышена с помощью термической обработки, причем для разработанных чугу-нов целесообразно проведение сравнительно простой обработки — нормализации (взамен обычно применяемого термического улучшения). При работе на режимах, не вызывающих катастрофического износа, у исследуемых чугунов проявляется эффект Крагельского, согласно которому с увеличением нагрузки снижается значение коэффициента трения.

6. Разработаны технологические процессы получения новых антифрикционных чугунов с шаровидным графитом и технология получения отливок для поршневых колец дизельных молотов. Предложенный технологический процесс получения чугуна, в сравнении с уже известными, обеспечивает более стабильные результаты при пониженном пироэффекте, более высокой степени усвоения магния и степени сфероидизации графита, а также более качественные и стабильные характеристики структуры чугуна в отливках.

7. В связи с изменением материала поршневых колец внесены изменения и в технологические процессы термической и механической обработки колец. За счет использования нормализации взамен термоулучшения получена наиболее благоприятная структура чугуна - пластинчатый сорбит, снижены энерго и трудозатраты при термообработке. Изменены режимы термофиксации, что позволило уменьшить зазор замка в свободном состоянии кольца и снизить напряжения в кольцах при работе дизель-молота. Откорректированы режимы токарной, фрезерной и шлифовальной обработки с существенным улучшением качества поверхности колец.

8. Технико-экономическая эффективность перехода на новые материал и технологические процессы заключается в значительном уменьшении разрушения колец при их механической обработке и посадке на поршень и шабот дизель-молота, в увеличении срока службы и надежности колец в эксплуатации. Экономический эффект от использования новых колец только одного типоразмера составляет 462500 рублей.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Сильман Г.И., Тарасов А.А. Применение новых антифрикционных чугунов для изготовления поршневых колец // Вклад учёных и специалистов в национальную экономику. Сб. материалов научно-технической конференции. Т.1. - Брянск: Изд-во БГИТА, 1999. - С. 39-41.

2. Сильман Г.И., Тарасов А.А. Изготовление и применение поршневых колец из высокопрочного чугуна // Вклад учёных и специалистов в национальную

экономику. Сб. материалов научно-технической конференции. Г.2. -Брянск: Изд-во БГИТА, 2000. - CS-9:

3. Сильман Г.И., Камынин В.В., Тарасов А.А. Оценка рациональных составов и структуры антифрикционных чугунов // Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века: Сборник информационных материалов международной научно-технпч. конференции. Часть 2. - Брянск: БГИТА, 2000. - С. 100-102.

4. Тарасов А.А., Сильман Г.И. Особенности поршневых колец, изготовленных из антифрикционного высокопрочного чугуна АЧВ-М // Качество машин: Сборник трудов 4 международной научно-технической конференции. Т.1. - Брянск: Изд-во БГТУ, 2001. - С. 87-89.

5. Сильман Г.И., Тарасов А.А. Выбор легирующих комплексов для повышения свойств высокопрочного чугуна // Вклад учёных и специалистов в национальную экономику. Сборник материалов научно-технической конференции. Т. 1. - Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. - С. 56-58.

6. Сильман Г.И., Тарасов А.А. Оценка рационального состава и структуры антифрикционных чугунов с использованием диаграммы Fe-C-Cu // Материаловедение и производство: Сборник научных трудов Вып. 2 / Под ред. Г. И. Снльмана. - Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. - С. 194-203.

7. Сильман Г.И., Камынин В.В., Тарасов А.А. Антифрикционные чугуны с повышенным содержанием меди // Металлургия в машиностроении, 2002. -№4-С.-17-22.

8. Сильман Т.И., Тарасов А.А., Харитоненко С.А. Оценка предельных условий работоспособности новых антифрикционных чугунов // Вклад учёных и специалистов в националыгую экономику. Сборник материалов научно-технической конференции. - Брянск: Изд-во БГИТА, 2002. - С. 115-117.

9. Способ получения чугуна с шаровидным графитом. Патент РФ на изобретение № 2199827 / Сильман ПИ., Лемешко В.И., Тарасов А.А., Серпик Л.Г., Криворотое Н.М. // Б.И., 2003 - №2

10. Антифрикционный чугун. Патент РФ на изобретение № 2212467 / Сильман Г.И:, Лемешко В.И., Тарасов А.А., Серпик Л.Г., Давыдов СВ., Новиков Д..В.,//Б.И.,2003.-№26

11. Сильман Г.И., Камынин В.В., Тарасов А.А. «Влияние меди на структуро-образование в чугуне // Металловедение и термическая обработка металлов, 2003.- №7 - С. 15-19;

12. Сильман Г.И., Камынин В.В., Ермаков А.Н., Тарасов А.А. Триботехниче-ские свойства антифрикционного чугуна АЧВ-М // Материаловедение и производство: Сборник научных трудов Вып.З / Под ред. Г. И. Сильмана. - Брянск: Изд-во БГИТА, 2003. - С. 195-201:

№-7206

Подписано к печати Формат 60x84 1/16

Печатных листов 1,1 Тираж 100 экз. Заказ_

Брянская государственная инженерно-технологическая академия, 241037, г.Брянск, пр.Станке Димитрова, 3

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса (литературный обзор) и задачи исследований.

1.1 Анализ условий работы поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

1.2 Особенности материалов, применяемых в узлах трения.

1.2.1. Требования, предъявляемые к узлам трения.

1.2.2. Требования, предъявляемые к материалам поршневых колец.

1.2.3. Обзор материалов, применяемых для производства поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

1.3. Основные факторы, влияющие на физико-механические и антифрикционные свойства поршневых колец.

1.3.1. Роль химического состава чугуна в обеспечении физико-механических и антифрикционных свойств поршневых колец.

1.3.2. Влияние структуры чугуна на механические и антифрикционные свойства поршневых колец.

Глава 2. Методика экспериментальных исследований.

2.1. Объём и характер работ.

2.2 Методы определения основных параметров поршневых колец.

2.2.1. Определение коробления поверхностей.

2.2.2. Определение контакта кольца с кольцевым калибром.

2.2.3. Определение упругих свойств кольца.

2.2.4. Определение предела прочности материала колец.

2.2.5. Определение предела прочности при изгибе материала колец.

2.2.6. Определение твердости.

2.2.7. Определение ударной вязкости материала колец.

2.2.8. Определение теплостойкости материала поршневых колец.

2.3. Испытания на изнашивание и определение коэффициента трения.

2.4. Проведение плавок, применяемые материалы, изготовление образцов.

2.5. Термическая обработка.

2.6. Химический анализ.

2.7. Металлографический анализ.

2.8. Статистическая обработка.

Глава 3. Расчет поршневых колец и теоретическая оценка рационального химического состава и работоспособности чугуна.

3.1. Расчет поршневых колец дизельных молотов с равномерным распределением давления на стенку цилиндра.

3.2. Обоснование выбора химического состава чугуна для поршневых колец дизельных молотов.

3.3. Влияние меди на структурообразование в чугуне.

Актуальность проблемы. Многие современные двигатели внутреннего сгорания подвергаются большим динамическим нагрузкам, поэтому детали цилиндро-поршневой группы (поршневые кольца) ДВС работают в очень тяжелых условиях при неблагоприятном температурном режиме, высоких скоростях скольжения и высоком давлении на стенку цилиндра, а так же при недостаточной смазке или ее полном отсутствии. Актуальной задачей является увеличение срока службы цилиндро-поршневой группы за счет обеспечения более высоких механических, триботехнических и тепловых свойств материала поршневых колец. Поршневые кольца трубчатых дизель-молотов функционально идентичны поршневым кольцам двигателей внутреннего сгорания. Применяемые в настоящее время материалы для изготовления поршневых колец (серый специальный и комплексно-легированный чугуны), не отвечают в полной мере жестким условиям, в которым им приходиться работать. Наиболее близкий комплекс механических и триботехнических свойств, необходимых для материала поршневых колец, наблюдается у новых антифрикционных высокопрочных чугунов, разработанных в настоящее время и отличающихся от стандартных. Представляется целесообразным произвести оптимизацию их химического, фазового состава и структуры применительно к поршневым кольцам дизель-молотов, а так же разработать рациональные технологические процессы получения чугунов и изготовления из них поршневых колец

Цель работы. Разработка антифрикционных чугунов, отличающихся высокими механическими и триботехническими свойствами, предназначаемых для изготовления литых деталей цилиндро-поршневой группы (поршневых колец) дизель-молотов и технологических процессов их изготовления.

Задачи исследования:

- оптимизация фазового состава и структуры антифрикционных высокопрочных чугунов применительно к поршневым кольцам дизель-молота;

- разработка рационального химического состава антифрикционных высокопрочных чугунов для поршневых колец;

- определение механических и триботехнических свойств, чугунов оптимизированного состава;

- разработка технологического процесса получения новых антифрикционных чугунов;

- разработка технологических процессов изготовления поршневых колец, включая получение отливок, их механическую и термическую обработку;

- оценка технико-экономической эффективности использования антифрикционных высокопрочных чугунов для серийного производства поршневых колец дизельных молотов.

Автор защищает:

- результаты термодинамического анализа и теоретической оценки рациональных химического и фазового составов чугунов;

- рассчитанные и построенные фрагменты диаграммы состояния сплавов Fe-C-Cu;

- результаты исследования структуры, механических и триботехнических свойств антифрикционных чугунов;

- разработанные составы антифрикционных чугунов и технологические процессы их выплавки и получения из них поршневых колец для дизель-молотов;

- результаты испытаний колец и использования новых чугунов и технологических процессов в производстве.

Научная новизна работы состоит в получении ряда новых теоретических, экспериментальных и практических результатов в области создания и использования сплавов с заранее заданными свойствами:

- установлено образование в медистых чугунах особой структуры с трехфазными эвтектоидными смесями и избыточной медистой фазой, эта структура обладает высокой кинетической устойчивостью и обеспечивает высокие механические и триботехнические свойства чугуна;

- установлено влияние комплексного легирования и модифицирования на структуру и свойства антифрикционных чугунов;

- разработан состав новых антифрикционных чугунов, защищенный патентом на изобретение;

- разработан способ модифицирующей обработки чугуна, обеспечивающий эффекты сфероидизации графита, наиболее полной графитизации чугуна и перлитизации его структуры; способ защищен патентом на изобретение;

- выявлено наличие корреляционных связей между свойствами чугунов и условиями их эксплуатации; установлены предельные условия работы чугунов в узлах трения.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- разработаны конкретные составы чугунов, предназначаемых для изготовления поршневых колец дизель-молотов;

- разработаны упрощенные и более экономичные режимы термической обработки колец;

- применительно к новым сплавам откорректированы технологические процессы механической обработки колец, обеспечивающие высокое качество обработки поверхности;

- новые чугуны и технологические процессы внедрены в производство на Центральном заводе железнодорожной техники (г.Брянск);

- экономический эффект от использования поршневых колец из нового антифрикционного высокопрочного чугуна взамен серого специального только по одному типоразмеру колец составил 462500 рублей в год.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на региональных научно-технических конференциях «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, 1999,2000,2001,2002), на международной научно-технической конференции «Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века» (Брянск, 2000), 4-ой международной научно-технической конференции «Качество машин» (Брянск 2001).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 работ и получены 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 111 наименований и приложения; она содержит 142 страницы текста, 35 рисунков и 16 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Освоена и использована методика термодинамического анализа с расчётом и построением разрезов диаграммы состояния тройной системы. Проведен анализ влияния меди на структурообразование в чугуне, рассчитаны и построены разрезы диаграммы Fe-C-Cu при 717, 726 и 900° С для стабильной и метастабильной систем, рассчитано положение эвтектоидных тальвегов в обеих системах.

2. В медистых сталях и чугунах образуются трехфазные эвтектоидные смеси, в частности, медистый перлит. В таком перлите пластины цементита и прослойки феррита разделены очень тонкой пленкой медистой фазы, которая обладает низкой диффузионной проницаемостью для атомов углерода и поэтому обеспечивает высокую кинетическую стабилизацию перлита.

3. Установлены рациональные фазовый состав и структура антифрикционного чугуна, включающие медистый перлит, шаровидный графит и не менее 1% медистой фазы. Это позволило разработать химические составы новых высокопрочных антифрикционных чугунов, отличающихся высокой устойчивостью перлитной структуры в отливках сечением от 10 до 80 мм, которые предлагаются к использованию для изготовления деталей, работающих в тяжелонагруженных узлах трения, в частности, для поршневых колец дизельных молотов.

4. Разработанные антифрикционные чугуны обладают высокими механическими и триботехническими свойствами. Установлены статистические зависимости величины износа и коэффициента трения нескольких видов чугунов и бронзы от удельной нагрузки и мощности нагружения. Выявлены предельные условия нормальной работы этих сплавов в узлах трения и установлено, что при оптимальных химических составах разработанные чугуны отличаются от известных чугунов и бронзы значительно более высокой работоспособностью.

5. Работоспособность чугунов в узлах трения может быть существенно повышена с помощью термической обработки, причем для разработанных чугунов целесообразно проведение сравнительно простой обработки -нормализации (взамен обычно применяемого термического улучшения). При работе на режимах, не вызывающих катастрофического износа, у исследуемых чугунов проявляется эффект Крагельского, согласно которому с увеличением нагрузки снижается значение коэффициента трения.

6. Разработаны технологические процессы получения новых антифрикционных чугунов с шаровидным графитом и технология получения отливок для поршневых колец дизельных молотов. Предложенный технологический процесс получения чугуна, в сравнении с уже известными, обеспечивает более стабильные результаты при пониженном пироэффекте, более высокой степени усвоения магния и степени сфероидизации графита, а также более качественные и стабильные характеристики структуры чугуна в отливках.

7.В связи с изменением материала поршневых колец внесены изменения и в технологические процессы термической и механической обработки колец. За счет использования нормализации взамен термоулучшения получена наиболее благоприятная структура чугуна - пластинчатый сорбит, снижены энерго и трудозатраты при термообработке. Изменены режимы термофиксации, что позволило уменьшить зазор замка в свободном состоянии кольца и снизить напряжения в кольцах при работе дизель-молота. Откорректированы режимы токарной, фрезерной и шлифовальной обработки с существенным улучшением качества поверхности колец.

8.Технико-экономическая эффективность перехода на новые материал и технологические процессы заключается в значительном уменьшении разрушения колец при их механической обработке и посадке на поршень и шабот дизель-молота, в увеличении срока службы и надежности колец в эксплуатации. Экономический эффект от использования новых колец только одного типоразмера составляет 462500 рублей.

1. Дъячков А.К. Трение, износ и смазка в машинах // М.: Изд-во АН СССР, 1958.- 158 с.

2. Энглиш К., Поршневые кольца. Теория изготовления, конструкция и расчет // Т.1. М.: Машгиз, 1962. - 583с.

3. Молдованов В.П. Поршневые кольца ДВС // М.: Россельхозиздат, 1985. -158с.

4. Дизели: Справочник.// Под общей ред. Ваншейдта В.А., Иванченко Н.Н., Коллерова JI.H. Д.: Машиностроение, 1977. - 479с.

5. Энглиш К., Поршневые кольца. Эксплуатация и испытания // Т.2. М.: Машгиз, 1963. - 367с.

6. Вязовикин В.Н., Кулагин К.П. Теоретические исследования изнашивания элементов цилиндро-поршневой группы трубчатого дизель-молота // Исследование ударных и вибрационных строительных и дорожных машин. Сб. ВНИИСТРОЙДОРМАШ М.: 1976. - 123с.

7. Молдованов В.П., Пикман А.Р., Авербух В.Х. Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания М.: Машиностроение, 1980.- 199с.

8. Величкин И.Н., Нискевич А.И., Зубиетова М.П. Ускоренные испытания дизельных двигателей на износостойкость.: Машиностроение, 1964. 182с.

9. Хрущов М.М. Повышение износостойкости деталей двигателей внутреннего сгорания // М.: Машиностроение 1972. - 176с.

10. Кюрегян С.Ю. Оценка износа двигателей внутреннего сгорания методом спектрального анализа // М.: Машиностроение, 1966. - 127с.

11. Крагельский И.В. Трение и износ // М.: Машгиз, 1962. 382с.

12. Крагельский И.В., Добрынин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ // М.: Машиностроение, 1977. - 525с.

13. Крагельский И.В., Щедров B.C. Развитие науки о трении//М: Изд-во А Н СССР 1956.-235с.

14. Крагельский И.В. Расчетные методы оценки трения и износа // Брянск: Приокское книжное изд-во, 1975.- 231с.

15. Баланин В.И. Сб. Дизелестроение 1924 1974. 50 лет ЦНИДИ // - JL: Машиностроение, 1974.-215с.

16. Брайтуэйт Е.Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия // М.: Изд-во Химия, 1967. 320с.

17. Braithwaite. Science news № 42,15 // Pbngnin books 1956.

18. Владиславлев B.C. Справочник металлиста Т.З. М.: Машгиз, 1959.-560 с.

19. Крагельский И.В. Некоторые задачи науки о трении // Проблемы трения и изнашивания. 1971. - Вып. 1 - С.152-162.

20. Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безъизностность // Учебник для ВТУЗов 4-е издание М.: МСХА 2000. - 616с.

21. Гаркунов Д.Н. Триботехника // М.: Машиностроение, 1985. - 424с.

22. Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин // М.: Машиностроение, 1988. - 224с.

23. Гаркунов Д.Н. Повышение износостойкости деталей машин // Москва -Киев: Машгиз, 1960. 163с.

24. Костецкий Б.И., Носовский И.Г., Караулов А.К. и др. Поверхностная прочность материалов при трении. Киев: Техшка, 1976. - 292с.

25. Костецкий Б.И., Носовский И.Г. Износостойкость и антифрикционность деталей машин. Киев: Техшка, 1965. - 206с.

26. Любарский И.М. Повышение износостойкости нагруженных шестерен // М.: Машиностроение, 1965. - 132с.

27. Любарский И.М. Об обратимости структурных превращений при трении // теория смазочного действия и новые материалы. // Сб. Теория смазочного действия и новые материалы. М.: Наука, 1965 С.237-241

28. Колесниченко Л.Ф. Изменение структуры поверхностного слоя металлов при трении в связи с действием смазочных сред // Теория смазочного действия и новые материалы. М.: Наука, 1965. С.52-56

29. Лихтман В.М., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов. // М: Изд-во А Н СССР 1962. -304с.

30. Косовский И.Г. Влияние газовой среды на износ металлов // Киев: Техшка, 1968.- 180с.

31. Палатик Л.С., Любарский И.М., Любченко А.П., Тананко И.А. О фазовом превращении цементированного слоя стали // Физика металлов и металловедение, 1955, №1 вып.З С 500-505.

32. Палатик Л.С., Любарский И.М., Бойко Б.Т. К вопросу о природе «белой зоны» // Физика металлов и металловедение, 1955, №7 ВыпЗ С473-474.

33. ФедорченкоИ.М., ПугинаЛ.Н. Композиционные спеченные антифрикционные материалы // Киев: Наукова думка, 1980 - 403с

34. Гриб В.В., Лазарев Г.Е. Лабораторные испытания материалов на трение и износ // М: Изд-во А Н СССР 1968. -132с.

35. Погребняк Г.Д., Кузина М.П. Термофиксация чугунных поршневых колец Металловедение и термическая обработка металлов. 1987,№6 С6-7.

36. Половинчук В.П. Износостойкие антифрикционные чугуны: Тезисы докл. Межд. Науч.-техн. Конф.- Винница, 1992. с. 10

37. Клочнев Н.И. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом // М.: Машгиз, 1963. - 212с.

38. Крючков О.Н. Влияние структуры чугуна с шаровидным графитом на свойства поршневых колец из высокопрочного чугуна // Литейное производство. 1975. №2 , С. 21-22.

39. Капеллюх В.В., Щукин К.В. Износостойкость поршневых колец из высокопрочного чугуна // Литейное производство. 1978. №12 , С. 18-19.

40. Суходольскакя Е.А. Новый материал для поршневых колец // Литейное производство. 1953. №2 , С.8-9.

41. Черепов А.А., Шалаевская В.Н., Лебедев И.А., Черепов В.Л. Повышение качества поршневых колец из комплексно- легированного высокопрочного чугуна // Литейное производство. 1991. №2 , С.14-15.

42. Черепов А.А., Хенкин В.Н., Бусилов Б.Н., Повышение качества чугуна для поршневых колец // Литейное производство. 1986. №2 , С. 10.

43. Li Guoan. Чугун для поршневых колец // Zhuzao = Foundry. 1991. №1, -С.16-19.

44. Curzytek М. Doswiadezenia and pierscienianei flokonymi z zeliwa modyfikowanego i sferoidalnego. Przeglad Odleunictwa №9, 1957.

45. Лернер Ю.С. Литейно-технологические и эксплуатационные свойства высокопрочного чугуна //, 1991 №2- С.4-5.

46. Басов М.И. Поршневые кольца из стальной ленты для автомобильных двигателей и технология их производства // М.: Машиностроение, 1962 -96с.

47. Мошков А.Д. Пористые антифрикционные материалы // М.: Машиностроение, 1968. - 207с.

48. Большин М.Ю. Порошковое металловедение // М.: Металлургиздат, 1948-247с.

49. Жданович Г.М. Некоторые вопросы теории прессования металлических порошков и их смесей // Минск: Изд-во БПИ, 1960 С.204.

50. Eisenkolb F. Der neuerer entwicklung der pulvermetallurgie // VEB Verlag Technik, Berlin, 1955.- 189c.

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

52. Сильман Г.И. Разработка методологии создания высокопрочных и износостойких сплавов с композиционной структурой // Повышение качества транспортных и дорожных машин. Межвузовский сборник научных трудов. Брянск, 1994. - С. 107-113.

53. Сильман Г.И., Тарасов А.А. Применение новых антифрикционных чугунов для изготовления поршневых колец // Вклад учёных и специалистов в национальную экономику. Сб. материалов научно-технической конференции. Т.1. Брянск: Изд-во БГИТА, 1999. - С. 39-41.

54. Сильман Г.И. Чугуны. Рекомендации по выбору вида и марки чугуна для литых деталей машин и оборудования: Учебное пособие. Брянск, 1999. -55с.

55. Жуков А.А., Снежной Р.Л., Зволинская В.В. Производство отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом // Обзор. М: ННИмаш 1980.-57с.

56. В lak J. Pxispevek k probemum kluznych vlastnosti porovitych ocelovych material Pore. Prask. met. VUPM, 1968, №2, / i sferoidalnego. Przeglad Odleunictwa s. 65-72.

57. Сильман Г.И. Синтез легированных Fe-C сплавов с композиционным упрочнением на основе геометрической термодинамики Докт. Дисс. -Брянск, 1987.-483с.

58. Жуков А.А. Геометрическая термодинамика сплавов железа. -М.Металлургия, 1979. 232с.

59. Жуков А.А., Эпштейн Л.З., Сильман Г.И. Микроструктура стали и чугуна и принцип Шарпи // Известия АН СССР. Металлы. 1971. - №2. - С.145-152.

60. Поздняк Н.З. Исследование процессов структурообразования при спекании железографитовых сплавов. Сообщение 4 // Порошковая металлургия. -1963. -№5-С.80-86.

61. Крючков О.Н. Чугун с шаровидным графитом для поршневых колец индивидуальной отливки // Литейное производство 1976.-№5- С.5.

62. Крючков О.Н. Исследование влияния состава чугуна с шаровидным графитом на некоторые свойства поршневых колец // НАМИ 1978 ЦНИИТМаш.

63. Доровских В.М., Петренко Л.Н., Корытный В.Е. и др. Получение заготовок поршневых колец из высокопрочного чугуна без термообработки // Литейное производство 1978.-№5- С.40.

64. Тарасов А.А., Сильман Г.И. Особенности поршневых колец, изготовленных из антифрикционного высокопрочного чугуна АЧВ-М // Качество машин: Сборник трудов Vй международной научно-технической конференции. Т.1. Брянск: Изд-во БГТУ, 2001. - С. 87-89.

65. Справочник по изготовлению отливок из высокопрочного чугуна. // Под ред. Горшкова А.А. Киев: Машгиз - 1961. - 300с.

66. Гурвич Я.А. Химический анализ // М.: Высшая школа 1985.-189с.

67. Степин В.В., Силаева Е.В., Курбатова В.И. и др. Анализ черных металлов, сплавов и марганцевых руд. М.: Металлургия 1975.

68. Годовская К.И., Рябинина JI.B., Новак Г.Ю. и др. // Технический анализ М.: Высшая школа 1979.-189с

69. Лендель Г., Гофман Дж., Брайт Г. Анализ черных металлов // Москва-Ленинград Изд-во Госхимтехиздат 1934.- 611с.

70. Гурвич Я.А. Справочник молодого аппаратчика-химика // М.: Химия -1991 -255с.

71. Сильман Г.И. Материаловедение. Лабораторный практикум // Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. 123с.

72. Жуков А.А. Теориям сплавов со сфероидальным графитом 50 лет. Но в них еще немало тайн // Литейное производство 1998.-№11- С.5-6.

73. Сильман Г.И., Тарасов А.А. Выбор легирующих комплексов для повышения свойств высокопрочного чугуна // Вклад учёных и специалистов в национальную экономику. Сборник материалов научно-технической конференции. Т. 1. Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. - С. 56-58.

74. Сильман Г.И., Тейх В.А., Сосновская Г.С. Медь в отливках из чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом // Литейное производство 1975.-№10- С.8-9

75. Медь в черных металлах // Под ред. И. Ле Мея и Л.М.-Д. Щетки: Пер. с англ./ Под ред. Банных О.А. М.: Металлургия 1988. - 312с.

76. Сильман Г.И. Антифрикционный чугун Патент РФ №2096515. Б.И.,1997 №32.

77. De Sy A. Giesserei, 1964/ 51- №2 - P. 25.

78. Delewijns J., Craenen J. Foundrie Beige, 1970-№2 - P. 33

79. Пугина JI.И. Исследование износостойких металлокерамических антифрикционных материалов на основе железа // Автореферат дисс. канд. техн. Наук Киев, 1961. 20с.

80. Матсин Э.А. Труды II Всесоюзной конференции по трению и износу. Т.З. - 1949.

81. Кубашевски О. Диаграммы состояния двойных систем на основе железа // Пер. с англ. М.: Металлургия 1985. - 184с.

82. Chang Y.A. et al. Phase Diagrams and Thermodynamic Properties of Copper-Metal Systems, INCRA Monograph VI. New York: INCRA, - 1979.

83. Schenk H., Kaiser H Archiv Eisehuttewesen, 1960. Bd.32. - S.227.

84. Авт.св.ЧССР № 258910, кл. С 22 С. Черная металлургия. Изв.ВУЗов, 1980. №11,с.24-28.

85. Антифрикционный чугун. Патент РФ на изобретение № 2212467 / СильманГ.И., Лемешко В.И., Тарасов А.А., Серпик Л.Г., Давыдов С.В., Новиков Д.В., // Б.И., 2003. №26

86. Справочник по чугунному литью // Под ред. Гиршовича Н.Г. Ленинград.: М.: Машиностроение, - 1978. - 758с.

87. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для втузов. -М.: Машиностроение, 1980. - 493с.

88. Кузьмин Б.А., Абраменко М.А., Кудрявцев М.А. Технология металлов и конструкционных материалов // М.: Машиностроение, 1989. - 496с.

89. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для втузов. М.: Металлургия, -1986.-544с.

90. Сильман Г.И., Камынин В.В., Ермаков А.Н., Тарасов А.А. Триботехнические свойства антифрикционного чугуна АЧВ-М // Материаловедение и производство: Сборник научных трудов Вып.З / Под ред. Г. И. Сильмана. Брянск: Изд-во БГИТА, 2003. - С. 195-201.

91. Храмченков А.И., Остапенко А.А., Матвеев Н.А. и др. Плавка чугуна для поршневых колец в печах промышленной частоты // Литейное производство 1976.-№5- С. 12

92. Афанасенков В.К., Чибряков М.В., Сарлин М.К. Способ приготовления чугуна // Патент РФ № 2130496, кл.6 С21 С1/00, 1/08.

93. Колганов В.Н., Колпаков А.А., Коровин В.А. и др. Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом // Патент РФ №2134302, кл.6 С 21 С1/10.

94. Способ получения чугуна с шаровидным графитом. Патент РФ на изобретение № 2199827 / Сильман Г.И., Лемешко В.И., Тарасов А.А., Серпик Л.Г., Криворотов Н.М. // Б.И., 2003 №2

95. Патент СССР №1745127, кл.С22С

96. Балинский С.В. Обработка чугуна оловом и магнийсодержащими лигатурами // Литейное производство 2002.-№2- С.4-5.

97. Шитиков B.C., Кошелев В.И.,Грушко В.Г. и др. Применение силикобария при производстве чугунных отливок // Литейное производство 1978.-№8-С.9-10.

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

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

100. Артамонов А.Я. Исследование обрабатываемости высокопрочного чугуна // М.: Машгиз- 1955.- 135с.

101. Писаренко J1.3., Лукашевич С.Ф., Сандомирский С.Г. Обрабатываемость мелких отливок из ЧШГ // Литейное производство 2002.-№2- С.4-5.

102. Шинский О.И., Литовка В.И., Шинский И.О., Боровик Н.В. О получении тонкостенных отливок из ЧШГ с бескарбидной структурой Металлургия в машиностроении, 2002. №4 -С. -17-22.

103. Юб.Хрущов М.М. Повышение износостойкости деталей двигателей внутреннего сгорания // М.: Машиностроение, 1969. — 176с.

104. Полунин В.И., Чуликов Б.А., Криштал М.М. Износостойкость поршневых материалов в зоне верхней поршневой канавки // Литейное производство — 1997.-№8-9 С.38-40.

105. Семенов Р.А., Фролов В.К., Садофьев В.Н., Александров И.И. и др. Применение чугунов для трущихся деталей дизелей // Обзор. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1971. - 54с.

106. Дуковский Л.М., Асташкевич Б.М. Особенности центробежного литья заготовок поршневых колец, для тепловых дизелей. // Литейное производство 1996.-№6- С. 18-19.

107. Экономика для инженера // Учебник для вузов Т.2 М.:Высшая школа — 2001.-375с.

108. Ш.Уткин В.П., Уткин А.В. Справочник рационализатора // Свердловск: Средне Уральское книжное издательство - 1981. - 208с.