Разработка оптимальных режимов термической обработки тяжелонагруженных деталей с переменным химическим составом

Рожков, Игорь Иванович

Металловедение и термическая обработка металлов

автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка оптимальных режимов термической обработки тяжелонагруженных деталей с переменным химическим составом

кандидата технических наук: Рожков, Игорь Иванович
город: Нижний Новгород
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.16.01

Диссертация по металлургии на тему «Разработка оптимальных режимов термической обработки тяжелонагруженных деталей с переменным химическим составом»

Автореферат диссертации по теме "Разработка оптимальных режимов термической обработки тяжелонагруженных деталей с переменным химическим составом"

нижегородским государственный техническим университет им. р.Е. Алексеева

.На правах рукописи

ГОЖКОВ ИГОРЬ ИВАНОВИЧ

РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПЕРЕМЕННЫМ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ

Специальность 05. 16. 01 - Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 .9 п<

та

Нижний Новгород - 2009

003481093

Работа выполнена на кафедре «Теплофизика, автоматизация и экология печей» Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Васильев Виктор Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сандлер Натин Гиршевич

доктор технических наук, профессор Шмаков Геннадий Сергеевич

Ведущая организация:

Н иже городе ки й государствен н ы й университет им. Н.И. Лобачевского

Защита диссертации состоится в /Ä^ часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.07 при Нижегородском государственном техническом университете им P.E. Алексеева: Н.Новгород, ул. Минина, д. 24, НГТУ, корп._, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета

Ульянов В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большинство деталей машин работает в условиях износа, кавитации, циклических нагрузок, коррозии при криогенных и высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла, где сосредоточены основные концентраторы напряжений. Чтобы деталь хорошо работала в условиях трения, поверхность должна обладать высокой износостойкостью. Сопротивление циклическим и вибрационным нагрузкам обеспечивает вязкая сердцевина данного изделия. Для достижения всего комплекса свойств деталь подвергается поверхностному упрочнению. Химико-термическая обработка, повышая твердость, износостойкость, задиростой кость, кавитационную и коррозионную стойкость и создавая на поверхности деталей благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивает надежность и долговечность машин. В то же время, ХТО создает градиент напряженно-деформированных состояний, при которых неизбежно возникают значительные внутренние напряжения, приводящие к короблению и растрескиванию деталей.

Причины коробления деталей и образование трещин при ХТО изучены недостаточно полно. Отсутствует методика определения внутренних напряжений, возникающих при закалке деталей с переменным химическим составом по сечению.

Таким образом, настоящее исследование вызвано необходимостью изучения и совершенствования действующих технологических процессов изготовления ответственных тяжелонагруженных деталей машин, таких как вал-шестерня и колесо зубчатое.

Цель работы. Целью настоящей работы является определение оптимальных параметров закалки тяжелонагруженных деталей машин, с учетом уровня термических напряжений для исключения деформации и образования трещин.

Задачи исследования:

• Проанализировать действующие технологические процессы изготовления деталей машин и определить причины их коробления и растрескивания при термической обработке.

• Определить уровень внутренних напряжений у сталей, прошедших химико-термическую обработку.

• Разработать методику определения температурных напряжений при нагреве и охлаждении изделий с различным химическим составом по сечению.

• Разработать компьютерную программу расчета внутренних напряжений для установления температурных режимов термической обработки заготовок.

• Оценить вероятность трещинообразования сталей по численному значению коэффициента углеродного эквивалента С,кв.

• Усовершенствовать и внедрить в действующее производство технологию химико-термической обработки деталей вал-шестерня и колесо зубчатое.

Научная новизна.

- Предложена новая методика расчета внутренних напряжений, возникающих при нагреве и охлаждении изделий из материалов с переменным химическим составом по сечению;

- разработана компьютерная программа для расчета внутренних напряжений, в которой учитываются все теплофизические характеристики в зависимости от химического состава сталей;

- внедрена усовершенствованная технология термической обработки деталей с различным химическим составом по сечению с учетом меняющихся теплофизических характеристик слоев.

Практическая значимость. На основе разработанной методики усовершенствована, предложена и внедрена технология термической обработки деталей вал-шестерня и колесо зубчатое на предприятиях ОАО «ГАЗ» и ОАО «Кировский Машзавод 1Мая». Установлено, что детали обработанные по новой технологии, имеют деформацию в пределах допуска, определенного технической документацией, и механические свойства отвечают техническим требованиям.

Достоверность полученных результатов. Достоверность предложенных в работе методик расчета внутренних напряжений материалов и склонности их к короблению и растрескиванию подтверждается близостью расчетных и экспериментальных исследований. " Достоверность предложенной технологии термической обработки подтверждается ее внедрением и применением в производстве. Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных методик и оборудования для исследования, а также сходимостью результатов с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1. Методика определения температурных напряжений при нагреве и охлаждении изделий с различным химическим составом по сечению, в которой учитываются теплофизические характеристики каждого слоя изделия.

2. Компьютерная программа расчета внутренних напряжений для установления оптимальных температурных режимов термической обработки изделий.

3. Оценка вероятности трещинообразования сталей по численному значению коэффициента углеродного эквивалента Сэкв.

Апробация работы. Основные положения были доложены на следующих конференциях: конференция молодых ученых «Инновации в металлургии, материаловедении и высшем образовании». НГТУ, 2002 г.; международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин». СамГТУ, г.Самара, 2003г.; международная молодежная научно - техническая конференция «Будущее технической науки». НГТУ, 2006 г.; IV международная научно-техническая конференция «Современная металлургия начала нового тысячелетия», г. Липецк, 2007 г.; Межрегиональная научно-практическая конференция «Заготовительные производства и материаловедение» поев. 100-летию проф. A.A. Рыжикова, НГТУ, 2009 г.

Публикации. Материалы-диссертации опубликованы в 10 статьях, в том числе в 2-х журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы из 150 наименований. Она изложена на 164 страницах и содержит 54 рисунка и 22 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цели и задачи исследования, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основании литературных данных проведен анализ действующих технологических процессов изготовления тяжело нагруженных деталей машин для определения причин их коробления и растрескивания при термической обработке. Рассматривается состояние вопроса о поверхностном упрочнении деталей машин, рассмотрены механизмы диффузии в металлах при химико-термической обработке. Известно, что поверхностные слои деталей при их эксплуатации нагружены более интенсивно, чем их внутренние объемы, так как взаимодействуя между собой, они воспринимают все действующие нагрузки своими поверхностями. Поэтому на поверхности и в поверхностных слоях деталей рабочие напряжения имеют максимальные значения, которые уменьшаются по сечению деталей, а в поверхностных слоях увеличиваются из-за действия различных концентраторов напряжений и контактного нагружения. Любая деталь после изготовления обладает разными в энергетическом и структурном состояниях зонами - поверхностным слоем и сердцевиной. При изготовлении деталей на их поверхностях и в приповерхностных слоях образуются различные и многочисленные дефекты, возникают остаточные напряжения.

Причинами коробления и образования трещин при закалке тяжело нагруженных деталей, прошедших химико-термическую обработку,

являются внутренние напряжения, возникающие на стадии нагрева под закалку и охлаждающая способность среды. Определение и учет этих напряжений является первоочередной задачей исследования.

Во второй главе описываются методики исследования конструкционных сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 24ХНМ, 23ХН2М и 12ХНЗА, широко применяемых в машиностроении для изготовления тяжело нагруженных деталей редукторов, коробок скоростей и других ответственных узлов и механизмов различного назначения. В данной главе приводится химический состав этих сталей, механические свойства, оборудование и приборы, использованные при проведении экспериментов и исследований. В работе использовались следующие методики:

• дилатометрическим методом определялись критические точки исследуемых сталей на дилатометре Шевенара;

• определялась величина прокаливаемое™ этих сталей из проката круглого сечения различных диаметров;

• проводились микроструктурные исследования на определение величины наследственного зерна аустенита методом цементации;

• проводились исследования механических свойств сталей на ударных и разрывных образцах;

• определялась ударная вязкость при комнатной и отрицательных температурах;

• в качестве способа исследования для определения микронапряжений второго рода и величины блоков мозаики применялся рентгеноструктурный анализ на дифрактометре «Дрон-2», излучение - a-Fe.

В третьей главе приведены результаты исследования сталей марок 20ХН2М, 22ХНМ, 24ХНМ и 23ХН2М. Представлены зависимости прочностных характеристик, характеристик пластичности, ударной вязкости и твердости от температуры закалки 800°, 850°, 900°, 950 °С, время выдержки 1 час, среда охлаждения - масло, отпуск 200 °С, время выдержки 1,5 часа. Результаты испытаний показали, что с повышением температуры закалки до 950 °С предел прочности сталей а„ снижается в среднем на 10%. Пластические характеристики увеличиваются следующим образом: предел текучести на 8%, ударная вязкость на 14%, относительное удлинение 5 на 18%.

Ударная вязкость исследуемых сталей производилась путём испытаний серии цементованных и нецементованных закалённых образцов на удар при температурах : +20°С, -20°С, -40°С , -60°С, -70°С. Термическая обработка ударных образцов производилась в заготовках по двум вариантам:

1. Закалка с температуры 860°С, время выдержки - 1 час; среда охлаждения-масло, t,rm= 200°С, время выдержки - 1,5 часа.

2. Цементация в безмуфельном агрегате на слой 0,9 - 1,2 мм, t,,= 930ПС, время выдержки 10 часов с непосредственной закалкой после подстуживания до 860°С и отпуском, время выдержки -1,5 часа.

При испытании цементованных образцов при пониженных температурах удар маятника приходился по цементованной стороне образца.

МДж/м' 1,2

0,9

0,6

0,3

-80

кси,

МДж/м2 1,2 -

0,9 -

0,6 -

0,3 -

О -80

Кривые:

; *

-60

-й г

-20 0 20 Температура испытаний, °С

-40 -20 0 20

Температура испытаний, °С

МДж/м' 1,2 -

0,9 -

0,6 -

0,3

кси,

МДж/м2 1,2

0,9 -

0,6 -

0,3

I I

-80 -60 -40 -20 0 20

Температура испытаний, °С

-80 -60 -40 -20 0 • 20

Температура испытаний, °С

1 - закалка + отпуск 200°С

2 - цементация + непосредственная закалка + отпуск 200°С

Рис. 1. Зависимость величины ударной вязкости сталей от температуры испытания (точками обозначены номера плавки) а) 20ХН2М б) 22ХНМ в) 23ХН2М_г) 24ХНМ

По результатам испытаний построены кривые зависимости ударной вязкости от температуры испытания (рис. 1).

Изменение ударной вязкости закалённых образцов в зависимости от температуры отпуска проверялось на стандартных образцах. Режим термической обработки: закалка с температуры 860°С, время выдержки 1 час, охлаждение в масле, отпуск 200°- 600°С с интервалом 50°С, время выдержки 1,5 часа. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1

Ударная вязкость сталей в зависимости от температуры отпуска

Температура отпуска °С, ударная вязкость

200° 250° 300° 350" 400" 450° 500° 550° 600"

кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2 кси, МДж/м2

20ХН2М

1,26 1,03 1,00 1 1,04 1,08 1,75 1,81 2,15 2,59

22ХНМ

1,23 1,06 0,99 0,95 |1,11 1,45 1,74 2,00 2,46

23ХН2М

1,05 1,01 1,02 1,12 1,22 1,64 1,85 2,04 2,20

24ХНМ

0,88 0,87 0,87 0,98 1,00 1,21 1,52 1,73 2,07

Дальнейшее повышение температуры отпуска до 600 С увеличивает ударную вязкость до 1,9 - 2,6 МДж/м2.

Технология изготовления шестерен проводится следующим образом: поковки из сталей 24ХНМ и 23ХН2М штамповались как на молотах, так и на прессе. Затруднений при горячей штамповке не возникло. В термическом цехе поковки подвергались изотермическому отжигу. Отжиг поковок производился по режиму: ^ре*, = 950°С, выдержка - 3,5 часа; температура изотермической выдержки 650°С в течении 2,5 часа. Охлаждение с 950°С до 650°С проводится в течение 4 минут обдувом горячим воздухом с I = 350°С, отжиг обеспечивает получение на поковках твердости в пределах НВ 156 - 217, что соответствует требованиям чертежа и технологии.

На рис. 2 показана микроструктура после изотермического отжига образцов из стали 22ХНМ.

х500

Рис. 2. Микроструктура поковки после отжига: феррит + сорбитообразный и пластинчатый перлит.

Действующий режим химико-термической обработки шестерен включает в себя:

1. Цементация в безмуфельном агрегате до получения слоя глубиной 1,5-1,8 мм.

2. Закалка с повторного нагрева ТВЧ на специальных установках.

3. Отпуск в конвейерной печи, 1= 160- 180°С, т = 90 мин.

После обработки по указанному режиму детали имели следующую микроструктуру: с поверхности мартенсит + остаточный аустенит; в сердцевине и основании зуба - сорбит, см. рисунок 3 и 4.

х100 *500

Рис. 3. Микроструктура с поверхности цементованного слоя шестерни: мартенсит + остаточный аустенит

х100 *500

Рис. 4. Микроструктура в сердцевине зуба - сорбит

В четвертой главе описывается действующая технология изготовления деталей вал-шестерня и колесо зубчатое из стали 12ХНЗА.

При изготовлении этих деталей после операции цементация имеет место коробление детали по длине, причем в одной печной садке изменение геометрии заготовок неодинаково. Рихтовка данных деталей процесс трудоемкий и технически сложный.

В связи с этим возникла необходимость исследования причин коробления, изучения микроструктуры стали на всех подготовительных и окончательных этапах ее обработки, анализа качества насыщенного поверхностного слоя и корректировки технологии химико-термической обработки детали вал-шестерня.

Действующий технологический процесс изготовления детали вал-шестерня из стали 12ХНЗА состоит в следующем:

Техпроцесс ковки и горячей штамповки:

- нагрев заготовки: температура печи 1300°С, производится в камерной печи, температура начала операции 1220°С, температура конца операции 800°С.

Техпроцесс термического улучшения:

- закалка с температуры 850°С, выдержка 110 мин, охлаждение в масле;

- высокий отпуск 450°С, выдержка 210 мин., охлаждение на воздухе.

Целью высокого отпуска является снятие закалочных напряжений,

повышение ударной вязкости сердцевины изделия, путем образования в структуре сорбита отпуска. Для стали 12ХНЗА температура высокого отпуска лежит в пределах 550 - 600°С, в зависимости от требуемой твердости.

Операция улучшение в заводском техпроцессе необходима только для придания детали требуемых механических свойств перед обработкой резанием, с целью получения нужной чистоты поверхности.

Техпроцесс цементации с последующей термической обработкой:

- цементация, t = 910°С, нагрев 1ч, выдержка 13 ч, охлаждение на воздухе до 20°С;

- нормализация, t = 920°С, нагрев 1,5ч, выдержка 25 мин; охлаждение на воздухе до 20°С;

- закалка t = 810°С, нагрев 100 мин, выдержка 20 мин; охлаждение в масле;

- отпуск t=200°C, нагрев 100 мин, выдержка 150 мин, охлаждение на воздухе.

Операция нормализация предназначена для устранения возможной цементитной сетки в слое. В результате такого режима на предприятии часто сталкиваются с проблемой короблений зубьев вала-шестерни, которые ведут к смещению пятна контакта при работе в паре с зубчатым колесом, что недопустимо. Поэтому в технологический процесс вводится операция правки с последующим отпуском.

Известны методики расчета внутренних напряжений материалов с постоянным химическим составом по сечению изделий. На практике возникают ситуации, когда химический состав изделия по сечению переменный. Примером являются изделия, прошедшие химико-термическую обработку, когда поверхностный слой резко отличается от внутренних слоев изделия, и возникающие внутренние напряжения от перепада температур и структурных превращений, протекающих в материале на стадии различных видов обработок будут переменными, переменными будут и теплофизические характеристики.

Предлагается методика расчета внутренних напряжений в материалах с переменным химическим составом по сечению изделия. Алгоритм решения упругопластической задачи для нахождения термонапряженного состояния стального цилиндра с постоянным химическим составом предложен в работе

Тимофеева В.Н., Самойловича Ю.А., который включает:

1) определение температурного поля по сечению цилиндра на основе решения дифференциального уравнения теплопроводности при граничных условиях III рода, при нагреве (охлаждении) по закону Ньютона:

L ^ " V" R)

е ""' °; (1)

А„ = ———' " 2—— - постоянные коэффициенты (тепловые амплитуды,

где 1С - температура греющей среды, °С; I - температура в искомой точке тела, °С (начальное температурное поле по сечению цилиндра равномерно и равно нулю);

2 /,0/„) + 2 (/'„))

зависящие от числа Био); 1о(Цп)> ЫИп) - функции Бесселя; - корень

трансцендентного уравнения

/„(//) 1 аЛ „ ат

-2— = —Ц; в1 = —— - число Био; г0=—т - число Фурье; а - коэффициент /,(//) В/ Я к

теплоотдачи, Вт/(м2-К); а - коэффициент температуропроводности, м2/с; т -время, с;

2) принимается:

о{\-и) сг5 ■ Е с = —-—— 7 = —— ег=ег— (2)

РШС ' РВС ' 'а,' ]

где сА - продольная деформация, ц - число Пуассона;

3) с помощью последовательных приближений определяются границы (радиус) зон упругой и пластической деформаций:

го о ^з

где г0 - радиус зоны пластической деформации, м;

4) расчет пластических радиальных и тангенциальных напряжений: 2(1 -ц)г, , Л „ 2(1 -м)1 (.Я

5) расчет упругих радиальных и тангенциальных напряжений:

Г0 О Г О 'о

- 1 + (6)

гй о о ^

6) определение модуля пластичности:

у/:

\)аф-в(г0) О -Л4)**+[) о{Г()уо

2 'г

2(17/Ф7

2(1 - /'); 7з

(7)

7) определение продольной деформации

(1-/0

е. =•

Г А]

го о го г„ г ) га о

.V'/7 >"Р

а, + <т |

^ 0.5"/"' ^ гаг—- || аг

■г,

о ,„

{

О -и)п

гс/г

0.5 + 4|

Г0 гГ V

(1-/07

1 "егс!г

'О г„

Ыг

"(8)

8) расчет осевых упругих и пластических напряжений:

упр - упрЛ + СГГ

+(1-/07 /О©,

<гГ = 0.5

<Тг +<Тг

,0-/0^ 0-/0®

(9)

(10)

у/ у/

Используя этот алгоритм, предложена методика расчета внутренних напряжений, когда химический состав по сечению переменный. При расчетах внутренних напряжений использовался цилиндр из стали 12ХНЗА диаметром 56 мм, прошедший химико-термическую обработку. Учитывались теплофизические характеристики конкретных слоев изделия с разным химическим составом:

- коэффициент теплоотдачи а;

- коэффициент теплопроводности X;

- коэффициент температуропроводности а;

- коэффициент линейного расширения (5.

Расчет внутренних напряжений при нагреве и охлаждении цилиндра производился в программе МаШСас!.

В диссертации представлена зависимость всех трех основных напряжений упругих и пластических при нагреве и охлаждении стального цилиндра. На рисунках 5-6 в качестве примера показано распределение упругих и пластических напряжений оу,,р и апл на расстоянии г от центра цилиндра при охлаждении в масле и в подогретом масле (1 = 160°С).

По результатам расчетов установлено, что при нагреве опасные напряжения возникают на границе перехода от цементованного слоя к основе изделия.

Из графиков видно, что предложенный режим закалки в подогретом масле с целью уменьшения градиента температур значительно снижает значения остаточных напряжений.

Широкое распространение получили способы классификации чувствительности к трещинообразованию, основанные на учете химического

*(пл) ,МПа

О 10 20 30 40 50

ат(гш>МПа

гхЮ ,м

Г(пл)

о 10 20 30 40 50 з

гхЮ ,м

аг, ,, МПа -(упр)

280 у

250

220

190

160

130

100"

О 10 20 30 40 50 гх103,м

.МП;

Чупр)

Г(упр)

О 10 20 30 40 50 .МПа-

гхЮ ,м

О 10 20 30 40 50

гхЮм

Рис. 5. Распределение остаточных напряжений а в зависимости от расстояния г до поверхности цилиндра при закалке в масле о-7 мин Д-2 мин

о-4 мин 0-30 сек

О 10 20 30 40 50 гх103,м

°1(ш1), МПа

0 10 20 30 40 50

гх103,м

О 10 20

30 40 50 з

гхЮ.м

%пр> -МПа

250' 220; 190 160 130

100

О 10 20 30 40 50

гх103,м

т(упр) .МПа -

30С

Г(упр)'

10 20 30 40 50

гхЮ .м

Рис. 6. Распределение остаточных напряжений сг в зависимости от расстояния г до поверхности цилиндра при закалке в подогретом масле (1=160°С)

о-7 мин Л-2 мин

□-4 мин 0-30 сек

состава стали посредством расчета так называемого углеродного эквивалента

(С-жи).

Для оценки чувствительности сталей к трещинообразованию в процессах тепловой обработки предлагается использовать, как достаточно надежный, углеродный эквивалент:

„ Мп /V/ + \У + А1 О + К + 77 + (5/ - 0,5) Мо

С =с +-+-+---- +-,

6 10 5 3

в основе которого лежит влияние легирующих элементов на коэффициент теплопроводности стали, причем, это соотношение рекомендуется применять для сталей, максимальное содержание элементов в которых не превышает 0,9 % С; 1,1 % Мп; 1,8 % 1,8 % Сг; 5,0 % №; 0,5 % Мо; 2,0 % \У; 0,25 % V; 0,5 % И; 2,0 % А1. В соответствии с последним соотношением стали разделяют на 5 групп: 1 и 5 - наименее и наиболее чувствительная (С.11Ш < 0,55 и С,™ > 1,3); 2,3 и 4 соответственно имеют Сэкв = 0,55 - 0,75; 0,75 - 0,90 и С1КВ = 0,9 -1,2.

Анализ соотношений показывает, что наибольшее влияние на чувствительность к трещинообразованию оказывает углерод, однозначно высокое воздействие оказывают марганец, хром и кремний, в наименьшей степени влияют никель и медь, роль влияния некоторых элементов, в частности молибдена и ванадия, весьма противоречива. Недостатками углеродных эквивалентов являются невозможность учета совместного воздействия легирующих элементов, которое в высоколегированных и сложнолегированных сталях зачастую оказывает решающее влияние на склонность к трещинообразованию.

В таблице 2 представлены численные значения углеродного эквивалента Сэкв на поверхности и в центре цилиндра из исследуемых сталей.

Таблица 2

Значения углеродного эквивалента С,к„ на поверхности и в центре цилиндра

из исследуемых сталей

г/Я, мм 12ХНЗА 22ХНМ 24ХНМ 20ХН2М 23ХН2М

Сэкв ДСЭКВ с ^экв АСэкв с Д^ЭКВ г АС,кв

1 1,679 1,08 1,550 0,98 1,645 0,96 1,601 1,01 1,611 0,97

0 0,599 0,570 0,685 0,591 0,641

Расчетным путем установлено, чем больше разница углеродного эквивалента между поверхностью и центром, тем меньше вероятность возникновения трещин.

В пятой главе приведена компьютерная программа расчета термических напряжений при нагреве и охлаждении деталей, в которую

вносятся основные теплофизические свойства сталей с учетом их послойного изменения по сечению.

На основе проведенных исследований изменения свойств и расчета термических напряжений (осевых упругих и пластических, тангенциальных упругих и пластических, радиальных упругих и пластических) конструкционных сталей ферритного класса 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М, 24ХНМ и 12ХНЗА, применяемых на ОАО «ГАЗ» и ОАО «Кировский Машзавод 1 Мая» для изготовления деталей вал-шестерня и колесо зубчатое, были даны рекомендации по совершенствованию технологического процесса химико-термической обработки. Эти предложения внедрены на ОАО «ГАЗ» и ОАО «Кировский Машзавод 1 Мая».

Основные выводы и результаты работы.

1. Дан анализ действующих технологических процессов изготовления тяжелонагруженных деталей машин (зубчатое колесо и вал-шестерня) и установлены причины их коробления и растрескивания в конце технологического цикла изготовления.

2. Расчетным путем получены и проверены экспериментально значения внутренних остаточных напряжений, возникающие в закаленном изделии после химико-термической обработки этих изделий.

3. Разработана методика определения температурных напряжений при нагреве и охлаждении изделий с различным химическим составом по сечению с применением функции Бесселя, в которой учитываются теплофизические характеристики каждого слоя изделия.

4. С целью уменьшения градиента температур, приводящего к значительным внутренним напряжениям в деталях, предложен режим закалки в подогретом масле, в результате которого происходит уменьшение остаточных напряжений в 5-8 раз.

5. Разработана компьютерная программа расчета внутренних напряжений для установления оптимальных температурных режимов термической обработки изделий.

6. Предложены способы по снижению значений термических напряжений, в результате которых достигнуто значительное уменьшение брака после термической обработки при изготовлении деталей зубчатое колесо и вал-шестерня в среднем с 28% до 5%.

7. Предложена методика оценки чувствительности изделий к трещинообразованию с помощью численного значения коэффициента углеродного эквивалента С,кв.

8. Разработанные технологии химико-термической обработки деталей вал-шестерня и колесо зубчатое внедрены на предприятиях ОАО «ГАЗ» и ОАО «Кировский Машзавод 1Мая».

Список публикаций.

1. Рожков, И.И. Жаропрочность и окалиностоЛкость порошковых материалов. И.И. Рожков, В.А. Васильев // Межвузовский сборник научных трудов «Материаловедение и высокотемпературные технологии». Вып.2. Н.Новгород, 2000. - С. 210-212.

2. Рожков, И.И. Прочность при изгибе и ударе в цементованном состоянии / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Сб. тезисов докладов «Инновации в металлургии, материаловедении и высшем образовании». - НГТУ, 2002. - С. 307.

3. Рожков, И.И. Изменение ударной вязкости сталей при отрицательных температурах / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Сборник «Материаловедение и металлургия». - Труды НГТУ: том 32. -Н.Новгород, 2002. - С.135-138.

4. Рожков, И.И. Влияние величины зерна на процесс диффузии углерода / И.И. Рожков // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин»: т.2. - М.: Машиностроение, 2003.-С. 197-200.

5. Рожков, И.И. Методика расчета внутренних напряжений в материалах с переменным химическим составом / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Международная молодежная научно - техническая конференция «Будущее технической науки». - 2006. - С. 192.

6. Рожков, И.И. Влияние технологии обработки на свойства деталей из стали 12ХНЗА / И.И. Рожков, В.А. Васильев, JI.A. Ошурина // Материаловедение и металлургия: труды НГТУ. т. 61. - Н.Новгород, 2007.-С.132.

7. Рожков, И.И. Значение критерия зарождения трещин для определения оптимальной термической обработки / И.И. Рожков, В.А. Васильев // VI международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» поев. 90-летию НГТУ, 2007. - С. 177.

8. Рожков, И.И. Исследование действующих технологических процессов изготовления детали вал-шестерня с целью выявления возможных дефектов термической и пластической обработок / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Заготовительное производство в машиностроении. - 2007. -№7.-С. 15-17.

9. Рожков, И.И. Выбор оптимальных режимов термической и химико-термической обработок детали вал-шестерня, изготовленной из стали 12ХНЗА / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сб. науч. тр. ч.1. - Липецк, 2007. - С. 170175.

10. Рожков, И.И. Методика расчета внутренних напряжений при нагреве тела с переменным химическим составом / И.И. Рожков, В.А.Васильев// Черные металлы. - 2009. - №1. - С. 14-17.

Подписано в печать 15.10.2009. Формат 60 х 84 '/|6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 649.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева. Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Рожков, Игорь Иванович

Введение.

Цель и задачи исследования.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Способы достижения стабильных свойств сталей, используемых при изготовлении тяжелонагруженных деталей машин.

1.2. Общая характеристика химико-термической обработки.

1.3. Адсорбция на поверхности насыщаемого металла.

1.4. Диффузия в металлах.

1.5. Диффузия и дефекты структуры при ХТО.

1.6. Образование фаз при нагреве.

1.7. Образование фаз на стадии изотермического насыщения при цементации.

1.7.1. Образование карбидной фазы.

1.7.2. Образование остаточного аустенита.

1.8. Влияние химического состава на рост зерна аустенита и механические свойства стали.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Объект и методики исследования.

2.1. Выбор материалов.

2.2. Методика исследования сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ.

2.2.1. Критические точки сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ

2.2.2. Испытания на прокаливаемость сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ.

2.2.3. Измерение твердости и температуры.

2.2.4. Микроструктурные исследования сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ.

2.2.5. Исследование механических свойств сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и

24ХНМ.

2.2.6. Измерение ударной вязкости при отрицательных температурах.

2.2.7. Определение твердости цементованного слоя.

2.2.8. Определение величины зерна аустенита исследуемых сталей.

2.3. Методика исследования стали 12ХНЗА.

2.3.1. Рентгеноструктурный анализ стали 12ХНЗА.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Результаты исследования.

3.1. Механические свойства сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ.

3.1.1. Ударная вязкость исследуемых сталей.

3.1.2. Измерение ударной вязкости исследуемых сталей при отрицательных температурах.

3.1.3. Изменение величины ударной вязкости сталей в зависимости от температуры отпуска.

3.1.4. Прочность при изгибе в цементованном состоянии.

3.2. Зерно аустенита исследуемых сталей.

3.3. Прокаливаемость сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ.

3.4. Способность стали к насыщению углеродом.

3.5. Технология изготовления шестерён.

3.5.1. Штамповка поковок.

3.5.2. Химико-термическая обработка деталей.

3.5.3. Твердость и прокаливаемость деталей.

3.6. Расчет комплексных синергетических параметров разрушения у сталей

22ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М и 24ХНМ.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Влияние условий химико-термической обработки на трещинообразование.

4.1. Исследование действующего технологического процесса изготовления детали вал-шестерня, с целью выявления возможных дефектов термической и пластической обработок.

4.2. Программа исследования.

4.2.1. Анализ геометрии изделия.

4.2.2. Анализ действующего технологического процесса изготовления детали вал - шестерня.

4.3. Исследование микроструктуры стали после ковки, улучшения, цементации с последующей термообработкой.

4.3.1. Рентгеноструктурный анализ стали 12ХНЗА.

4.4. Методика расчета внутренних напряжений.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Практическое использование результатов исследования.

Введение 2009 год, диссертация по металлургии, Рожков, Игорь Иванович

Большинство деталей машин работает в условиях износа, кавитации, циклических нагрузок, коррозии при криогенных и высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла, где сосредоточены основные концентраторы напряжений. Чтобы деталь хорошо работала в условиях трения, поверхность должна обладать высокой износостойкостью. Сопротивление циклическим и вибрационным нагрузкам обеспечивает вязкая сердцевина данного изделия. Для достижения всего комплекса свойств деталь подвергается поверхностному упрочнению. Химико-термическая обработка, повышая твердость, износостойкость, задиростойкость, кавитационную и коррозионную стойкость и создавая на поверхности деталей благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивает надежность и долговечность машин. ХТО сочетает термическое и химическое воздействия с целью изменения химического состава, структуры и свойств поверхностного слоя металла или сплава. При выполнении этих операций неизбежно возникают значительные внутренние напряжения, приводящие к короблению и растрескиванию детали.

Таким образом, настоящее исследование вызвано необходимостью изучения действующих технологических процессов изготовления ответственных тяжело нагруженных деталей машин, а именно детали вал-шестерня и колесо зубчатое. Очень сложным местом для термической обработки вала-шестерни являются зубья. Поломка зубьев приводит к выходу из строя передачи и часто к повреждению других деталей, она может вызываться: большими перегрузками ударного или статического действия, повторными перегрузками, вызывающими малоцикловую усталость, или многократно повторяющимися нагрузками, вызывающими усталость материала. Зуб должен быть надежно упрочнен на поверхности, иначе вследствие контактных напряжений внутри его могут образовываться трещины. В основе изучаемых материалов положены исследования марок сталей 20ХН2М, 22ХНМ, 23ХН2М, 24ХНМ и 12ХНЗА, широко применяемых на ОАО «ГАЗ» и ОАО «Кировский Машзавод 1Мая».

Причины коробления деталей и образование трещин при ХТО изучены недостаточно полно. Отсутствует методика определения внутренних напряжений при закалке деталей с переменным химическим составом по сечению.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложена новая методика расчета внутренних напряжений, возникающих при нагреве и охлаждении изделий из материалов с переменным химическим составом по сечению;

Практическая значимость работы заключается в следующем:

На основе разработанной методики предложена и внедрена новая технология термической обработки деталей вал-шестерня и колесо зубчатое на предприятиях ОАО «ГАЗ» и ОАО «Кировский Машзавод 1Мая». Установлено, что детали, обработанные по новой технологии, имеют деформацию в пределах допуска, определенного технической документацией, и механические свойства отвечают технологическим требованиям.

Материалы работы были представлены на следующих конференциях: конференция молодых ученых «Инновации в металлургии, материаловедении и высшем образовании». НГТУ, 2002 г.; международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин». СамГТУ, г.Самара, 2003г.; международная молодежная научно - техническая конференция «Будущее технической науки». НГТУ, 19 мая 2006 г.; IV международная научно-техническая конференция «Современная металлургия начала нового тысячелетия», г. Липецк, 2007 г.; Межрегиональная научно-практическая конференция «Заготовительные производства и материаловедение» поев. 100-летию проф. А.А. Рыжикова, НГТУ, 2009 г.

Материалы диссертации опубликованы в 10 статьях, в том числе в 2-х журналах, рекомендованных ВАК РФ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью настоящей работы является определение оптимальных параметров закалки тяжелонагруженных деталей машин, с учетом уровня термических напряжений для исключения деформации и образования трещин.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Проанализировать действующие технологические процессы изготовления деталей машин и определить причины их коробления и растрескивания после термической обработки.

• Определить уровень внутренних напряжений у сталей, прошедших химико-термическую обработку.

• Оценить вероятность трещинообразования сталей по численному значению коэффициента углеродного эквивалента Сэкв

• Разработать и внедрить в действующее производство технологии процесса химико-термической обработки деталей вал-шестерня и колесо зубчатое.

Заключение диссертация на тему "Разработка оптимальных режимов термической обработки тяжелонагруженных деталей с переменным химическим составом"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Дан анализ действующих технологических процессов изготовления тяжело нагруженных деталей машин (зубчатое колесо и вал-шестерня) и установлены причины их коробления и растрескивания в конце технологического цикла изготовления.

7. Предложена методика оценки чувствительности изделий к трещинообразованию с помощью численного значения коэффициента углеродного эквивалента СЭКв

Библиография Рожков, Игорь Иванович, диссертация по теме Металловедение и термическая обработка металлов

1. Любарский,И.М. Повышение износоустойчивости тяжелонагруженных шестерен / И.М. Любарский. - М.: Машиностроение, 1965. - 132 с.

2. Гольд, Б.В. Прочность и долговечность автомобиля / Б.В. Гольд, Е.П. Оболенский, Ю.Г. Стефанович, О.Ф. Трофимов.- М.: Машиностроение, 1974. 328 с.

3. Минкевич, А.Н. Химикотермическая обработка металлов и сплавов / А.Н. Минкевич.- М.: Машиностроение, 1976. 491 с.

4. Козловский, И.С. Химикотермическая обработка шестерен / И.С. Козловский. М.: Машиностроение, 1970. - 232 с.

5. Канарчук, В.Е. Долговечность и износ двигателей при динамических режимах работы / В.Е. Канарчук. Киев: Наукова думка, 1978. - 256 с.

6. Зинченко, С.А. Поверхностный слой с измененной структурой в сплаве Х20Н8 / С.А. Зинченко // 4-е Собрание металловедов России: Сб. докл. Пенза, 1988.-С. 9-10.

7. Ильина, В.П. Влияние обезуглероживания поверхности на склонность к хрупкому разрушению высокопрочной стали 38Х5МФА / В.П. Ильина //МиТОМ, 1999.-№1.-С. 15-19.

8. Мороз, Л.С. Проблема прочности цементованной стали / Л.С. Мороз, С.С. Шураков. Л.: Минтрансмаш, 1947. - 228 с.

9. Юрьев, С.Ф. Деформация стали при химко-термической обработке / С.Ф. Юрьев. М.-Л. гос. науч.-техн. изд-во машиностр и судостроит. лит-ры, 1950. - 311 с.

10. Дальский, A.M. Технологическое формирование показателей качества деталей машин / A.M. Дальский // Технологические основы обеспечения качества машин. М.: Машиностроение, 1990. - С. 212234.

11. П.Мелешкин, В.Л., К вопросу точности регулирования углеродного и азотного потенциалов печных атмосфер при цементации и нитроцементации деталей / В.Л. Мелешкин, В.М. Зинченко // Автомобильная промышленность, 1979. №2. - С.26-28.

12. Сагарадзе, B.C. Повышение надежности цементуемых деталей / B.C. Сагарадзе. М.: Машиностроение, 1975. - 216 с.

13. Зинченко, В.М. Энергосберегающие технологии цементации и нитроцементации / В.М. Зинченко // Автомобильная промышленность, 1986.-№3.-С. 24-27.

14. Зинченко, В.М. Цементация автомобильных деталей / В.М. Зинченко. -М.: НИИТавтопром, 1982. 62 с.

15. Балтер, М.А. Упрочнение деталей машин / М.А. Балтер. М.: Машиностроение, 1969. - 196 с.

16. Васильев, В.А. Физика металлов / В.А. Васильев. НГТУ, 2002.- 140 с.

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

18. Арзамасов, Б.Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах / Б.Н. Арзамасов. М.: Машиностроение, 1979. - 244 с.

19. Бокштейн, Б.С. Диффузия в металлах / Б.С. Бокштейн. М.: Металлургия, 1978. - 248 с.

20. Новиков, И.И. Дефекты в кристаллах / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1975. - 208 с.

21. Зайт, В. Диффузия в металлах / В. Зайт: Пер. с нем. М.: ИЛ, 1958. -381 с.

22. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов. М.: Изд-ва МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 648 с.

23. Шьюмон, П. Диффузия в твердых телах / П. Шьюмон: Пер с англ. М.: Металлургия, 1966. - 195 с.

24. Мирский, Л.М. Процессы диффузии в сплавах / Л.М. Мирский. -Оборонгиз, 1959. 171 с.

25. Бугаков, В. Зависимость коэффициента диффузии металлов от величины зерна / В. Бугаков, Ф. Рыбалко // Журн. техн. физики, 1935. Т.5, №10. - С. 1729-1734.

26. Гуров, К.П. Процессы взаимной диффузии в сплавах / К.П. Гуров. М.: Наука, 1973.-359 с.

27. Адаскин, A.M. Материаловедение / A.M. Адаскин, Ю.Е. Седов. М.: Высш. школа, 2005. — 456 с.

28. Зуев, В.М. Термическая обработка металлов / В.М. Зуев. М.: Высш. школа, 1999. - 288 с.

29. Берд, Р. Явления переноса / Р. Берд, В. Стьюарт, Е. Лайтфут. М.: Химия, 1974. - 688 с.

30. Китайгородский, А.И. Рентгеноструктурный анализ / А.И. Китайгородский. Гостехтеориздат, 1950. - 253 с.

31. Кидин, И.Н. Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов / И.Н. Кидин, В.И. Андрюшечкин и др. М.: Металлургия, 1978. - 320 с.

32. Кальнер, В.Д. Цементация и нитроцементация стали / В.Д. Кальнер. -М.: Машиностроение, 1973. 340 с.

33. Прокошкин, Д.А. В кн.: Химические и термические методы обработки стали / Д.А. Прокошкин. М.: ОНТИ, 1938. - С. 3-43.

34. Дубинин, Г.Н. Структуро-энергетическая гипотеза влияния диффузионного слоя на объемные свойства сплавов / Г.Н. Дубинин // Защитные покрытия на металлах, 1976. Вып. 10. - С. 86-90.

35. Кудрявцев, В.Н. Детали машин / В.Н. Кудрявцев. М.: Машиностроение, 1980. - 484с.

36. Харт, Е.В. В кн.: Сверхмелкое зерно в металлах / Е.В. Харт. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1973. - С. 232-243.

37. Дымшиц, И.И. Коробки передач / И.И. Дымшиц. М.: Машгиз, 1960. -360 с.

38. Скуднов, В.А. Предельные пластические деформации металлов / В.А. Скуднов. М.: Металлургия, 1989. - 176 с.

39. Трубин, Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колес / Г.К. Трубин. М.: Машгиз, 1962. - 404 с.

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

41. Лахтин, Ю.М. Азотирование стали / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. М.: Машиностроение, 1976. - 256 с.

42. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. М.: Металлургия, 1972.-480 с.

43. Кидин, И.Н. Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов / И.Н. Кидин, В.И. Андрюшечкин и др. М.: Металлургия, 1978.-320 с.

44. Мак Лин, Д. Механические свойства металлов / Д. Мак Лиин. М.: Металлургия, 1965. - 431 с.

45. Иванов, В.П. Восстановление деталей машин: Справочник / В.П. Иванов. М.: Машиностроение, 2003. - 672 с.

46. Бокштейн, Б.С. Об осмотическом эффекте при пограничной диффузии/ Б.С. Бокштейн, Е.М. Воробьев, Л.М. Клангер и др. // Журн. Физ. Химии, 1973. Т.47. №1. - С. 145-149.

47. Решетов, Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1974. - 656с.

48. Мишин, Ю.М. О возможности определения диффузионной ширины границы раздела и коэффициента граничной диффузии в рамках модели Фишера / Ю.М. Мишин, И.М. Разумовский // Физика металлов и металловедение. 1982. Т.53, №4. - С. 756-763.

49. Мишин, Ю.М. Об интегральных представлениях точных решений моделей Фишера и Виппла для граничной диффузии / Ю.М. Мишин // Поверхность. Физика, химия, механика, 1983. №6. - С. 22-23.

50. Борисов, В.Т. К теории метода определения коэффициента диффузии по границам зерен / В.Т. Борисов, Б.Я. Любов // Физика металлов и металловедение, 1955. Т.1. №2. - С. 298-302.

51. Мишин, Ю.М. Сравнительный анализ моделей Фишера и Виппла для граничной диффузии / Ю.М. Мишин, И.М. Разумовский // Физика металлов и металловедение, 1982. Т.54. №5. - С. 923-927.

52. Лившиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов / Б.Г. Лившиц,

53. B.C. Крапошин, Я.Л. Линецкий. М.: Металлургия, 1980. - 320 с.

54. Горелик, С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С.С. Горелик. -М.: Металлургия, 1978. 568 с.

55. Фрадков, В.Е. Термодинамика границ зерен / В.Е. Фрадков, Л.С. Швиндлерман // Поверхность. Физика, химия, механика, 1982. №9.1. C. 1-14.

56. Прокошкин, Д.А. Диффузия элементов в твердое железо / Д.А. Прокошкин // Химические и термические методы обработки стали. -М.- Л., 1938.-С. 3-134.

57. Гуляев, А.П. Распределение углерода в цементованном слое легированных сталей / А.П. Гуляев, В.Д. Зеленова // МиТОМ, 1960. -№3. С. 2-7.

58. Алешин, А.Н. Исследование диффузии по индивидуальным границам зерен в металлах / А.Н. Алешин, Б.С. Бокштейн, JI.C. Швиндлерман // Поверхность. Физика, химия, механика, 1982. №6. - С. 1-12.

59. Переверзев, В.М. О природе повышенной склонности хромистых сталей к карбидообразованию при цементации / В.М. Переверзев, В.И. Калмыков //Изв. АН СССР. Металлы, 1979. №3. - С. 193-199.

60. Рабкин, Е.И. Фазовые переходы на границах зерен в металлах / Е.И. Рабкин, Б.Б. Страумал, Л.С. Швиндлерман // Препр ИФТТ АН СССР. -Черноголовка, 1987. С. 37-41.

61. Харт, Э. Фазовые переходы на границах зерен / Э. Харт // Атомная структура межзеренных границ. М.: 1978. С. - 243-258.

62. Пул, Д. Аппаратура и экспериментальная техника рентгеновского микроанализа / Д. Пул, П. Мартин // Электронно-зондовый микроанализ: под ред. И.Б. Боровского. М.: Мир, 1974. - С. 11-65.

63. Прокошкин, Д.А. В кн.: Химические и термические методы обработки стали / Д.А. Прокошкин. М.: ОНТИ, 1938, С. 3 - 43.

64. Сидорин, И.И. Основы материаловедении / И.И. Сидорин. М.: Машиностроение, 1976. - 436 с.

65. Лившиц, Б.Г. Металлография / Б.Г. Лившиц. М.: Металлургия, 1971.405 с.

66. Геллер, Ю.А. Материаловедение / Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт. М.: Металлургия, 1975. - 448 с.

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

68. Бокштейн, С.З. Строение и свойства металлических сплавов / С.З. Бокштейн. М.: Металлургия, 1971. - 496 с.

69. Бернштейн, М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. В 2-х т. / М.Л. Бернштейн. Т.1.- М.: Металлургия, 1968. - 586 с. Т.2.- М.: Металлургия, 1968. - 575 с.

70. Кальнер, В.Д. Цементация и нитроцементация стали / В.Д. Кальнер. -М.: Машиностроение, 1973. 40 с.

71. Балтер, М.А. Упрочнение деталей машин / М.А. Балтер. М.: Машиностроение, 1968. - 195 с.

72. Ляхович, Л.С. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Л.С. Ляхович. М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

73. Райцес, В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах / В.Б. Райцес. М.: Машиностроение, 1965.-294 с.

74. Лахтин, Ю.М. Термическая обработка в машиностроении / Ю.М. Лахтин, А.П. Рахштадт: Справочник. М.: Машиностроение, 1980. -783 с.

75. Дьяченко, С.С. Образование аустенита в железоуглеродистых сплавах/ С.С. Дьяченко. -М.: Металлургия, 1982. 128 с.

76. Фридман, Я.Б. Механические свойства металлов. 4.1. Деформация и разрушение / Я.Б. Фридман. -М.: Машиностроение, 1974. 472 с.

77. Бокштейн, Б.С. Металловедение и термическая обработка стали чугуна / Б.С. Бокштейн, Ю.Г. Векслер, Б.А. Дроздовский: Справ, изд. Т.1. Методы испытаний и исследования. М.: Интермет Инжиниринг, 2004.-688 с.

78. Белкин, П.Н. Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов / П.Н. Белкин. М.: Мир, 2005. - 336 с.

79. Елисеев, Е.С. Химико-термическая обработка и защитные покрытия в авиадвигателестроении / Е.С. Елисеев, Н.В. Абрамов, В.В. Крымов. — М.: Высш. шк., 1999. 525 с.

80. Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. М.: Металлургия, 1978. -646 с.

81. Арзамасов, Б.Н. Конструкционные материалы: Справочник / Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем и др. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.

82. Бобылев, А.В. Механические и технологические свойства металлов: Справочник / А.В. Бобылев. М.: Металлургия, 1987. - 208 с.

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

84. Люты, В. Закалочные среды. Справочник / В. Люты. Челябинск: Металлургия, 1990. - 192 с.

85. Малинкина, Е.И. Образование трещин при термической обработке стальных изделий/Е.И. Малинкина.- М.: Машиностроение, 1965. 175 с.

86. Желоховцева Р.К. Устранение закалочных трещин за счет оптимизации режима охлаждения / Р.К. Желоховцева // Изв. вуз. Черная металлургия. 1984. - №5. - С. 123-125.

87. Лошкарев, В.Е. Регулирование закалочных напряжений в полых цилиндрических изделиях. // Изв. вуз. Черная металлургия. 1984. №11 С. 90-94.

88. Козловский, И.С. Химико-термическая обработка шестерен / И.С. Козловский. М.: Машиностроение, 1970. - 232 с.

89. Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов / Ю.М. Лахтин. М.: Металлургия, 1983. - 359 с.

90. Минкевич, А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов / А.Н. Минкевич. М.: Машиностроение, 1965. - 491 с.

91. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов: Учебник. 3-е изд / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1978. - 392 с.

92. Попов, А. А. Теоретические основы химико-термической обработки стали / А.А. Попов. М.: Металлургиздат, 1962. - 120 с.

93. Райцес, В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах / В.Б. Райцес. М.: Машиностроение, 1965.-294 с.

94. Ляхович, Л.С. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Л.С. Ляхович. М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

95. Уманский, Я.С. Рентгенография металлов / Я.С. Уманский М.: Металлургия, 1967. 236 с.

96. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронографический анализ металлов / С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков. М.: Металлургиздат, 1963. - 131 с.

97. Бунин, К.П. Металлография / К.П. Бунин, А.А. Баранов. М.: Металлургия, 1970. - 253 с.

98. Бернштейн, М.Л. Механические свойства металлов / М.Л. Бернштейн,

99. B.А. Займовский. М.: Металлургия, 1979. - 494 с.

100. Бойцов, В.Б. Технологические методы повышения прочности и долговечности / В.Б. Бойцов, А.О. Чернявский. — М.: Машиностроение, 2005.- 128 с.

101. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

102. Рахштадта, А.Г. Справочник металлиста / А.Г. Рахштадт, В.А. Брострем: 3-е изд., т. 2. М.: Машиностроение, 1976. - 720 с.

103. Бернштейн, М.Л. Прочность стали / М.Л. Бернштейн. М.: Металлургия, 1974. 199 с.

104. Канн, М. Физическое металловедение / М. Канн. М.: Мир, 1968. Вып. 1,2.-395 с.

105. Лившиц, В.Г. Физические свойства металлов и сплавов / В.Г. Лившиц. М.: Машгиз, 1959. - 368 с.

106. Новиков, И.И. Термическая обработка металлов и сплавов / И.И. Новиков, Захаров М.В. М.: Металлургиздат, 1956. - 271 с.

107. Уманский, Я.С. Физические основы металловедения / Я.С. Уманский, С.С. Горелик. М.: Металлургиздат, 1955. - 269 с.

108. Горелик, С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С.С. Горелик. М.: Металлургия, 1967. - 402 с.

109. Корецкий, Я. Цементация стали / Я Корецкий. Л.: Судпромгиз, 1962.-232 с.

110. Садовский, В.Д. Структурная наследственность в стали / В.Д. Садовский. М.: Металлургия, 1973. - 208 с.

111. Блантер, М.Е. Фазовые превращения при термической обработке стали / М.Е. Блантер. М.: Металлургия, 1962. - 268 с.

112. Уманский, Я.С. Физическое металловедение / Я.С. Уманский,

113. C.М. Блантер, Б.Н. Финкелыптейн. М.: Металлургиздат, 1955. - 724 с.

114. Бочвар, А. А. Металловедение / А. А. Бочвар. М.: Металлургиздат, 1956. - 494 с.

115. Журавлев, В.Н. Машиностроительные стали / В.Н. Журавлев, О.М. Николаева. М.: Машиностроение, 1981. - 392 с.

116. Меськин, B.C. Основы легирования стали / B.C. Меськин. М.: Металлургия, 1969. - 245 с.

117. Лысак, Л.И. Физические основы термической обработки стали / Л.И. Лысак, Б.И. Николин. Киев: техника, 1975. - 303 с.

118. Белоус, М.В. Превращения при отпуске стали / М.В. Белоус, В.Т. Черепин, М.А. Васильев. М.: Металлургия, 1973. - 231 с.

119. Остаточные напряжения / Под ред. Макаревич С.С. Минск: УП «Технопринт», 2003. — 352 с.

120. Шаскольская, М.П. Кристаллография / М.П. Шаскольская. М.: Высшая школа, 1976. - 391 с.

121. Скуднов, В. А. Оценка структурно-напряженного состояния сталей с помощью комплексов разрушения синергетики: метод, указ. / В.А. Скуднов. НГТУ, 2001. - 9 с.

122. Рожков, И.И. Жаропрочность и окалиностойкость порошковых материалов. И.И. Рожков, В.А. Васильев // Межвузовский сборник научных трудов «Материаловедение и высокотемпературные технологии». Вып.2. Н.Новгород, 2000. С. 210-212.

123. Рожков, И.И. Прочность при изгибе и ударе в цементованном состоянии / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Сб. тезисов докладов «Инновации в металлургии, материаловедении и высшем образовании». НГТУ, 2002. - С. 307.

124. Рожков, И.И. Изменение ударной вязкости сталей при отрицательных температурах / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Сборник «Материаловедение и металлургия». Труды НГТУ: том 32. -Н.Новгород, 2002. - С. 135-138.

125. Рожков, И.И. Методика расчета внутренних напряжений в материалах с переменным химическим составом / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Международная молодежная научно — техническая конференция «Будущее технической науки». 2006. - С. 192.

126. Рожков, И.И. Влияние технологии обработки на свойства деталей из стали 12ХНЗА / И.И. Рожков, В.А. Васильев, Л.А. Ошурина // Материаловедение и металлургия: труды НГТУ. т. 61. Н.Новгород, 2007.-С.132.

127. Рожков, И.И. Значение критерия зарождения трещин для определения оптимальной термической обработки / И.И. Рожков, В.А. Васильев // VI международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» поев. 90-летию НГТУ, 2007.-С.177.

128. Темлянцев, М.В. Трещинообразование в процессах нагрева и охлаждения сталей и сплавов / М.В. Темлянцев, Т.Н. Осколкова. М.: Наука, 2005. - 195 с.

129. Колмогоров, В.Л. Напряжения. Деформация. Разрушение / В.Л. Колмогоров. М.: Металлургия, 1990. - 121 с.

130. Абрамов, В.В. Остаточные напряжения и деформация в металле / В.В. Абрамов. М.: Машиностроение, 1993. - 345 с.

131. Справочник термиста / Под ред. Шмыкова А.А. 3-е изд. М.: Машгиз., 1956. - 331 с.

132. Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. -М.: Наука. 1964. 487 с.

133. Юдаев, Б.Н. Теплопередача / Б.Н. Юдаев. М.: Высшая школа, 1981.319 с.

134. Лыков, А.В. Теория Теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967. - 599 с.

135. Жуковский, B.C. Основы теории теплопередачи / B.C. Жуковский. -Л.: Энергия, 1969.-223 с.

136. Вейник, А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи / А.И. Вейник. М.: Металлургия, 1965. - 375 с.

137. Тайц, Н.Ю. Технология нагрева стали / Н.Ю. Тайц. М.: Металлургиздат, 1962. - 567 с.

138. Самойлович, Ю.А. Нагрев стали / Ю.А. Самойлович, В.И. Тимошпольский. М.: Высшая школа, 1990. — 314 с.

139. Казанцев, Е.И. Промышленные печи / Е.И. Казанцев. М.: Металлургия, 1964.-451 с.

140. Янке, Е. Специальные функции / Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш. М.: Наука, 1977.-342 с.

141. Чистова, Э.А. Таблицы функций Бесселя от действительного аргумента и интегралов от них / Э.А. Чистова. М.: Изд-во акад. наук СССР, 1958.-524 с.

142. Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин. М.: Машиностроение, 1989. - 639 с.

143. Глинер, Р.Е. Технология поверхностного упрочнения металлов термической и пластической обработкой / Р.Е. Глинер. — Н.Новгород : НГТУ, 2008. 249 с.

144. Степнов, М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний / М.Н. Степнов. — М.: Машиностроение, 1985. 400 с.

145. Рожков, И.И. Методика расчета внутренних напряжений при нагреве тела с переменным химическим составом / И.И. Рожков, В.А. Васильев // Черные металлы. 2009. - №1. - С. 14-17.

146. Фастовский, Б.Г. Огневая зачистка стали / Б.Г. Фастовский // М.: Металлургия, 1975. 224 с.

147. Сопротивление материалов деформированию и разрушению / под ред. Трощенко В.Т. Т.2. Киев: Наукова думка, 1994. — 702 с.

148. Стариков, B.C. Оптимально форсированная тепловая обработка стальных цилиндрических заготовок с ограничением температурной неравномерности по сечению / B.C. Стариков // Изв. вуз. Черная Металлургия. 1994. - №8. - С. 50-53.

149. Россия, 610005, г. Киров, ул. Р.Люксем6ург, 100; Телекс: 172437 "Кран" Приёмная: тел. (8332) 36-03-44, факс (8332) 36-06-65 E-mail: 1 mayffiirstrnav.kirov.ru; htfp//www.crane.kirov.ru

150. ТВЕРЖДАЮ авдый Металлург 2^^2^С.А.Новосельцев //4. С?',. с7

151. Акт испытания деталей Вал-шестерня 1024.04.02.005 А и Колесо зубчатое 1024.04.104А

152. Инженер-технолог ОГМет по термическому пр-ву1. Начальник ВТК цеха МС-3У

Похожие работы

Металлургия
05.16.00