автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка теоретических основ и эффективной технологии высокотемпературной нитроцементации с высоким азотным потенциалом деталей машин и инструмента с целью повышения эксплуатационных свойств и интенсификации процесса

Санкт-Петербургский государственный технический университет

На правах рукописи

'».

Шапочкин Василий Иванович

РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И ЭФ&ЖГИВЮЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОГШЛЕРАТУРНОЙ НИТРОЦШЕНТАЦИИ С ВЫСОКИМ АЗОТШМ' ПОТЕНЦИАЛОМ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ИНСТРУМЕНТА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА '

./ *

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов .

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 1992

т З'п-.гйидскагэ

О^шаяыгки оппснонги: Заол.г'::;е:пш;. нрлгмъ аду::;' л

РС.СР, доктзр технических на у ]1;;сл..еозор 5оу,»АГ.л«к; ¿Л'.

доктор тех^ческих наук, профессор. Коган Я.Л.

доктор технических паук

Зинченко в.:,;.

Работа наполнена ка едре г.:::1;:ноь<.;;х

Зедукая организация: 1)0 "Балле:-:;:!: аБтом^оидыай за:>оц" (г. Тольятти)

.¿и.

Защита состоится " (А^ " / '__1992г. в 16-10 час.

на заседании специализированного Ооврта Д 0<;3.38.С« Санкт-Пстербургского Государственного технического унятерслтета (195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул. 29, л:::.и:ч?ск];1: корпус, ауд. 51)

С диссертацией шшю ознакомиться в ч.упда библиотеке

унлзерсктета.

«Ле*

А.огор&£ераг разослан _" С■ ______г

Учонкп ^екршарь

опец>:а.^гкрованкого Совета,

КЛ-.н. .до.доит ;

л^-гусы

ОБИТАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

- Актуальность проблемы. Важнейшей задачей современного ма-[иностроения является повышение надежности и долговечности де-'апей мааин и инструмента при одновременном снижении материало-:мкости, экономии остродефицитных сталей, энергетических и тру-.оеых ресурсов.

Большое значение в обеспечении поставленной задачи принад-:ежит дальнейшему развитии химико-термической обработки, в ча-тности, одному из распространенных процессов - высокотемпера-урной нитроцементации.

В данной работе предстаэлена принципиально новая техноло-'ия - нитроцементации с высоким азотным потенциалом.

Работа выполнялась в соответствии с тематическими планами : комплексными программами по повышению технического уровня ме аллургического производства Минтракторосельхозмашиностроения а 1965-1992 г,г., научно-технических программ Госкомнауки и ¡ысшей школы РС$СР.

На основе выполненных в работе теоретических и экслери-ентальных исследований сформулированы и обоснованы научные оложения, совокупность которых можно квалифицировать как те-ретическое обобщение и решение крупной научной проблемы, име щей важное народнохозяйственное значение, связанной с разра-откой теории кинетики насыщения поверхностных слоев азотом о 0,Ь-1,05» и выше, исследованием влияния азота на механизм кинетику структурообразования, фазовый состав, физико-хими-еские и физико-механические свойства диффузионных слоев кон-трукционннх, инструментальных и порошковых сталей, а также озданием научной основы, необходимой для получения качествен о новых оптимальных ресурсосберегающих технических решений, беспечиваюиих интенсификацию процесса нитроцементации, повы-ение долговечности и надежности деталей машин и инструмента.

Целью работы является разработка теоретических основ и флективной технологии высокотемпературной нитроцементации с ысоким азотным потенциалом стальных изделий, обеспечивающих огыиение физико-механических и эксплуатационных свойств и ин енспфпкацию процесса.

Научная новизна работы.

1. Установлена принципиальная возможность получения при . высокотемпературной нитроцементацип диффузионных слоев с содержанием азота до 0,5-1,0% и свыше.

2. Дан термодинамический анализ условий равновесия нит-цементационных атмосфер с высоким азотным потенциалом с повер хностью углеродистых и легированных сталей; показана возможность контролировать и регулировать углеродный и азотный потенциалы и в результате управлять процессом, исходя из параметров газовой фазы. Лолученные решения является основой для создания СА1Р новой технологии.

3. Установлено отличие кинетики взаимодействия нитроцемен тационкой атмосферы с высоким азотным потенциалом с аустенитом углеродистых и легированных сталей в зависимости от величины азотного и углеродного потенциалов, ускорение скорости диффузии углерода (в пределах ^ - твердого раствора) при высоких азотных потенциалах, а также ускорение скорости диффузии азота при высоких азотных и углеродных потенциалах. Локазаны пути интенсификации нитроцекентации с высоким азотным потенциалом.

4. Изучен механизм, кинетика и физическая природа формирования твердых растворов и фаз г-не прения непосредственно при температуре высокотемпературной нитроцементацпи с различными значениями азотного и углеродного потенциала, а также после закалки.

о. Установлены закономерности структурообразованик, изучены фазовый состав и свойства нитроцементопахак слое:» конструкционных, инструментальных , порошке гик сталей и бинарных сплавов с высоким содержанием азота.

Представлен механизм форнироршш»: дуффузиошявс слое!' кр:: высокотемпературной нитроцементацип с ьысоким арт:шн сигналом с позиций механизма п утреннего азотирование. Нинплсим легирующие добавки для наиболее рацконпяыок сосчпеов сталоК для нитроцементации.

6. Проанализированы термодинамика, к-.:н.'тпг.ч .1 мо-пппам взаимодействия легированного аустеш'/та о к«? орч.-ю-: пр.' :и:трп-цементации, изучены особенности строения п ф:кт1">-хи:п;,«"ч:!'С> : свойства фаз, форамрупихся при ^апиратс:: нч" оглтони^.

7. Установлено влияние высокого содержания азота в нит-роцемэнтованных закаленных: слоях на изменения в структуре и свойствах при отпуске и обработке холодом.

8. Выявлено влияние структуры и физико-химических свойств нитроцементованньх слоев с высоким содержанием азота на твердость, пластичность, ударную вязкость при нормальных и отрицательных температурах, теплостойкость, усталостную изгибную прочность, поверхностную и глубинную контактную выносливость, износостойкость при ударно-циклических нагрузках и трении скольжении, заедание, закалочную деформацию.

Предложены механизм упрочнения и еысокой пластичности нитроцементованных слоев с высоким содержанием азота.

9. Установлено влияние азота на кинетику структурных из<-менений и свойств, представлен механизм разрушения нитроцементованных слоев в процессе различных испытаний.

10. Выявлено влияние азота в нитроцементоЕанных слоях после лазерной закалки на структуру, фазовый состав, твердость, износостойкость, кинетику изменений структуры, свойств и механизм разрусения при испытаниях.

Практическая ценность и реализация работы.

1. Разработаны специальные кнхекторнке системы подачи аммиака в промь-лленных печах, обеспечивающие получение в нитро-цементационных слоях содержание азота до 0,5-1,С$ и свыие. Инжекторные системы внедрены на однорядных и двухрядных безмуфельных агрегатах в термических цехах ПС "ВгТЗ" (г.Волгоград), ПО "МГЗ" (г.Шнек), ПО "ГГЗ" (г.Ташкент)..

2. Установлены параметры печной атмосферы, позволяющие управлять процессом высокотемпературной нитроцементации с высоким азотным потенциалом.

3. Разработана технология нитроцементации с высоким азотным потенциалом. Технология защищена авторским свидетельством.

Представлены различные режимы технологии нитроцементации с высоким азотным потенциалом применительно к деталям машин и инструменту из конструкционных и инструментальных сталей в зависимости от условий эксплуатации. Внедрение новой технологии на ПО "ВгТЗ", ПО "ТТЗ", ПО ";/,ТЗ", ПО "ИйМАШ" (г.Ижевск) позволило увеличить ресурс работы тяжелонагруженнкх зубчатых колес до 10-40 тыс.моточасов.

Опнтно-пргн.'н.ллсннле опробование технологи:. п:н.рсце:.;е':тац;ш с ьы-сок::;,; aao?:.i::.c потснцнако-ч, с :;пг;у.:ение;: результатов умзяйчсиш , реоусса рпбсгы, проношено и;; гота-.л^ескик "г.пе.тлях прсртркятий иегаллург>леско^, i. : ¡с-т v.y :-:rí а л ы. о.., горной, тскстпкымй прс;.:ы:п-;точное?:;.

нн.лрнботань: п Енопрог.п на елнр :<:ти::и тратлор-сно чаппно-этрос.гля нотоднк : коброй. ч.."'л?тгг1 :л Tpaprnc.H'aLH.";, руко-

пед.лчне тс:';;.¡леек::;: натер.л-чн, нгап: "лгрегтруптур.

Зколс./нн^скхн о:;'/.от чч-р.н:;'" раг-рлчлтг л.л: нау^.о-тех-1:г.чсск.:>: релнннл сасчан,,: о ал: лн.ру;чнн.

г. Результат:.; нсет'одо-нлн. , лон.чн : л:р .л.рч х л ;чд;:л о алсо-кнн содор.анле'.: агста zm: унр >--. г.. , -i-no. ' грунч : ч-г ..ч.таяоГ; вкл:очьни с Сьрлуп"';;;;; по нал;:.. лч. p:¡.::ч;ч..ч . лталг , ;.ор/'ч:;.

н. Пояуе; кие г рачлле тлоргтн'лчнл.о разработки н результаты эксперименте/.:» .v< лсоледо?;.! .: нененнлу' •ген ¡¡{> : лнно l а:::;: пауинп-нсследогатсльс;':..'.; ;: он; ,т; .о-::олстру;.': тлен.ч работ, : нрпр-ло:п:ь:х на :.;о цолгсге;-чег.; стал-■> .;:■■• чн..о;л;л f; í.¡ ''.J :....?-

lP.Jc.irorp.-гя;, .i" .' ' лрлнч ч ir

(г.Ростсг i .а Дону), oaePnáLyp . . . i Î, :v.C'í еп^цЛЬ*Отра>:с

(r.jibLOE) .

Lryrñr",:f t■а."'o~:'. i:c-!On с л.лн / ri.-ry- -.7.V:: pa)htw докладкеалие:. н e:íoy лчлисл ¡,; Ve —.-\-4¡:x нлнн ;л. ч, чл :; 'cv.f.rncp'.'.yvax по упрччРн.Л' зуб''.тих нлрнла ■ : 2.1 ■ л. г< г.нар а (вочгарг.«:), ч Iv'67 г. г.нлр: ни и'''Лнлрн н , л "л"J г. .< г.,.рсз-дек (Германия), ь 1С Г.. г. б г.'. л..сна снуЛ;-;н Беларусь), на Есссо'лонкх íip.y.'HO-Tex! плески ; ко:, срс у нл' . сен; нарах го 'летал-доЕедепчо, ;. ечалло н:сч!"з, гр~: р. еенп. г л : р^ч-чинн' терчг лс-кон и хиш'ко-терничлекоп енбработн:; . ■ л ч л г ; ■ и. .ал'руч'лнта г ?.нч сие duel, Б£о, ко: гг.;, ..oei'r, i-c.'L, , , -г;- ¡т.) Челябинске ihJiZ, lia;., IV14 ггч ■, jOH1 «тлл: , 1ли , ].л2, 1989, I2C0, ÏÏ.C-Z гг.;, :>', ü.r.V. l.VJ? vu), .'«паки (1983 г.), Чебоксарах ССЬ'. г. ïo.-f.;T.T v : ••:af-кале (К8У г.), Леплнгргге ( 1, ICf. :-г. ' , лау. аасн г.)

Куйбьилепе (IÎOj г.), /уОцоЕСке ÍIC'.'I г.), '-урс:а ЛССТ р.), Ьар-кауле (K9I г.), аогокулпецк.; ÍK11 г. ), -vo:r',: ч'-г.;, пс прочности, пласт::'.;:, осл л ллллсос^Лл.ч' -■. • i4'i>, гг.Севастополе (Ué;3 г.,, ..;л:;.-,л:ч; (I.; л.'-, ..у 1 л : л (1€07 г.), по н'тч' уо:т за:., конто л: " --н-" л-цеского состоя..:',' :."л:ср::алоп г. лн.лл 1 ......

чно-техкпческом совещании ГКЬТ СССР з г.Сзердлозске (1936 г.).

11атер;:алы £лсзер?ацкя обсуждались ка расширенном научном змкнаро та-,'одр "жхгпкк :.гетад;гов" и "Хетаг.г.ородоная, обсрудо-ания'й технологии тер:.:;;чес::ой сбргботги металлов" Кг.огского олитехнического института (1391 г.), к а нэугкэ-тохнкческсм овете Лкадемичесхого •шуч::о-?ех!::г-геского центра "'.лгериаяозе-энке" ¡¡огот'.ского отделен:::! ^'Гсенернсн Лкасс.:х:: России (Т991г.).

Отдепы.уз этап; работы п::спэкирэ1з>:;;сь :;а ЗД.-л СССР (_~9£о, ¿89 гг.}, m I Зоссо^лчог.: ."".-¡курсе *а г.учл:о ргбстк по позвени») надежности гл:о':;:острон;г;;:ьно:: продукции (1939 г.) (от.:е-эны поощрительными диплом.";.:::), на . ¡ехдупчрэдкэ;: пу.сгазкс тор-кческо!"' оборудование y.i »х-клуьародкого конгресса го тор;::.-есной обработке катертгсв {г."ос:сез, i99c г.), ка ^дасдукарэд ых конференциях "..ронзг-одстю и упрочнение трансмиссий" г.Хиросима, Япония, 199: г.), "Износостойкость материалов^!" г.Орландо, Сь-1, 1991 г.).

JyO лякшии. Основное cor.eps'-xize диссертации отрэ^онс 2 I работе, з 7 парегпстрфоэакких ВНГ:!Д отчетах, внполнанпкх од нау-лаге руководствзк автора и при его непосредственном уча-гни. Список r>c::or-:-:irc публикации г.о теме диссертации прнЕеден конце автореферата. .Тоit'.": список печатных работ по теме ключей в перечень литературы, приведенный п диссертации.

Струхт'тл и ой работы. Работа состоит

з введения, о гт?«, сакл"-'с:';:г: и приложения. Ока содержит >65 страну осагжого тркстз, 34 таблицы, 149 рисунков, нисок испо-!ьэога|.-;-;:> литературы из ' 420 наименовании, хтри— ожени.ч на 'У! отраницлх.

Лредп-осм"ки :: проводил1? рэботи, разработка оборудования, затерт,-ц, ?йч:1олог;!чс-ск;.-г? режиму и метода исследования

пиал.:-» лит-фятур'.гх ланнпх показывает, что содержание зэта ч ^нтр^цемснтозаипо:: с л по сгрчничнрается из-за

rncnoov;: '~'.>рл-!0ганнл дг.t.;kt-i в тедо "темной составляющей" и [■VP'!,!'; . р -г-а 'пг-аемастн. j тоже гремя и получить более 0,5--low " ¡./упио-нем слое не удавалось.

В работах, выполненных нами, получены качественные нитро-це.ментоЕанные слои с содержанием азота 0,5—1(при углерот де 0,7-0,8?).

Высокое содержание азота в слое достигнуто в результате применения разработанного инжекторного способа подачи аммиака в печь, обеспечивающего формирование в атмосфере печи повышенного азотного потенциала.

Качественные нитроцементованные слои с высоким содержанием азота получены за счет предотвращения деазотирования и снижения е печи кислородосодержащих компонентов..

Анализ проведенных нами исследований показал, что насыщение нитроцементованных слоев низколегированных сталей азотом 0,5-1,0$ (при углероде 0,7-0,8£) позволяет предотвратить образование трооститных выделений и сформировать структуру с большим количеством азотистого остаточного аустенита по всей толщине упрочненного слоя. При отом обеспечивается повышение изгибной усталостной прочности и контактной выносливости нитроцементованных слоев, по сравнению с обработкой по технологии нитроцементации, предусматривающей насыщение диффузионных слоев азотом до 0,4%.

Анализ предварительных исследований технологии нитроцементации с высоким азотным потенциалом показывает ее эффективность.

В связи с этим, представляло большой научный и практический интерес проведение дальнейших исследований влияния азота е нитроцементованных слоях конструкционных, инструментальных., порошковых сталей и бинарных сплавов с содержанием азота 0,Ь-1,0% и выше при концентрациях углерода О 1,2',о г.рн различ ных температурах закалки на структуру, кинетику образования, фазовый состав, физико-химические, .физико-механические свойства (твердость, пластичность, ударная вязкость, теплостойкость, хладостойкость), величину закалочньтс- деформаций, эксплуатационные свойства (изгибная усталость, контактная выносливость, износостойкость в условиях ударно-циклического контактного гружения и при трении скольжении, сопротивляемость заедаш-ш), природу физико-механических свойств, кинетику изменений струк туры, сеойств и механизм разрушений при различных испытаниях с целью разработки эффективных технологий нитроцементации с

высоким азотным потенциалом для деталей машин и инструмента. Для достижения указанной цели разработаны инжекторные системы подачи технологических газов в нитроцементационных промыл-ленных печах.

В качестве основного материала для проведения исследова*-ний использовали специально выплавленные бинарные сплавы Ре -Сг * Ре - Мп. , ?е - вс , Н -На , Ре -В , ?е~/А , Ре - А£ , ре -Си , конструкционные (16-ЗОХГТ, 20ХНР, 20ХГНР, 40Х, 20ШЗА, 20Х2НЧА, 25ХГНМТРЧ, ШХ15), инструментальные (У10А, 4Х5МФС, 5ХНМ, 5ХНМВФ) и конструкционные порошковые высокой плот-■гссти (СП10Д5, СПЮД2НЗ) стали.

Химико-термическую обработку образцов и деталей осуществляет в камерных универсальных печах, одно и двухрядных безмуфель-1ых агрегатах с подачей технологических газов через инжекторные системы, рабочей намере установки для высокотемпературной рентт генографии.

Регулирование углеродного потенциала печной атмосферы осуществляли системами "Реоцс", азотного потенциала - по количеству остаточного аммиака, анализ состава газа производили на хроматографе "Газохром-3101".

Оценку условий охлаждения деталей при закалке и определе-ше скорости охлаэдения шестерен производили в соответствии с ТМ 37.002.0224-76.

Металлические изделия подвергали нитроцементации при 870+ :0°С о непосредственной закалкой от 820 * 890°С. Время нит-юцементации составляло 1,5 ^ 12ч. Закалку производили в !асле МЗМ120 с температурой 150°С.

Приведены расходы технологических газов в нитроцементаци-|нных печах по различным вариантам.

Комбинированную термическую обработку стали - высокотем-:ературную нитроцементацко и лазерную закалку проводили путем бработки нитроцементованных образцов на неодимовом лазере в роблемной лаборатории кафедры неорганической химии МГУ.

Для выбора рационального равновесного состава нитроцемен-ационной атмосферы проводили термодинамические расчеты х'ими-еских реакций взаимодействия газ-металл с использованием ме-ода половинного деления на ЭВМ "Искра-1256".

Для исследования структуры, фазового состава и механизма

формирования нитроцементованного слоя применяли методы исследования: металлографический ( Neophot - 21, КИМ—8), элек-1 тронномикроскопический (ЭМ-200, ЭМР-ЮОЫ, УЭМВ-ЮОК), элек-тронографический (ЭГ-IOQA), рентгеноструктурный (УРС-55, ДРОН-2, ДРОН-ЗМ), высокотемпературной рентгенографии (установка кафедры "¿изики металлов" Киевского политехнического института), микрозондовый, фрактографический ( Stereoscan - 150 фирмы Cambridge Instrumenta, KB 501 STEH, Vg Microscop LTD, PS EM 505 "Filips", Stereoscan 200 ¡Лс2 ),

диламетрический ( Dl-1500 ULVAC Sinky-RICO ),

потенциодинамический (11-5848), эмиссионный спектральный (ЛАУ--I,МФС) фазовый химический.

Исследования физико-механических свойств нитроцементован-ных.слоев включали: определение твердости (Роквелл TP 2018 ГОСТ9013-59; Виккерс Г0СТ2999-75 на приборе vtolpert. фирмы AMSLER при нагрузке 50Н), микротвердости по методу восстановленного отпечатка (Г0СТ9450-76 на приборе ÍC.1T-3 при нагрузке IH), испытания на ударный изгиб при нормальной (20°С) и пониженных (-20 + -70°С) температурах, определение упругих и пластических свойств (на приборе "Глубиномер интерференционный 270").

Экспериментальные данные по твердости обрабатывали на основе регрессионного анализа на Эй,i iiü-1033. Исследовали линейную модель зависимости не выше второй степени по двум переменным:

Ф = а0 + «jXT +сг2х2 + + + сгох! •

где Ф - исследуемое свойство (показатель) сплава в физических единицах, в рассматриваемом случае - твердость;

Û.Q, (2j.... CL ¿ - искомые коэффициенты модели, определяемые в процессе обработки экспериментальных дан ных;

Xj и Х^> - процентные содержания в исследуемом сплаве углерода и азота соответственно.

Для определения зависимости твердости от содержании азота и углерода на ЭВМ ЁС-ЮЗЗ был разработан пакет прикладных программ адаптивного регрессионного анализа.

Испытания на усталостную прочность при изгибе зубьев 1естерен ( т. = 4 + 12мм) проводили на гидравлическом пу-[ьсато^р " 2. ДйРИ-10" при частоте IООО циклов а минуту на ¡азе 10 циклов.

'. Испытания шестерен при циклическом приложении нагрузки мполнялись при схеме и условиях нагружения, максимально при ;лижаю>дихся к эксплуатационным п соответствии с Г0СТ25.507-85, '0СТ25.502-7Э, Г0СТ25026-78. Испытания на контактную вын'осли-юсть нитроцементованных сталей и исследование кинетики развития юверхностных и глубинных разрушений проводили на образцах-ройках и натурных зубчатых колесах в соответствии с требования.«! 0СТ25.501-78. Испытания роликов проводили на экспернменталь--:ой установке, представляющей собой четырехроликовую трехкон-актнуга машину с принудительным вращением центрального испыту-мого ролика, в режиме качения с 10%-ным проскальзыванием на

•7

азе 10 циклов.

Зубчатые колеса ( ль = 4 4- 10мм) испытывали по метоци-:е НАГЛ на стендах, работающих по принципу замкнутого энерге-ического контура, а также на тракторах в условиях рядовой экс луатации.

Испытания шестерен на ударно-циклическую контактную прочесть проводили на инерционных стендах, работающих по принципу втоматического повторения циклов включения и выключения пере-ачи.

Для исследования кинетики структурных превращений при ис-ытаниях и механизма изнашивания нитроцементованных слоев на орцах зубьеЕ при /У = 100 включений начальные скорости со-даренлк и последующего проскальзывания зубьев изменяли в пре-елах «Л = I - 7м/с.

Разброс оценок износостойкости торцов проводили по сред-еквадратичноиу отклонению и коэффициенту вариации. Апроксима-ия для каждой кривой износостойкости и соответствующей проиэ-одной производилась с помощью кубических сплайнов на сетке <¡0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2) .

Испытания и исследования износостойкости нитроцементован-ых слоев при трении скольжении проводили на лабораторных ус-ановках, при стендовых испытаниях и в условиях эксплуатации убчатых колес в соответствии с требованиями Г0СТ23.205-79.

Испытания.на машине трения С1ЛТ—I проводили по схемс трения плоского образца о вращающийся ролик при постоянной нагрузке на образце равной 2кН и скорости скольжения трущихся поверхностей ¿Л = 1,3м/с. Испытания на машине трения СМД-2 прово- • дили в режиме трения скольжения (усилие Р = 2кН, скорость вра щения образца п, = 600 об/мин, скорость скольжения 1,3 • м/с, база испытаний 4 •10^ циклов).

Сопротивление заеданию зубчатых колес оценивали при стендовых испытаниях. Закалочную деформацию определяли по изменению прорези в образцах Френча, а также непосредственно на зубчатых колесах по разности внутреннего диаметра шлицевого отверстия, ширины шлиц и постоянной хорды зуба (толщина зуба).

Оценку долговечности шестерен проводили на основании стендовых и натурных испытаний в ГСКБ ПО "ВРГЗ" (г.Волгоград), Ш "МТЗ" (г.Минск), ПО "ИЗ" (г.Ташкент), ПО "Х13" (г.Харьков), ПО "ГАЗ" (г.Нижний Новгород), ПО 'Чш'ЬАШ" (г.Ижевск), а также полевых испытаний на опытных станциях ШЮ "НАИ1". Испытания буровых долот проводили в ГСКБ 110 "УралБурмаш".

Исследования долговечности нитроцекентованных кулирных клиньев из стали УЮА осуществляли непосредственно на плоскофланговой вязальной машине в условиях рядовой эксплуатации.

Анализ процессов взаимодействия газовых сред с поверхностью сталей при нитроцементации.

Проведен анализ и термодинамические расчеты условий равновесия нитроцементационной атмосферы с высоким азотным потен циалом с различными добавками природного газа с поверхностью углеродистых и легированных сталей. Выполнение таких расчетов заключалось в определении парциальных давлений газовых компонентов атмосферы (С&-С02-Н2-НгО-СН4-л/2 -л/Н3 ) при данной температуре путем решения системы уравнений, включающих константы равновесия основных реакций, протекающих ме*ду компонентами смеси с азотом и углеродом аустенптп, а также дгп дополнительных балансовых уравнения. Для двух температур (<У0 и 890°С и для разных.составов газовых смесей приподоны кодограммы равновесных парциальных давлений всех компонентов по отношению к различным содержаниям углерода и азота в углеродистом и легированном аустените. Совместный анализ расчетных и гженери-

ментальных данных показал, что в области ^ - твердого р,".створа концентраций азота можно управлять с поморья достаточно малых содержаний остаточного аммиака, а углерода по влажности или двуокиси углерода в атмосфере печи. Б случае образования карбонитридов наблюдается отклонения расчетных и экспериментальных данных, что не позволяет управлять концентрацией углерода и азота в нитроцементованном слое исходя из параметров хазо-еой фазы, lia основании проведенных исследований и выполненных термодинамических расчетов разработаны рекомендации по оптималь ным добавкам аммиака и природного газа при нитроцементаиии с вы соким азотным потенциалом с введением рабочих газов через инхек торные системы.

Проведены исследования и анализ кинетики диффузионного насыщения углеродистых и легированных сталей азотом и углеродом при высокотемпературной нитроцементацни с высоким азотным потен циалом при различных временах процесса 1,5 Установлено,

что при высоких азотных потенциалах при проведении нитроцемента-ции, в пределах ^ - области, азот ускоряет скорость диффузии углерода. Расчеты численных значений коэффициентов диффузии углерода в низколегированных сталях путем обработки экспериментальных данных распределения углерода показали, что при /У = 0,50,62 ( С = 0,75-0,80',I) скорость диффузии углерода увеличивается в ~ 1,5 раза, при V = 0,8-1,0£ ( С - 0,75-0,603) -в — 2,5 раза. При высоких азотных и углеродных потенциалах наблюдается некоторое ускорение скорости диффузии азота. Так при л/ = 0,8-1,0« увеличение содержания-углерода до 0,75-0,805 способствует повышению скорости диффузии азота на 20-30«. Наибольшая интенсификация нитроцементации с высоким азотным потенциалом имеет место при"проведении процесса при потенциалах насы цекия, обеспечивающих образование и рост в поверхностном слое дисперсных карбонитридов Рел(Сд/) в начале процесса, после прогрева деталей, и в режимах с переменным углеродным и азотным потенциалом газовой атмосферы;

исследование структуры, кинетики образования, фазового

•л химического состава нптроцементоранного слоя.

Методом высокотемпературной рентгенографии изучен механизм î кинетика формирования диффузионных слоев непосредственно при

высокотемпературной нитроцементации и после охлаждения.

Показано, что процессу образования фаз при нитроцемента-ции предшествует насыщение аустенита до предельной концентрации, определяемой равновесной диаграммой состояния системРе-л/ или Ре-С , в зависимости от величины азотного и углеродного потенциала. Уже на первых пяти минутах процесса исходная еС - фаза поверхностного слоя насьгщаетйя азотом и углеродом и превращается е аустенит. В процессе выдержки при 80 мин фиксируются только линии X - фазы. При последующей закалке в низкоазотистом аустените происходит значительное диффузионное перераспределение углерода и азота в аустените, в результате чего его обедненная часть превращается в мартенсит, а обогащенная - стабилизируется и сохраняется в виде остаточного аустенита. Высокоазотистый аустенит при охлаждении частично претерпевает эвтектоидный распад с образованием <<■ и ^ - фаз. Кроме того, при понижении температуры азотистого аустенита в процессе охлаждения происходит и понижение растворимости в нем, в результате чего имело место образование £ - фазы. <Г - фаза непосредственно при нитроцементации формировалась в аустените в случае образования окислов.

Проведено исследование структуры, фазового состава и физико-химических свойств нитроцементованных слоев конструкционных, инструментальных, конструкционных порошковых сталей и бинарных сплавов с содержанием азота 0,2-1,0« и выше и углерода 0,5— 1,2%.

Установлено, что при высоких содержаниях азота > 0,51,0% и углерода 0,87» образование слоя происходит на базе системы Рб-л/ , а при высоких концентрациях углерода 0,91,2% и азота ^ 0,5-0,6% действует система Ре-С с образованием карбонитрида на базе цементита.. Предельным состоянием при высокотемпературной нитроцементации с высокой концентрацией азота и углерода 0,8? является с5 - кпрбонитрид.

В нитроцементованных слоях с высоким содержанием азота выделения в сталях 18-30ХГТ, 20ХПР, 20Х1иР, й)Х(13А, 20Х2;[ЧЛ, 25ХГШТРЧ, 40Х, ШХ15, 5ХНМ, 4X5!,¡X, бинарных сплавах ?1-Сг , ре-Мл- идентифицированы как специальные нитрил,1 Мл/ со структурой Ву типа л/а С1 сложного состава, комплексные нитриды типа ( , И )4 /-/ пли упорядоченные структуры

.состава £е3 Мл/ с решеткой перовсккта. 3 сталях УМ, СП10Д5, (СП10Д2НЗ, бинарных сплавах Ре-В . Ге -51 • Рв- Ж» Мо »

Ре-Си • Ре - А? избыточные 'выделения представляют собой комплексные кубические нитриды. Определены физико-химические ссойстза и структура нитридных фаз з зависимости от содержаний в диффузионном слое азота, углерода, легиружщкх -элементов.

На основании проведенных фазовых химических и потенцисдина-мических исследований показано, что легированность твердого раствора и - фаз азотом, с увеличением общего содержания азота и уменьшением углерода в нитроцементозанном слое, повышается. С увеличением содержания азота в матрице диффузионных слоев снижаются потенциалы начала растворения и критический ток пассивации, расширяется область пассивации, а ото обеспечивает повышение коррозионной стойкости нитроцеменгованных сталей.

С увеличением содержания азота и углерода в нктроцеиентеган ных слоях повышается количество нитридных фаз. При содержаниях л/7 0,7%, 1,0-1,27= С и /Л-1,02, 0,8-1,Ой С возмож но образование нитрг.дной сетки и скоплений нитридов в поверхностной зоне диффузионного слоя. Размер нитридов от 1,5мк до 5нм и менее. Показано, что легирование нитроцементованных слоез азотом до 0,5-1,02 при 0,5-0,82С и до 0,7-1,02 при 0,9-1,2/о С предотвращает образование при закалке по всей толщине /прочненного слоя трооститных и бейнитных структур. Установле-10, что с увеличением содержания азота в твердом растворе нит-роцементованпого слоя от 0,2 до 0,87 увеличивается количест зо остаточного аустенита и параметр его решетки, тетрагонально-:ть мартенсита и его устойчивость к самоотпуску в процессе завалки по всей толщине упрочненного слоя. Повышение легирован-юсти нитроцементованных слоез азотом обеспечивает измельчение 1устенитного зерна и снижение степени разнозернистости.

Снижение температуры закалки до 820°С способствует увели-юниго количества нитридных фаз, а повышение температуры до 390°С вызывает увеличение количества остаточного аустенита и даны игл мартенсита.

Изучено влияние азота на тонкую структуру К и - тверда растворов нитроцементованного слоя. Показано, что с увеличением содержания азота в диффузионном слое от, 0,2 до 1,02 по-ышается в мартенсите количество двойников, снижается уровень

микронапряжений и упругих микроискажений в аустените и мартенсите, увеличивается плотность дислокаций до При 0,7-1,0% л/ в аустените формируется субструктура. Размер блоков по данным рентгеноструктурных и электронномикроскопи-ческих исследований составляет 70-100нм.

Электрокномикроскопические исследования нитроцементованных слоев сталей позволили установить некоторые закономерности формирования структуры. Выявлено большое количество выделений разной дисперсности и формы (размер составляет от 100 до Ьнм и менее) ориентированных относительно матрицы в соответствии с соотношением (OOIty II (0II)MV , [юо]ял)Н [iio]^ .Наряду с увеличением дисперсных нитридних выделений в нитроцементован кых слоях с содержанием азота в твердом растворе 0,3-0,Е$ обнаружены области в виде мелкой ряби. Па электронограммах, полученных от участков фольги с мелкой рябью, наблюдались только рефлексы матрицы. При этом, на матричных рефлексах обнаружено диффузионное рассеяние в эиде тяжей вдоль направлений ["lOOj , что обусловлено образованием тонкодисперсных выделений, когерентных с матрицей или зон Гинье-Лрестона, Толщина их оценива лась по длине тяжей и составляла 3-5нм. В некоторых участках матрицы нитроцементованных слоев с содержанием азота в твердом растворе 0,6-0,8?» на микроэлектронограммах имели место размытые кольца. Весьма размытые интерференции дают основание.предположить , что при высоком содержании азота в нитроцементованных слоях в определенных областях матрицы образуется квазиаморфная и ультрадисперсная структура.

Проведен термодинамический анализ процессов взаимодействия нитроцементационных атмосфер с легированным аустенитом, включающим расчеты изменения растворимости легиру-оцпх элементов внедрения { Oz , Мп , Mo и др.) на границе фаз ауете-нит-нитрид. Результатом расчета явились изотермические разрезы диаграмм растворимости fe - Расчеты показали, что

если под влиянием легирующих элементов растворимость азота на границе с S - нитридом повышается, то на границе со специальными нитридами M л/ существенно снижается, lia базе термодинамического анализа процессов взаимодействия нитроцементационных атмосфер с легированным аустенитом нкзколегировэ!них сталей и бинарных сплавов, а также анализа микроструктуры, 4апо-

вого состава и физико-химических свойств поверхностных слоев, тредставлена кинетика формирования диффузионного слоя с пози-дий механизма внутреннего азотирования. Показано влияние на леханизм и кинетику внутреннего азотирования легированного аус-генита количества азота, углерода, легирующих элементов, температуры закалки и времени химико-термической обработки. С увеличением содержания углерода и кислорода в нитроцементованных злоях с высоким содержанием азота, снижением температуры закал-м, увеличенном времени процесса возрастает количество Еыделе-шй размером 0,05-1, аж, уменьшается количество дисперсных выделений, зон предвкделений типа зон Гкнье-Престона и областей с ультрадисперсной, квазиаморфной структурой.

Анализ проведенных исследований показал, что легирующие элементы, растворенные в аустените, оказывают влияние на со-;ержакие азота в нктрцдннх фазах и твердом растворе, а также га кинетику роста диффузионных слоез при нитроцементации ста-геЯ. Увеличение содержания в сталях Сг . М"-. и сяо-¡обствует увеличению количества крупных карбонитрндов, снижению количества дисперсных выделений и зон предвыделений типа Т1. Наибольшее количество дисперсных нитридов и зон предвкде-[ений наблюдается в никельсодержащих сталях 20ХНЗА, 20ХНЗА, ЮХ2НЧА, 25Шь!ТРЧ и сплавах Рг - Сг (1,2£), Н -Мо (0,4* >,В%), ?е - (1,7; 3,4%), н - № (0,234%).

Рассмотрена термодинамика, кинетика и механизм взаимодей-:твия легированного аустенига-с кислородом при высокотемператур [ой нитроцементации с высоким азотным потенциалом. Термодинами-? :ескими расчетами, металлографическими, злектронографическими : микрорентгеноспектральными исследованиями показано, что прочее внутреннего окисления протекает преимущественно в режиме збирательного окисления легирующих элементов ( Сг , Г1л и £с ). Установлено, что при избирательном окислении образуются пинели типа . Причем, при влажности -6 * -8° шпинели

основном обогащены хромом, а при -10 г- -15°С - марганцем и ремнием.

Показано, что наряду с влажностью печной атмосферы насы-ение кислородом при нитроцементации интенсифицируется при ротекании деазотировпния. Представлены особенности строения физико-химические свойства фаз, формирующихся при избирате-

льном окислении.

Исследованы механизм и кинетика изотермического превращения переохлажденного аустенита, построены термокинетические диаграмма:.

Установлено, что с увеличением содержания азота в аусте-ните нитроцементованного слоя повышается устойчивость переохлажденного аустенита в области перлитного и промежуточного ■ превращения, что обуславливает повжение прокаливаемости диф-' фузионного слоя. Проведено исследование влияния азота в нитроцементованных слоях на изменения в структуре при отпуске. Показано, что с увеличением насыщения нитроцементованных слоев азотом происходит замедление двухфазного распада мартенсита на I стадии отпуска, посыление устойчивости остаточного аустенита к распаду, особенно при увеличениях времени, и тетрагональнос-ти мартенсита на всех стадиях отпуска. С увеличением содержания азота до 0,7-1,02 остаточный аустенит сохраняется еплоть до 450°С, тетрагональный мартенсит до — 500°С. Остаточный аустенит при содержаниях азота в твердом растворе 0,3-0,® на всех стадиях отпуска распадается на мартенсит отпуска, при 0,1-0,85*/ на нижний бейнит и трсостит отпуска.

Проведены исследования влияния азота в нитроцементованных слоях, подвергнутых обработке холодом при -4С г- -196°С на из-• менение структуры и фазового сосгага. Установлено, что с ловы-шением содержания азота в диффузионном слое степень превращения остаточного аустенита в мартенсит (пластинчатый высокоазо-тоуглеродистый не от пущенный) значительно снижается. 11ри обработке холодом при -40 1- -70°С количество аустенита в слоях с содержанием азота 0,5-1,ОД уменьшается только на 10-1а2, после обработки при -19б°С количество азотистого аустенита составляет 40-502.

Влияние азота на физико-механические и эксплуатационные свойства нитроцементованных конструкционных сталей.

Приведены результаты и анализ исследований влияния высокого содержания азота в нитроцементованным слое конструкционных сталей и бинарных сплавов при различных концентрациях углерода, времени процесса, температуры закалки, развитии избирательного окисления на физико-механические (твердость, плас-

личность, ударную вязкость, теплостойкость, хладостойкость), жсплуатационные свойства (изгибная.усталость, поверхностная I глубинная контактная выносливость, износостойкость в уело-шях ударно-циклического контактного нагружения и при трении :кольжении, сопротивляемость заеданию), природу физико-меха-[ических свойств, закономерности и механизм разрушений при ис-;ытаниях.

С применением регрессионного анализа экспериментальных .энных твердости нитроцементокэнкых слоев исследуемых сталеП кведень; уравнения. Лолученные формулы с помотью специально азработанной программ,; отображены номограммами, поз золящими ля определенной скорости охлаждения установить области кон-ентраций углерода и азота в упрочненном слое, в которых обес-ечивается необходимая твердость. Анализ экспериментальных да-ных показал, что с увеличением содержания азота в тверлом ра-творе от 0,.?9с.1,Сл возрастает твердость нктроцементованных лоев сталей и бинарных сплароз. доказано, что формирование вердости, наряду с твердорастворны;,; упрочнением, з зкачитель-ой степени определяется образованием дисперсных нитридов, зон редЕыделений типа Гинье-Лрестона, областей с квазиаморфной, яьтрадиспсрсьой структурой, повышенной пяотпостьм дислокаций формированием субструктуры. Процесс упрочнения нитроцементо-анного слоя с высоким содержанием азота рассмотрен с позиций эханизмоз дисперсионного твердения.

Диализ результатов испытании нитроцементованных слоев на 1кротвердость вдавливанием по методу невосстановленного отпе-1тка показал, что с увеличением содержания азота в твердом -ютьере характеристика пластических свойств (микропластично-'ь) диффузионного слоя возрастает. Структура с высокой мик-шяастичносгью характеризуется наличием когерентных выделений, >н прелвнделений типа Гннье-Лрестона, областей с квазиаморфной, [ьтрадисперсной структурой, повыаонной плотностью дислокаций субструктурон.

Испытания нитроцементезапных образцов на ударный изгиб по зали, что с увеличением содержания азота в диффузионном слое рыпается ударная вязкость при нормальной температуре и пони-ется уровень ее падения при отрицательных температурах. По пннм ^рактогра^ичоского анализа ударных образцов, установке-

но, что диффузионные слои с высоким содержанием азота обладает больней локальной пластичностью при разрушении.

Анализ-результатов исследован;'.:': отпускоустопчивости нктро-цзментованных сталей показал, <-;?о о::а увеличивается с повышением содержания азота от 0,3 до 1,0" на ЮО°С. представлен механизм влияния азота на отпускоустопчпЕССть стали.

Приведены исследования влияния азота г, нптроцемектованных слоях от 0,2 до l,0"i при углероде О,J-1,2/! i.a усталостную прочность зубьев шестерен (т. =4-12 :.::.;) при изгибе. При содержании в диффузионных слоях 0,ii—X.GT азота усталостная прочность зубьев шестерен повышается, по сравнен;:» с китроцемептацпеп с содершгисм 0,2-0,4% азота. Установлю ;о, "то с уьолзчек;:«: количества в нитроце.'лентованных слоях азотистого остаточного аус-тенита и степени легированностп аусгенита и мартенсита азотом усталостная изгпбная прочность зубьев иозраетаот. .адонис температуры закалки до С£0°С, сн;п:еы:е конце: гтрацп;: а.зота до 0,и-0,6%, уменьшение содержания углерода до 0,0-0,1:!.' п гошаоанс до 1,0-1,2% в диффузионном слое способствуют понижение ;::!"пбной усталостной' прочности. При одинаковые содержаниях в диффузионных слоях остаточного аустенпта, усталостная прочность зубьев шестерен возрастает с увеличение:,: легированности твердого раствора азотом и повышением микротвердостп в галтели зубьев на ■ толщине до 0,1" мм. Анализ фрактогра^ичеекпх ¡;сслодоеш:!:П изломов зубьев нитроцементованных шестерен показал, что усталостное разрушение диффузионных слоев с высоким содержанием азота развивается по механизму, напоминаюцему слияние мнкропор, вбяизв очага разрушения наблюдаются следы многосменного скольжения, т.е. обладает большей локальной властностью пр;: разрушении.

На основании результатов про веде: :i.kx исслодоог;!*;! установлено повышение поверхностной и глубгачгой контактно!: rt:: :ос ли гости , износостойкости при ударло-цлкапческом ко:тс:пл.:,:.' :т;пру-е-нии и трении скошшнии, сопротивг.яо-лост.; зкодаи ач ::."v;'e:>e ли1.-товашшх слоев конструкционных стале;': с сс-цор '":...cv »г ох. С, >-1,0% при концентрации углерода 0,:3-1,2% по срап:и /л с угуо-.е-нием по технология:.: цементации :: нитроцо:хнтацнп с оо;:г-р ■ ;.. 'е;.: азота 0,2-0,4%. Показано, что контактная прочность, пз:'ое,.чтонкость при ударно-циклическом контактно-.: керругс.-/..: '■; трое г. г скольжении, сопротивляемость заоддеиго уголкииваотся пр:; поды-

! J

иекии в структуре нитроцементованного слоя количества азотис-;топо остаточного аустенита и степени легирОЕанности матрицы азотом. Испытания тяжелонагруаэкных зубчатых колес показали, что наиболее высокая устойчивость к образованию поверхностных контактных разрушений и сопротивляемость заеданию нптроцемен-тованных слоев имеет место, когда в приповерхностных зонах формируется структура с содержанием азотистого остаточного аустенита 70-902 и твердостью G30-750HV ; к образованию глубинных контактных разрушений наблюдается при содержании в зоне с минимальным запасом циклической прочности 40-707 азотистого остаточного аустенита и твердости 650-B00HV .

Наиболее высокую износостойкость и меньшую интенсивность изнашивания при ударно-циклическом контактном нагру:::ении и трении скольжении имеют нптроцементованкые слои шестерен с наибольшим количеством азотистого остаточного аустенита и степенью его легированности азотом по всей тотгцпне диффузионного слоя.

Снижение температуры закалки до 8£0°С, уменьшение содержания азота до 0,5-0,52 и углерода до 0,5-0,62, повышение концентрации углерода до 1,0-1,27 способствуют понг.'кеннга поверхностной п глубинной контактной выносливости, износостойкости при ударно-циклическом контактном нагруг.енип и трении скольжении, сопротивляемости заеданию. При одинаковых содержаниях ос-таточкого аустенита наибольшую контактную выносливость, износостойкость при ударно-циклическом контактном нагружении и тре-н::и сколь"'.'-;:::::, сопротивляемость заеданию имеют нитроцементо-ванпые слон с более высокой легнрованностью матрицы азотом и твердостью.

Представлены результаты исследований изменений структуры :: сгопстп гг.'.-'роцемептовапных слоев с различным содержанием азота в процессе 1:с!:.чта.: :,!: и их влияние на кинетику и механизм усталостных разрушений. ¿оказано, что нитроцементованные слои кочструкщ'.о'лгчх сталей с содержанием азота 0,5-1,02 в процессе испытаний обладают способностью к большему приросту твердости за счет протекающего де'ррглцаопиого упрочнения азотистого аустенита, п г.ме^т бсгсе вксокуо стабильность остаточного аустенита к г:ренра':ен:'ю в мартенсит пеГюрящт: и мартенсита к разупро-"I.CHM при испытаниях, чем малоазотпетые слои. Таким образам, в процессе испытаний нитроцементованные слои с высоким содержанием азота пгеют высокую твердость при сохранении пластичности.

Это, в сеою очередь, как показал анализ исследований кинотики изменений структуры, свойств и механизма разрушений нитроцеме-нтованных слоев, при различных испытаниях, обусловливает уЕели ченне длительности периода зарождения и развития усталостных разрушений, снижение интенсивности изнашивания. .

Использование разработанной технологи;: нктроцеуентации с высоким азотным потенциалом применительно к инструментальным и порошковым конструкционны:.: сталям, исследование влияния лазерной обработки на свойства нитроцементо-ванкой стали.

Б целях изыскания расширения применения технологии нитро-цементации с высоким азотным потенциалом для упрочнения металлических изделий в машиностроении были проведены исследования влияния азота от 0,5-1,0% при концентрациях углерода 0,51,2% на свойства инструментальных (У10л, оХгГ.1, эХСкЗ}, 4X5;,IX) и конструкционных пороаковкх сталей (С;110Ди, С:1ЮД2пЗ) ■

Показано, что насыщение диффузионных слоев инструментальных и породковых сталей азотом до 0,5-1,0^ при нитроцемента-ции позволяет получать высокую твердость при больших количествах азотистого остаточного аустенита. Наиболее высокая твердость достигается при содержании азота 0,5-0,7/^ и углерода 0,5-

о.те.

Изучено влияние азота в нитроцеыентованном слое на отпус-коустойчивость в пределах 200-700°С в течение 4ч. Установлено, что отпускоустойчивость нитроцемеиторанных слоев с увеличо нием содержания азота от 0,3 до 0,5-1,0$ попьизается на—100-150°С. '

Исследования влияния азота 0,5-1,0£ при углероде 0,51,2% в диффузионных слоях на износостойкость при трепли скольжении показали ее повышение по сравнению с диффузионными слоями с содержанием азота 0,2-0,4'^ и углерода 0,7-1,2ь. наиболее высокую износостойкость имеют нитроцементовонные слои с содержанием азота 0,7-1,0;» и углерода 0,5-0,б,~ь.

Анализ проведенных исследований показывает большие резервы, заложенные в использовании технологии нитроцементации с

(высоким азотным потенциалом для повышения эксплуатационных характеристик изделий из инструментальных и порошковых сталей.

ЛроЕСдено исследование влияния лазерной термической обработки на структуру к свойства нитроцементованных конструкционных сталей, доказано, что лазерная закалка позволяет сформировать структуру с высоким количеством остаточного аустенита, устранить трооститные и бейнитные структуры, повысить твердость, пластичность, износостойкость и снизить интенсивность изнашивания диффузионного слоя. Установлено, что нитроцементованные слои с высоким содержанием азота после лазерной закалки имеют более высокую твердость, пластичность, износостойкость, меньщую интенсивность изнашивания, чем диффузионные слон с низким содер жанисм азота.

Анализ проведенных исследований и испытаний показал, что высокое содержание азота в нитроцементованном слое оказывает влияние на кинетику изменений структуры, свойств и. механизм изнашивания при трении скольжении. Остаточный аустенит в нитро-цементованкой стали с содержанием азота 0,3-0,4£ с лазерной закалкой в процессе изнашивания претерпевает / —» превращение (80-90";',). Образующийся мартенсит деформации является вы-сокоуглеродоазотистым неотпущенным мартенситом, обладающим спо собностью к деформационному упрочнение в процессе изнашивания. Вследствие этого структура, возникающая в нитроцементованной стали с содержанием азота 0,3-0,4'£ при лазерной закалке, обладает более высокой износостойкостью по сравнени-о со структурой до лазерной обработки,-состоящей преимущественно из отпу- . лепного мартенсита. Б нитроцементо ванных слоях с высоким со- -' держанием азота азотистый остаточный аустенит претерпевает в

процессе испытаний на трение скольжение %-»■ об превращение

не более 1С,-*> и обладает большей способность» к деформационному упрочнению, чем мартенсит деформации в низкоазотистых диффу знойных слоях. Более высокий уровень твердости при сохранении большого количества остаточного аустенита в нитроцементованной стали с высоким содержанием азота после лазерной закалки обеспечивает, как показали выполненные исследования, большую износостойкость и меньшую интенсивность изнашивания, по сравнению с низкоазотистыми слоями.

Разработка новых научно-технических решений и юс внедрение.

Приведены данные, свидетельствующие об эффективном использовании в различных отраслях машиностроения разработанных инжекторных систем подачи технологических газов в рабочие зо-. ны безмуфельньгх агрегатов, камерных и шахтных печей, технологических режимов нитроцементации с высоким азотным потенциалом, методик контроля качества нитроцементации, икал микроструктур, руководящих технических материалов, технологических инструкций.

Исследования и анализ кинетики высокотемпературной нитро-цементацик- позволили разработать схемы подачи природного газа и аммиака через инжекторные системы, предотвращающие деазотиро-вание поверхностных слоев и обеспечивающие интенсификация про-, цесса нитроцементации, получение высокого содержания азота по всей толщине диффузионного слоя (на 0,05,ы'до 1,02 и выпе, на О,бет - 0,3-0,555), слоев толщиной до 2,5мм. Сущность разработанных режимов технологии нитроцементации с высоким азотным потенциалом заключается в том, что после прогрева деталей в угле-родосодержащей среде подают аммиак в таком количестве, чтобы поддерживать азотный потенциал возрастающим к концу процесса от 0,1-0,2 до 0,5-1, СЙ через каждые 1-Зч на 0,1-0,22 в зависимости от назначения детали и требуемой толщины слоя. При длительности процесса менее Зч упрочнение ведется при постоянном азотном потенциале 0,5-1,с2. Распределение добавок природного газа осуществляется таким образом, чтобы во время нитроцементации углеродный потенциал в зоне насыщения составлял 1,0-1,2$, диффузии - 0,8-0,92, подстуживания - 0,75-0,(первая технологическая схема) или при постоянном во всех технологических зонах углеродном потенциале 0,5-0,62 (вторая технологическая схема). Количество ступеней с увеличивающимся расходом аммиака назначается 3-5 раз.в зависимости от продолжительности процесса и требуемой толщины слоя.

Разработаны технологические режимы, позволяющие интенсифицировать процессы нитроцементации с высота азотным потенциалом. Это достигается при добавке аммиака в начале процесса в количестве, обеспечивающем образование дисперсных выделений карбонит-рида на базе $15(Сг/) с последующим отключением добавки ам-

!

//.пака и протеканием рассасывания углерода и деазотироЕания с /дальнейшим ступенчатым возрастанием азотного потенциала. В этих режимах предусматривается после прогрева деталей формирование углеродного потенциала на уровне 1,2-1,3$ - азотного 0,3-0,42. Наибольшая интенсификация процесса нитроцементации достигается в режимах при пульсирующих подачах аммиака и природного газа. Эти режимы предусматривают чередующие циклы про цессов обезуглероживания и деазотирования сменяющихся реставрацией этого слоя при высоких потенциалах азота и углерода. После прогрева деталей формируют азотный потенциал на уровне 0,6-1,053, углеродный - 0,8-1,0$. Затем через каждые 1-2ч выдер жки при этих потенциалах отключают добавки аммиака и природного газа. После протекания в течение 1-2ч процессов обезуглероживания и деазотирования снова формируют углеродный и азотный потенциал. Количество циклов выбирается в зависимости от продолжительности процесса и 'толщины слоя. Технологические режимы с пульсирующими расходами технологических газов предусматривают формирование в зоне подстуживанпя азотного и углеродного потенциала с учетом обеспечения требуемых концентраций на поверхности упрочняемых изделий азота и углерода.

ría базе проведенных исследований разработаны рекомендации по оптимальным режимам нитроцементации с высоким азотным потен циалом для упрочнения ряда деталей каиин и инструмента из конструкционных, инструментальных и порошковых сталей в зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик.

Па основании обобщения выполненного комплекса исследований влияния высокого содержания азота на структуру, свойства и особенности разрушения дг.ф¡¡узионных слоев исследуемых сталей и бинарных сплавов предложены легирующие добавки для наиболее рациональных составов сталей для нитроцементации, максимально реализующих эффекты внутреннего азотирования аустенита, разработа ны требования к структуре и свойствам, обеспечивающим повышение ресурса работы шггроцементуемых деталей машин и инструмента, в зависимости от условий эксплуатации. Для повышения ресур са работы зубчатых колес предложено наряду с микроструктурой приповерхностных слоев, твердостью поверхности и сердцевины контролировать аффективную тол дину диффузионного слоя, минимально допустимую твердость и микроструктуру на этой толщине.

Разработаны и внедрены на ряде машиностроительных предприятий технические условия и шкалы микроструктур по контролю качества нитроцементации зубчатых колес в приповерхностных слоях и в зоне с минимальным запасом циклической прочности. Приведены результаты исследований деформаций, испытаний на долговечность тяжелонагруженных шестерен и деталей буровых долот, Показаг-но, что наименьшую закалочную деформацию имеют детали, обработанные по технологическим режимам нитроцементации, обеспечиваю щим наибольшее количество в диффузионном слое азотистого остаточного аустенита с измельченным зерном и меньшую разнозернис-тость.

Анализ результатов испытаний на долговечность шестерен по казал, что обработка по технологии нитроцементации с высоким азотным потенциалом с непосредственной закалкой позволяет увеличить ресурс работы ведущих шестерен конечной передачи и борто вого редуктора тракторов из сталей 20ХНЗЛ, 20Х2Н4А до 34-40 тыс.моточасов (при обработке по общепринятой технологии цементации с закалкой с повторного нагрева ресурс шестерен составля ет 5-7 тыс.моточасов, после нитроцементации с содержанием 0,20,4% азота - 7-3 тис.моточасов), шестерен коробок перемены передач из стали 16-30ХГТ тракторов, грузошх автомобилей до 1215 тыс.моточасов (по серийной технологии нитроцементации ресурс шестерен обеспечивается 4-6 тыс.моточасов).

Экономический эффект от внедрения разработанных научно-технических решений на предприятиях тракторного машиностроения составил более 2,о млн.рублей.

Предложены пути дальнейшего повышения эксплуатационных свойств нитроцементоЕанных слоев с высоким содержанием азота за счет применения лазерной закалки.

Б П В 0 Д Ы

I. На основе экспериментально установленной зависимости азотного потенциала от способа ввода аммиака в печь разработаны инжекторные системы подачи технологических газов в промышленных пс:ах, обеспечивающие высокие азотные потенциалы, что позволило получить нитроцементованные слои на упрочняемых

еталлических изделиях с содержанием азота до Г,0% и выше.

/ 2. Выполнены термодинамические расчеты и анализ экспериментальных данных процессов взаимодействия нитроцементациопных атмосфер с высоким азотным потенциалом с различными добавками природного газа с поверхностью углеродистых и легированных ста лей.

Показана полная возможность контролировать и регулировать концентрации азота и углерода в области ^ - твердого раствора, исходя из параметров газовой фазы.

Па основании термодинамического анализа разработаны рекомендации по оптимальным составам газовой фазы для рациональных процессов нитроцементации с высоким азотным потенциалом.

3. Проведены исследования и анализ кинетики диффузионного насыщения углеродистых и легированных сталей азотом и углеродом при высокотемпературной нитроцементации с высоким азотным потенциалом.

Показано отличие кинетики взаимодействия нитроцементацион-ной атмосферы с аустенитом в зависимости от величины азотного и углеродного потенциала. При высоких потенциалах азота 7 0,7% и углерода 0,82 действует система Рс-л/

При традиционных режимах нитроцементации с потенциалом углерода 0,7-0,92 п азота 0,2-0,42 при пересыщениях образуется карбоиитрид на базе цементита и за основу для анализа надо брать систему Ре-С

Установлено, что при проведении процесса в области ^-твердого раствора, при ступенчатом повышении азотного потенциала к концу процесса наблюдается ускорение скорости диффузии углерода в 1,5-2,5 раза в зависимости от величины азотного потенциала. При повышении углеродного потенциала наблюдается некоторое повышение скорости диффузии азота.

Показаны пути интенсификации нитроцементации с высоким азотным потенциалом при проведении процесса при потенциалах тсыщения, обеспечивающих образование и рост в поверхностном злое дисперсных карбонитридов Ргл(Сл/) в начале процесса, после прогрева деталей, а также при пульсировании подачи,аммиака и природного газа.

4. Методом высокотемпературной рентгенографии изучен меха-

низм и кинетика формирования фаз непосредственно при температуре нитроцементации. Показано, что процессу образования фаз в диффузионных слоях предшествует насыщение аустенита азотом и углеродом до предельной концентрации, определяемой равновесной диаграммой состояния системы Ре - л/ или Ре-С

5. Установлены зависимости между параметрами режимов вы--сокотемпературной нитроцементации с высоким азотным потенциалом и структурой, фазовым составом, физико-химическими свойствами, толщиной слоя конструкционных, инструментальных и порошковых сталей, бинарных сплавов. Изучены структурные механизмы формирования нитроцементоЕанних слоев с содержанием азота

ъ 0,5« и углерода 0,5-1,2% при закалке.

Рассмотрены физические основы конструирования высокоазотистых нитроцементованных слоев.

Расчетным и экспериментальным путем показано, что кинети ка высокотемпературной нитроцементации легированного аустенита сталей и бинарных сплавов, в случае больших азотных потенциалов может быть описана по механизму внутреннего азотирования с образованием тонкодисперсных выделений, когерентных с ' матрицей, или зон Гинье-Дрестона. Рассмотрено влияние на меха низм и кинетику внутреннего азотирования легированного аустенита азота, углерода, легирующих элементов, температуры закал ки, времени химико-термической обработки.

6. Рассмотрена термодинамика, кинетика и механизм взаимодействия легированного аустенита с кислородом при высокотемпературной нитроцементации с высоким азотным потенциалом.

Расчетным и экспериментальным путем показано, что процесс внутреннего окисления протекает преимущественно■в режиме избирательного окисления. Представлены особенности строения и физико-химические свойства фаз формирующихся при избирательном окислении.

7. Исследованы механизм и кинетика изотермического превращения переохлажденного аустенита, построены термокинетические диаграммы. Установлено, что с увеличением содержания азота в аустените нитроцементованного слоя повышается устойчивость переохлажденного аустенита в области перлитного и промежу точного превращения, что обуславливает повышение прокаливаемо-

,СТ1| диффузионного слоя.

! 8. Проведено исследование влияния азота в нитроцементо-ванных слоях на изменения в структуре при отпуске и обработке холодом.

Установлено, что с увеличением содержания азота происходит замедление двухфазного распада мартенсита на I стадии отпуска, повышение устойчивости остаточного аустенита к распаду и тетрагональности мартенсита на всех стадиях отпуска.

Показано, что с повышением содержания азота в диффузионном слое степень превращения остаточного аустенита в мартен-" сит при отрицательных температурах значительно снижается.

9. Проведены исследования влияния содержаний азота, угле рода, кислорода, легирующих элементов, времени процесса, толщины диффузионного слоя, температуры закалки на физико-механи ческие свойства конструкционных, инструментальных, порошковых сталей и бинарных сплавов.

Установлены закономерности изменения твердости, представлен механизм упрочнения нитроцементованных слоев с высоким содержанием азота. Изучено влияние азота на отпускоустойчивость сталей, на твердость после обработки холодом диффузионных слоев.

Показано, что отпускоустойчивость нитроцементованных деталей с увеличением содержания азота от 0,3 до 1,0$ повышается на ~ Ю0°С.

Проведены испытания нитроцементованных слоев на микротвер дость вдавливанием по методу невосстановленного отпечатка.

Установлено, что с увеличением содержания азота в твердом растворе характеристика пластических свойств (микропластичность) диффузионного слоя возрастает. Предложен механизм пластичности нитроцементованных слоев с повышенным содержанием азота.

Проведены испытания нитроцементованных образцов на ударный изгиб при нормальной и пониженных температурах (-20 г --70°С), представлен механизм разрушения в зависимости от содержания азота в диффузионном слое.

Показано, что с увеличением содержания азота в нитроце-ментованпом слое повышается ударная вязкость при нормальной

температуре и понижается уровень ее падения при отрицательных температурах.

10. Проведено исследование влияния структуры и свойств нитроцементованных слоев с повышенным содержанием азота конструкционных, инструментальных и порошковых сталей на усталостную прочность зубьев шестерен при изгибе, на поверхностную • и глубинную контактную выносливость, износостойкость при-уда-рно-циклическом контактном нагружении и трении скольжении, заедание, на величину закалочной деформации. Выполнены исследования кинетики структурных изменений и свойств и представлен механизм разрушения нктроцементованных слоев в процессе различных испытаний.

Установлено, что с увеличением количества в нитроцементо-ванных слоях азотистого остаточного аустенита и степени леги-рованности аустенита и мартенсита азотом от 0,3 до 1,0$ повы шается изгибная усталостная прочность в мало и многоцикловой областях, поверхностная и глубинная контактная выносливость, износостойкость при ударно-циклическом контактном нагружении с интенсивным скольжением и при трении скольжении, снижается склонность к заеданию и величина закалочных деформаций.

Выявлено увеличение с повышением содержания азота в твердом растворе устойчивости азотистого остаточного аустенита к образованию мартенсита деформации, азотистого мартенсита к раз упрочнению, степени деформационного упрочнения нитроцементованных слоев при испытаниях.

11. Изучено влияние лазерной термической обработки на структуру, фазовый состав, твердость, износостойкость, кинетику изменений структуры и свойств, механизм разрушений при трении скольжении нитроцементованных слоев конструкционных сталей с различным содержанием азота.

Показано, что нитроцементованные слои с высоким содержанием азота после лазерной закалки имеют более высокую твердость, износостойкость, меньшую интенсивность изнашивания, большую степень деформационного упрочнения и стабильность струк туры при трении скольжении, чем нитроцементованные слои с содержанием азота 0,2-0,4$.

12. Выполненные в работе теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать технологические режимы

нит(?с /интен

...роцементации с высоким азотным потенциалом, обеспечивающие ятенсификацию процесса, получение нитроцементованных слоев толщиной до 2,5мм, повышение долговечности деталей машин и инструмента из конструкционных, инструментальных и порошковых сталей.

На основании проведенных исследований разработаны отраслевая методика контроля толщины нитроцементованного слоя шестерен по твердости, руководящие технические материалы, шкалы микроструктур, предложены новые критерии оценки качества поверхностно упрочненных зубчатых колес.

Экономический эффект от внедрения на заводах тракторного и сельскохозяйственного машиностроения новых научно-технических решений составил более 2,5 млн.рублей.

осювгое содтадниг диссертации опубликовано в слвдущих работах.

1. Шапочкин В.Й., Семенова Л.М., Малых А.Т. Совершенствование технологических процессов нитроцементации шестерен в безмуфельных агрегатах //Повышение качества металлопродукции

и эффективности производства: Тезисы докл.Всес.науч.-техн.конф. Челябинск,1981/ ЧПИ и др. Челябинск,1981. С.23-25.

2. Ггалиханданов Е.Л., Семенова Л.М., Шапочкин В.И. Высокотемпературная нитроцементация низколегированного аустенита в контролируемой по углероду и азоту эндотермической атмосфере с добавками аммиака. I. Анализ кинетики высокотемпературной нитроцементации низколегированных сталей /НЛ0"В!ШТ1.1ЛШ".Волгоград, 1982. 20С. Деп. в ин-те Черметинфюрмация 1.04.82, Г 1570 чм-Д82.

3. По пиханданов К.Л., Семенова Л.М., Шапочкин В.И. Высокотемпературная нитроцементация низколегированного аустенита в контролируемой по углероду и азоту эндотермической атмосфере с добавками аммиака. П. Исследование структуры и свойств нитроце-

ментованной стали с различным содержанием углерода и азота /НПО "ВКШТМАШ", Волгоград ,1982. 25. С. Деп. в ин-те Черметинфор-мация 1.04.82, !,"- 1571 чм-Д82.

4. Гюлиханданов Е.Л., Семенова Л.М., Шапочкин В.И. К вопросу об образовании дефекта структуры нитроцементованиого слоя "темной составлящей" /НПО "ВНЖГШШГ, Волгоград, 1982. 13 С. -Деп. в ин-те Черметинформация 9.07.82, № 1665 чм-Д82.

5. А.С.954503 СССР, МШ^СгЗ С 9/00. Способ нитроцементации стальных изделий /В.И.Шапочкин, Л.М.Семенова, А.В.Пожарский и др. (СССР). 2 С.

6. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Малых А.Т. и др. Повышение прочности нитроцементованных шестерен за счет увеличения содержания азота в слое //Производственно-технический бюллетень. 1983. ?? 6. С.20-22.

7. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Малых А.Т. Повышение долговечности деталей при высокотемпературной нитроцементации с повышенным азотным потенциалом //Двигателестроение. 1983. № I. С.37-38.

8. Гюлиханданов Е.Л., Шапочкин В.И., Кисленков В.В. и др. Контролируемое насьгцение поверхности стали элементами внедрения из газовой фазы и поверхностное упрочнение //Поверхностные мето ды упрочнения металлов и сплавов в машиностроении: Тезисы докл. Всес.науч.-техн.конф.М.,1983/ МДНТП.М.,1983. С.25-28.

9. Еапочкин В.К., Гюлиханданов Ё.Л., Семенова. Л.М. Об изыскании резервов повышения долговечности высоконапряженных зубчатых передач //Совершенствование методов термической и химико-термической обработки в станкостроении: Тезисы докл. Всес.науч.-техн.конф. Рязань, 1983/ МАДИ.М., 1983. С.77-79.

10. Шапочкин В.И., Тескер Е.И., Иваниди С.Б. и др. Износостойкость нитроцементованных сталей в условиях ударно-циклического нагружения с касательной составляющей нагрузки //Триботехника машиностроению: Тезисы докл. Всес.науч.-техн.конф. Цущино на Оке, 1983/ АН СССР.М., 1983. С.141-142.

11. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Чудин В.А. Номограммы твердости нитроцементованных слоев //Заводская лаборатория.1984. Т.50. 1? 10. С. 65-66.

I I 12. Гюлихакданов E.JI., Семенова Л.М., Шапочкин В.И. Влияние высокотемпературной нитроцементацни на структуру, фазовый состав и свойства низколегированных сталей //МиТОМ. 1984. 4. С.10-14.

13. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Тескер Ё.И. и др.. Снижение торцового изнашивания зубчатых колес при увеличении содержания азота в нитроцементованном слое //Вестник машиностроения. 1984. К 3. С.27-28.

14. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Тескер Е.И. и др. Нитро-цементация тяжелонагруженных шестерен из стали 20ХНЗА//Техноло-гия и организация производства. 1984. 157. 3. С.46-47.

15. Шапочкин В.И., Ггалиханданов Е.Л., Тескер Е.И. и др. Оптимальная технология химико-термической обработки тяжелонаг-руженных зубчатых колес //Экономия металлов и энергии на основе прогрессивных процессов термической и химико-термической обработки: Тезисы докл.Всес.науч.-техн.конф. Пенза, 1984/ МАДИ. И., 1984. С.84-85.

16. Шапочкин В.И., Тескер ¿.И., Семенова Л.М. и др. Высокотемпературная нитроцементация с повышенным азотным потенциалом - новый-прогрессивный метод упрочнения автотракторных деталей .//Основные направления экономии и рационального использования металлов в автотракторостроении: Тезисы докл.Всес.науч.-техн.конф. Челябинск, 1984/ 4iK и др.Челябинск, 1984. С.290-291.

17. ¡Еапопкин В.П., Тескер S.U. Оптимизация химико-термической обработки -пестерей //Вестник машиностроения. 1984. JP 12. С.59-00. ' •

18. Шчгкткин В."., Пожарский A.B., Семенова Л.М. Повышение усталостной прочности 'иестерен, упрочняемых нитроцемента-цией //Длигатегестроение. 1984. 8. С. 43-44.

19. !Ипночкин В.."., Пожарский A.B., Семенова Л.М. Фазовый состяг и механические свойства нитроцементованных сталей //Известия Л'! СССР. Металлы. 1985. Г I. С. 154-158.

Z0. Ьйпо»к:»1 В.:I., Семенова Л.М. Исследование "темной сос тяв.чя'тчей" v читроцементовянных слоях //Известия вузов. Черная металлургия. 198'?. 5. С. 125-129.

21. Еапечкин В.П., Зайцева К.Д., Семенова Л.М., Локтчшпн В.А. Сазов»!! анализ нитроцементогакных слоев с повышенным содержанием азота //Современные процессы поверхностного упрощения деталей малин и инструмента: Тезисы докл.Всес.Науч.-техн. тф. Пенза, 1985ДАД'Л.М., 1985. С.67-69.

22. Шевчук В.П., Шапочкин В, Тескер S.Z. и др. Комплексный подход к повышению износостойкости торцов зубьев переключаемых шестерен коробки перемены передач //Тракторы и сельхоз-мапг/.ны. 1965. 12. С.42-44.

23. Zano4i::n> З.И., Тескср Е.П., Семенова Л.!.:, и др. Вли-т-ние структуры поверхностного слоя материала зубьев па сопротивляемость заеданию зубчатых колес, упрочненных химпко-тпрмичес-коп обработкой //Несущая способность и качество зубчатых передач и редукторов малин: Тезисы дохл.Зсес.кау*-*.-техн.конф. Алма-

Ата, 1985/,:!;:; днссср.ы., геез. c.ice-ico.

24. Еапочкан B.Ii., Тескер Л.Л., Семенова Л.М. и др. Влияние структуры поверхностного слоя материала зубьпз на сопротивляемость заеданию зубчатых колес, упрочненных химико-термической обработкой /ДиТС;.!. 1985. 7. С.54-5С.

25. Папочкин B.Ü., Тескер £.','.., Семенова Л.М. и др.Злил-нне остаточного аустенита на торцовое изнп"п:ранио зубчатых ко-' лес из низколегированных сталей //Новые материалы и технологии термической обработки металлов: Тезисы докл.Зсрс."пу".-техн. кэ.чф. Киев, 1985/:,1АДЛ.М., 1985. C.35-3C. ' .

26. иапочкин В.Л., Гюлпханданов ¿.Л., Семенов л.'Л. Лояи-гсонке долговечности тяу.елонагрутенных зуб"атм>: передач .за формирования оптимальной структуры и ¿пзино-механнтеских свойств поверхностных слоев //Несущая способность :■ оптимизация зубчатых передач: Тезисы докл.Между;:.науч.-трхч.кайф. Болгария. г.Варна. 1985/Ыеждународный до.-: ученых км.5рвтерико-5о!Г"о-К^ри. Варна, 1985. С.71-72. '"

27. Сапочкин В.'А., Кузнецова Нитроцемамтацпя со ступенчатым расходом аммиака //Применение дисперснкх сред в процессах термической и химико-термической обработки материалов: Тезисы докл. заседания ГКПТ СССР, Свердловск, ISSO/TTiT СССГ. Свердловск. 1986. С.53-5i.

, <8. Сапочккн В.Л., Тескер Е.И., ]!вш:ида С.Б. Влияние внешних факторов на закономерности износ:: ваник торцэшх поверхностей зубьев перекотчаеккх зубчатых ко,-ее коробки перекзкн передач //Трение и износ. 1985. Т.7. Ü 4. С.С95-7С0.

29. Шапочкин 3.;-!., Чеботарев О.?.:., Буренкова О.С. и др. Повышение контактно-усталостной прочности тяте.юнагрухенных зубчатых колес, упрочняемых химико-термической обработкой // Новые материалы и упрочняющие технолог::;: на основе прогрессивных методоз термической и химико-термической обработки з автостроении: Тезисы докл.Всес.науч.-техн.конф. Тольятти, 1905/ МАДИ. 1986, с. 133-134.

30. ьапочкин В.П., Семенова Л.". Повьшение долговсшости и надежности тяжелонагруленных деталей тракторов и сельхозмашин упрочнение:»: нитроцементациеп с повышенным азотным потенциалом //Состояние и перспективы упро'-гненпя деталей тракторов и сельхозмазин: Тезисы докл.Зсес.науч.-техн.семинара. ".,1985/

здпх ссср.:.;., iseo. с.41-42.

31. Шапочки:-: В.'Л., Зайцева И.Д., Локтютин В.Л. Особенности влияния азота в мартенсите нитроцементоканного слоя с повышенным количеством остаточного эуетепит.а //Прикладная рентгенография: Тезисы докл. 1-ой Зсес.науч.-техн.конф. Ленинград, 1986/ЛЖ.Л. ,1986. С.52-53.

32. Гюлихандэпон й.Л., Шапочк:<н В.»1., Секенояа Л.!,!. Особен мости строения нитроцементопнных слэеп с пояьчекнкч содержанием азота //í.iaTQK. 1990. 5. С. 12-15.

33. Капэчкин З.П., па/.довский Н.С. Влияние структуры, физико-химических и физико-механических свойств нитроцементсван-нух слоеп на износостойкость //Ноше материалы л ресурсосберегающее технологии термической :: химико-термической обработки лстале!' мг>":/п: 7оз.:гк докл.Рсес.нау".-техн.кокф. Пенза, 1990/ ■''рноолу.ск::.": 1«кпл, 1990. С.32-31.

31. Z:-vc<i\:>.\\ 3..:. Разработка и внедрение новых технологий высонотомнератур:питр^це^стацт.', поим»"!«.;.« эксплуатационные сгоЛстпа поиорчностних слопр //Поверхностный слой, точность .: ower»пучтацггчи-ке свойстт «стало;-. ма:;;ш1: Тезисы докл. Весе. "е-"л>ара, '..'.., JOOO/'ockopck.iü пвпятч'нннй ин-т ;: др. М.,

ico:;, с.:;-!".

35. Шапочкин В.И., Найдовский Н.С. Влияние обработки холодом на структуру, вязкость и хладостойкость нитроцементован ных низколегированных сталей //Конструкционная прочность, дол говечность, упрочнение материалов и деталей машин: Тезисы докл. Межресп.науч.-техн.конф. Волгоград, 199О/Волгоградский политехнический ин-т, Волгоград, 1990. С.87-90.

36. Шапочкин В.И., Зайцева И.Д., Буренкова О.С. и др. Сопротивление контактной усталости тяжелонагруженных зубчатых колес из стали 20ХНЗА //МиТОМ. 1987. К 5. С.12-17.

37. Шапочкин З.И., Пожарский A.B., Кащеев Л.Я. Влияние способа подачи технологических газов на процесс высокотемпературной нитроцементации /МиТОМ. 1987. L" 5.-С.26-29.

38. Шапочкин В.И,, Гюлиханданов S.JI., Семенова Л.М. Исследование износостойкости и долговечности зубчатых колес, упрочняемых химико-термической обработкой //Возможности рационально го применения планетарных зубчатых передач в современном машиностроении: Докл.Междун.науч.-техн.симпозиума. Болгария, Пер-ник, 1987/Академия наук Болгарии, 1987, Перник. C.I8-22.

39. Шапочкин В.К., Гаврилова А.Ё., Буренкова О.С. и др. Исследование нитроцементованных слоев стали 25ХГТ с содержанием азота 0,6-1,0% и углерода 0,4-0,6^ //Снижение материалоемкости и повышение долговечности деталей малин за счет применения прогрессивных методов термохимической и механической обработки: Тезисы докл.Межрес.науч.-техн.конф. Волгоград, 198Э/ Волгоградский политехнический ин-т и др. 1989, Волгоград. C.I4-15.

40. Schapot^chkin V. -iri.öhu;^ der Loaoiwdauor von ¿аЪ.!га-dern in Sraktorencatrieben durch Koci:te..ipsraturr.ivi-iuriuig // Tag. "Zahnradcetrieoe" Dresder., 6-8 llov,, 1Do3 Vortrags od. Teil 2,- Dresden, 1989. o. 4oJ-4C6.

41. Шапочкин В.И., Буренкова О.С. Исследование и разработка ресурсосберегающих технологий высокотемпературной нитроцементации //Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической и химико-термической обработки деталей машин и инструмента: Тезисы докл.Зсес.науч.-техн.конф. Кахачкала, 1989/ВД.М. С.98-99.

' ; 42. Шапочкин В.И., Тсскер Е.И., Иваниди С.Б, Исследование структуры, физико-механических свойств и износостойкости нитро-цементованных слоев зубьев шестерен при трении //Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур. П книга: Тезисы докл.ХШ Всес.науч.-техн.конф. по тепловой микроскопии. Каунаса, 198Э/;ИАИ АН СССР. М., 1989. С.53-54.

43. ¡Хчпочкин В.И. Влияние высокотемпературной нитроцемен-тацин с повышенным насыщением упрочняемых слоев азотом на структуру и свойства низколегированных сталей //Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур. П книга: Тезисы докл.ХП! Всес.науч.-техн.конф. по тепловой микроскопии. Каунасе, 1989ДМАЕ АН СССР. !,!., 1989. С.50-51.

44. Шапочкин В.И., Семенова Л.И. Ресурсосберегающие методы и средства контроля качества нитроцементотанных слоев тяжело-нагружонных кестерен //Ресурсосберегающие методы и средства экспресс-контроля структурно-механического состояния материалов: Тезисы рокл.Всес.науч.-техн.конф. Пенза, 1990/Лензенский политехнический ин-т. Пенза, 1990. С.50-52.

45. шапочкин З.И., Л>омет Л.И. , 'Задорожная Л.Ф. Уменьшение деформации нитроцементованннх деталей из стали //Современные методы повышения вффектнвностп машиностроения: Тезисы докл.Всес. няуч.-практ.конф. Рубцовск, 1991/Ц;СОТЭаЕТОсельхозмаш. Рубцовск, 1991. С.202-203.

Илпоонин 3.1'., Видагскнй Л.?.!. Структура и свойства низколегированных сталей при лазерной обработке //Поверхностный слой, точность, эксплуатационное свойства деталей машин: Тезисы докч.Всрс.науч.-техн.ко1:;. .'.!., 199Т/'.;осковский авиационный ин-т. '.!., 1991. С.!~-Т7.

•57. '.Натчкпп В.п. исследование и разработка технологий высокотемпературно;; ч'-троцементацни с повдаешшм насыщением ело ов^аяотом //Поверхностный слой, эксплуатационные свойства деталей .машин и приборов: Сб.науч.трудов/московский авиационный инт. :.'.., 19:1. С.3-8.

46. Цлплчт.'и П.>!., '".:ха.чдч';э? Я. Л., Лге.:ет Л.М. Повыше— со гпчеетва поречгго•".тернаюп высоком плотности высокотем-~ер"тур:"ой н'.'трпцечегтзцигй //.¡ути пот-пения качества и надеж-

ности деталей из порошковых материалов: Тезисы докл.Всес.науч.-техн.конф. Рубцовск, 1991/Алтайский политехнический ин-т. Барнаул, 199I. С.33-34.

49. йапочкин В.И., Пяешкановская O.A. Тонкая структура и упрочнение нитроцементованных слоев низколегированных сталей // Прогрессивные методы получения конструкционных материалов и по-г крытий, повышающих долговечность деталей машин: Тезисы докл. Кекрес.науч.-техн.конф. Волгоград, 1991/Волгоградский политехнический ин-т. Волгоград, 199I. С.102-104.

50. Шапочкин В.И., Корценмтейн Н.Э., Буров A.M. Упрочнение порошковых конструкционных сталей методом высокотемпературной нитроцементации //Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической и химико-термической обработки в машиностроении и металлургии: Тезисы докл.Всес.науч.-техн.конф. Новокузнецк, 1991/МАда. Новокузнецк, 199I. С.15-17.

51. Шапочкин В.И. Износостойкость нитроцементованной порошковой конструкционной стали СЛЮДЙПЗ высокой плотности // Прогрессивные технологии производства,- структура и" свойства порошковых изделий, композиционных материалов и покрытий: Тезисы докл.Российской науч.-техн.конф. Волгоград, 1992/Золгоградский политехнический ин-т. Волгоград, 199?.. С. 102-104.

52. Шапочкин 3.11. Повышение физико-уеханических свойств нитроцементованных слоев штамповых сталей //Прогрессивные методы получения конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин: Тезисы докл.Меягосуд.науч.-техн.конф. Волгоград, 1992/Волгогрядский политехнический ин-т. Волгоград, 1992. С. 204^-206.

53. Шапочкин В.И. Износостойкость нитроцементованных слоев тяжелонагруженннх шестерен //Погке материалы и технологии

в трибологии: Доклады Междупар.симпозиума. Минск, I992/AH ГБ, Американское об-во инженеров в области трения. Минск, 19Э2. С.420-430.

54. Шапочкин В.И. Структура, прочность, пластичность и эксплуатационные свойства нптроцеглентопнных слоег,- с повышенным содержанием азота в слое //Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур: Тезисы докл."е*госуя.Х7У конф. по тепловой микроскопии.Воронеж, 1992/ИЧЛй ЛИ России,!.'. ,Т902.

С. 105-107. _ OA Cct^fiw—y