автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса азотирования на основе методов статистического анализа и моделирования

На правах рукописи 003486356

Хасанова Лейла Александровна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АЗОТИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- з ДЕК 2009

Рыбинск -2009

003486356

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева».

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Жуков Анатолий Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Белкин Павел Николаевич

кандидат технических наук, доцент Вершинина Нэлли Ивановна

Ведущее предприятие ОАО «Автодизель» (ЯМЗ)

Защита состоится «16» декабря 2009 года в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.03 в ГОУ ВПО «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А.Соловьева» по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославской обл., ул. Пушкина, 53, ауд. Г-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева»

Автореферат разослан « /3 » /аШёкЯ' 2009 г.

Ученый секретарь _

диссертационного совета // Каляева Н. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Большинство деталей различных узлов, механизмов и изделий в целом работают в условиях взаимного контакта, передавая различные усилия или крутящие моменты. Ресурс работы таких сопряженных пар определяется свойствами поверхностных слоев сопрягаемых деталей. Наиболее распространенным типом сопрягаемого узла является зубчатое соединение. В большинстве случаев разрушение зубчатых колес, как и других многочисленных деталей машин, начинается на поверхности и в поверхностных слоях. Фундаментальные комплексные исследования процессов улучшения поверхности, выполненные Ю. М. Лахтиным, Я. Д. Коганом, С. А. Герасимовым, В.М. Зинченко, А.Г. Сусловым, В. Ф. Безъязычным, В. М. Приходько, Л. Г. Петровой, О. В. Чудиной и др. позволили создать новое научное направление - инженерия поверхности деталей. Одной из основных задач этого направления является формирование оптимальных параметров структуры, фазового состава и свойств поверхностных слоев зубчатых колес за счет совершенствования технологического процесса азотирования с учетом условий работы детали и рекомендуемой для нее марки стали.

Многие зубчатые колеса имеют недостаточный ресурс из-за контактного разрушения и износа упрочненного слоя. Разброс долговечности однотипных зубчатых колес, изготовленных и упрочненных в одинаковых условиях производства, достигает 10 и более раз. Это указывает на существенное влияние технологических факторов на характеристики азотированного слоя и на отсутствие надежных и адекватных математических моделей для прогноза и обеспечения заданных параметров слоя в зависимости от технологических факторов и марки (химического состава) стали. Учитывая сложный и многофакторный характер данной задачи для ее решения целесообразно использовать методы математической статистики. Возможность эффективного использования статистических методов обусловлена наличием значительного объема литературных и производственных данных по качеству азотированного слоя для различных марок сталей.

Возможности технологического процесса азотирования обусловлены тем, что многообразие формирующихся структурных и фазовых особенностей азотированных слоев, особенно в легированных сталях, не полностью использованы. В этой связи большое значение приобретает совершенствование технологии азотирования, с целью формирования заданной структуры и свойств азотированного слоя, обеспечивающие необходимые характеристики изделий. Это возможно на основе использования обобщенной математической модели процесса азотирования адекватно отражающей реальный процесс.

Таким образом, тематика диссертационной работы, направленная на решение проблемы получения требуемых показателей азотированного слоя зубчатых колес с учетом условий эксплуатации, представляется актуальной,

поскольку позволит обеспечить стабильное качество азотированного слоя деталей.

Цель работы. Разработка и внедрение мероприятий по совершенствованию технологического процесса азотирования и оценки напряженного состояния азотированного слоя, обеспечивающих работоспособность азотированного слоя.

Для реализации поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. Разработать обобщенную математическую модель расчета показателей качества слоя на основе анализа кинетики формирования азотированного слоя.

2.Выявить степень и характер влияния химического состава сталей на показатели качества азотированного слоя методом статистического анализа с использованием ППП БТАТБТЮА 6.0.

3.Установить взаимосвязь показателей качества упрочненного слоя с эксплуатационными свойствами азотированных зубчатых колес, используя статистические методы оценки.

4.0пределить упругие свойства (модуль Юнга) азотированных слоев на промышленных сталях. Выполнить анализ напряженного состояния азотированного зубчатого колеса на основе решения контактной задачи методом конечных элементов с использованием программного комплекса А^УБ.

5.Провести промышленные испытания и опробование основных результатов исследования и разработанного программного обеспечения.

6.Выработать рекомендации по оптимальным технологическим режимам азотирования зубчатых колес.

Научная новизна работы.

1. Получены регрессионные статистические модели для оценки и прогноза качества азотированного слоя в зависимости от химического состава материала.

2. Установлена взаимосвязь показателей качества азотированного слоя с эксплуатационными свойствами зубчатых колес.

3. Предложен критерий качества азотированного слоя Кр, по величине которого можно рассчитать контактную прочность и интенсивность изнашивания азотированного слоя, а следовательно предсказать характер разрушения слоя (выкрашивание или износ)

4. Разработана методика определения модуля упругости азотированного слоя и впервые определены модули Юнга азотированных слоев на сталях: 38Х2МЮА, 40ХНМА, ЭИ415, 18Х2Н4МА, ЭИ 736, ЭИ961.

5. Впервые выполнен анализ напряженного состояния зуба шестерни с учетом азотированного слоя методом конечных элементов с использованием ППП АИЗУБ 10.0. Ввод азотированного слоя при моделировании

напряженного состояния зубчатого колеса увеличивает адекватность численных методов оценки возникающих в зацеплении азотированных зубчатых колес контактных напряжений.

Практическая значимость работы.

1. Разработана и внедрена на ОАО «НПО «Сатурн» математическая модель и алгоритм расчета показателей качества азотированного слоя от технологических факторов и химического состава стали, обеспечивающая возможность компьютерного управления качеством упрочненного слоя, а также оптимизации технологических режимов азотирования. Программа зарегистрирована в Отраслевом фонде алгоритмов и программ свидетельство об отраслевой регистрации № 7824 на разработку программы «МТКОТОМОБ (азотированный слой)».

2. Получены многофакторные регрессионные статистические модели для оценки и прогноза показателей качества азотированного слоя. Это позволяет не только прогнозировать характеристики азотированного слоя в зависимости от марки стали, но также решать и обратную задачу: для требуемой твердости и толщины слоя (при соответствующих технологических режимах) выбирать марку стали.

3.В результате проведения исследований на ОАО «НПО «Сатурн» предложены рекомендации по совершенствованию технологического процесса за счет оптимального соотношения компонентов насыщающей среды (Ы2:Н2; ^Аг) с учетом марки стали и условий эксплуатации зубчатых колес.

Положения, которые составляют основу работы и выносятся на защиту.

1. Математическая модель расчета показателей качества азотированного слоя в зависимости от технологических факторов на основе анализа физико-химических процессов азотирования.

2. Результаты статистического анализа влияния химического состава легированных сталей (для 27 марок) на показатели качества и эксплуатационные свойства азотированного слоя с использованием предложенного критерия качества (работоспособности) слоя.

3. Методика и результаты измерения модуля упругости азотированного слоя на сталях.

4. Результаты численного моделирования напряженного состояния азотированного зубчатого колеса.

5. Результаты практического использования методов статистического анализа и моделирования при производстве азотируемых зубчатых колес для ГТД.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XXIX конференции молодых ученых и студентов, г. Рыбинск, 2005, на международной молодежной научной конференции XXXII

Гагаринские чтения, Москва, 2006, на 5-ой и 7-ой международной конференции «Авиация и космонавтика, Москва, (2006, 2008), на международной школе - конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П. А. Соловьева, Рыбинск, 2006; на IX Международной молодежной научно-практическая конференции, г. Днепропетровск, Украина, 2007, на международной молодежной научной конференции XV Туполевские чтения, Республика Татарстан, г. Казань, 2007, на научной конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», Рыбинск, 2007, на международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики» Республика Татарстан, г. Казань, 2007, на всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», Республика Башкортостан, г. Уфа, (2007, 2008), на международном молодежном научно-производственном форуме «Будущее высоких технологий и инноваций за молодой Россией», г. Санкт-Петербург, 2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ в различных журналах, сборниках научных трудов и прочих изданиях. Получено 1 свидетельство об отраслевой регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений, списка использованных источников. Изложена на 177 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 22 рисунка, 5 приложений, библиографический список содержит 150 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована перспективность и актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, показана ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы основные научные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ условий эксплуатации и основных видов разрушения азотируемых зубчатых колес ГТД. На основе анализа условий эксплуатации изложены требования, предъявляемые к азотированному слою. Установлено, что преобладающим видом разрушения являются износ и выкрашивание азотированного слоя. Выполнен анализ рекомендаций по совершенствованию технологического процесса газового азотирования, направленных на обеспечение стабильного качества изделия.

Рассмотрены процессы, происходящие при формировании структуры и свойств поверхностного слоя при азотировании, приведена классификация показателей качества азотированного слоя.

На основании литературных данных и нормативных документов выполнен сравнительный анализ используемых азотируемых сталей.

Анализ методов моделирования напряженного состояния зубчатого зацепления показал, что наиболее эффективным является метод численного моделирования методом конечных элементов с использованием ANS YS.

На основе анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе представлены химические составы исследуемых сталей; методики проведения исследований; оборудование и приборы, использованные при проведении исследований. Исследования проводились на конструкционных азотируемых сталях промышленной выплавки: 38ХМЮА, ЭИ 415, 18Х2Н4МА, ЭИ 736, ЭИ 961, 40ХНМА, применяемых в настоящее время на производстве для изготовления зубчатых колес редукторов ГТД. Опытные образцы в количестве 18 штук из" исследуемых сталей подвергались термической обработке - закалке и высокому отпуску на твердость 300 - 320 HB по принятой на ОАО «НПО «Сатурн» серийной технологии для конкретной марки стали и газовому азотированию. Кроме этого с целью повышения адекватности результатов статистического анализа и значимости в общую выборку дополнительно были введены данные по азотированию 10 марок сталей из литературных источников. Таким образом, сформированная выборка исследуемых сталей характеризуется: 1) широким диапазоном содержания углерода (0,15...0,87%), марганца (0,15...0,80%), кремния (0,17...0,40%); 2) существенным различием количества и содержания легирующих элементов, то есть степенью легирования Cr-Ni-Mo-Ti-V; Cr-Ni-Mo-W-V. Это позволило с высокой достоверностью оценить влияние различных легирующих элементов на характеристики азотированного слоя.

В работе использовались современные методики и средства оценки качества азотированного слоя: металлографические исследования с использованием оптических микроскопов Nikon Epiphot 200, Nikon SMZ 1500 при увеличении от (хЮО) до (х500) и сканирующего электронного микроскопа JOEL JSM 6400LV при увеличении до 5000 (10000); качественный и количественный анализ элементов, участвующих в образовании слоя соединений, и результатов процесса азотирования путем построения профиля концентрации азота от края к сердцевине образца используя энергодисперсионный и волновой рентгеновские спектральные методы анализа (ЭДС и ВДС) с использованием сканирующего электронного микроскопа JOEL JSM 6400LV в сочетании с ЭД (анализатор INCA Energy+) и ВД (анализатор Wave) спектрометрами; измерение твердости сердцевины по ГОСТ 9012-59 (Бринеллю) на твердомере ТБ 5004-03 и ГОСТ 9013-75 (Роквеллу) на твердомере Buehler MacroMet 5101; твердости поверхности по ГОСТ 2999-75 (Виккерсу) Buehler MacroVickers 5114; микротвердости по ГОСТ 9450-76 (Виккерсу) на микротвердомере MicroMet 5114 при нагрузке 50 гр. Определение модуля Юнга азотированного слоя проводили по методике

использующей ударное взаимодействие индентора с испытуемым образцом на установке разработанной в РГАТА (разработчики В.Ф. Безъязычный, Б.М. Драпкин, В.К. Кононенко), также использовали методику определения модуля Юнга по упругому отпечатку на поверхности слоя при вдавливании сферического индентора.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета прикладных программ «БТАТКПСА» 6.0. При проведении экспериментальных исследований использовали метод математического планирования. Анализ напряженно-деформированного состояния зуба зубчатого колеса проведен с использованием ППП АЖУБ 10.0.

Третья глава посвящена экспериментально-теоретическим исследованиям свойств азотированного слоя с" использованием методов математической статистики и компьютерного моделирования. В настоящее время отсутствуют систематизированные данные о взаимосвязи твердости и толщины азотированного слоя с химическим составом, то есть с маркой стали. Очевидно, что наличие таких данных является основой для более правильного выбора марки стали и для обеспечения требуемых свойств азотированного слоя.

Первоначально, по химическому составу 11 марок сталей были рассчитаны коэффициенты корреляции между содержанием легирующего элемента, толщиной и твердостью слоя. Так как коэффициенты корреляции г>0,90, поэтому все легирующие элементы, вводимые в состав сталей, значимо влияют на характеристики азотированного слоя. При этом, все легирующие элементы по характеру влияния на свойства азотированного слоя можно разбить на две группы: 1) Мп, 81, Сг монотонно повышают твердость

слоя и снижают толщину слоя с увеличением их содержания в стали; 2) А1, V, Т1 одновременно повышают твердость слоя, толщина слоя возрастает до определенной концентрации элементов (~ 2,0%), а затем толщина слоя снижается. Это, по-видимому, является оптимальным содержанием легирующих элементов в стали.

Для статистического анализа суммарного влияния легирующих элементов изучали 16 марок сталей, различающихся содержанием легирующих элементов, а также углерода. На основании статистического анализа с использованием программы БТАТКТЮА 6.0 были получены многофакторные регрессионные уравнения линейного и нелинейного типа. Так как множественные коэффициенты корреляции для нелинейных уравнений (1) и (2) более высокие, поэтому их.можно рекомендовать для практического использования: Ь = 0,86 - 5,50(%С) + 3,44'(%С)2 + 0,880(%У) - 7(%У)2 -0,019' (%А1) + +0,0007 (%А1)2 + 0,15' (%Ъ) - 0,034' (%Сг) + 0,014' (%Сг)2 - 0,021' (%\У) + +0,011'(%\У)2 - 0,01' (%№) + 0,0006' (%№)2, мм; (е=3%), Я= 0,890 (1)

HV = 550,7 + 79,7' (%C) - 11,9' (%C)2 + 95,12'(%V) - 31,56 • (%V)2 +120' (%A1) -20,3'(%A1)2 + 170,07' (%Ti) - 209,0' (%Mo) + 114,4' (%Mo)2 + 226,2' (%Cr>--39,9' (%Cr)2 + 80,3' (%W) - 29,5' (%W)2; (s=4%), R=0,915 (2)

Для решения задачи по оптимальному соотношению основных легирующих элементов в конкретной марке стали могут быть использованы контурные графики, построенные согласно уравнениям регрессии (рис 1). Видно, что для получения твердости 1000 HV (рис. 1а точка А). Это соотношение легирующих элементов обеспечивает получение толщины слоя h = 0,6...0,65 мм (рис.16).

— о«

— 0,5 0,4

' 0,3

0,0 0^ 1,0 1$ 2,0 2,5 35 4-0—6Й0 0,5 2,0 2.£ 3,0 3,5 4,0 __

удержание хром«, * Содержа«« хрома, %

а б

Рис. 1. Контурные графики твердости НУ (а), толщины к (б) азотированного слоя стали 38Х2МЮА в зависимости от массовой доли хрома и алюминия.

Вторым этапом статистического анализа является выявление взаимосвязи между показателями качества азотированного слоя и основными эксплуатационными характеристиками зубчатого зацепления: контактная выносливость и интенсивность изнашивания. В качестве исходных данных для статистического анализа использовали собственные производственные данные ОАО «НПО «Сатурн» и экспериментальные данные из литературных источников.

В результате статистического анализа по программе ЗТАТКПСА 6.0 были получены зависимости предела выносливости (аШга) образцов из исследуемых сталей от толщины (й) и твердости (НУ) азотированного слоя: для стали 18Х2Н4МА - стШт = 411,2 + 1882,0 Ь - 4669,0'Ь2 + 3566,0-Ь3;

аНтп= 59,85 + 0,924-НУп; для стали 38ХНМФА - аШт = 500,9 + 1459,0-11 - 3632,0-Ь2 + 2728,0-Ь3; (3)

= 71,44 + 0,829-НУц для стали 20ХНЗМФА - сШт = 556,6 + 1325,0-Ь - 3769,0-Ь2 + 3221,0'Ь3; онпт = 73,54 + 0,898-НУп

Проведен анализ интенсивности изнашивания в зависимости от толщины (И) и твердости (HV) азотированного слоя и получены корреляционные уравнения:

Ih-106= 13,04-h-0'58; (4)

Ihv" 106 = 47,74 + 0,085-HVn- 0,00018-HV2n (5)

Для комплексной оценки качества и работоспособности азотированного слоя на зубчатом колесе с учетом твердости слоя (HVn) и сердцевины (HVC) и относительной толщины (h/r) слоя предлагается использовать критерий качества (работоспособности) слоя:

„ HV -HV ь

К =—11-1/л

Р HV г W

с

Регрессионные зависимости:

Ошш= 812,72 + 60,623'1п(Кр) - сталь 38ХНМФА;

(7)

oHiim= 826,08 + 54,886'1п(Кр) - сталь 20ХНЗМФА

При расчетах зубчатых колес на контактную выносливость согласно ГОСТ 21354-87 используется модуль упругости Юнга. Так как в настоящее время значения модуля Юнга азотированного слоя не известны в расчетах используется модуль Юнга стали, сердцевины зуба, что очевидно снижает достоверность расчетов. Поэтому в работе, впервые выполнена экспериментальная оценка модуля упругости азотированного слоя для различных марок сталей.

Разработана методика по измерению модуля Юнга азотированного слоя на основе решения задачи Герца для случая упругого микровдавливания сферического индентора в плоскую поверхность.

Анализ результатов экспериментов по определению модуля Юнга азотированного слоя показал, что модуль упругости слоя превышает модуль упругости основного материала на ЮОМПа, что является существенным различием.

Выявлено сильная положительная корреляция между модуля упругости и твердостью азотированного слоя, и отсутствие корреляции с толщиной азотированного слоя. Это позволяет прогнозировать значение модуля Юнга азотированного слоя для стальных различных марок.

Четвертая глава посвящена разработке обобщенной математической модели для расчета показателей качества и свойств азотированного слоя учетом основных параметров технологического процесса и химического состава (марки) стали. Математическая модель разрабатывалась на основе имеющихся

и

аналитических зависимостей, описывающих процесс газового азотирования, а также результатов собственных экспериментальных исследований,

На начальной стадии разработки модели аналитические уравнения были систематизированы и сгруппированы в соответствующие блоки согласно общей принципиальной схеме процесса азотирования, который состоит из следующих основных стадий:

1. Диссоциация аммиака, формирование насыщающей атмосферы с определенными характеристики

2. Адсорбция и диффузия азота внутрь материала (изделия)

3. Формирование соответствующих нитридных фаз и азотированного слоя в целом согласно химическому составу стали;

4. Окончательное структурообразование азотированного слоя с соответствующими показателями: твердость, общая толщина слоя, толщина нитридной зоны и зоны внутреннего (твердорастворного) упрочнения.

Таким образом, при разработке математической модели и алгоритма расчета были использованы следующие основные аналитические выражения.

Так как определяющим параметром газовой смеси, обуславливающим протекание реакции азотирования является величина азотного потенциала я№ поэтому в зависимости от состава насыщающей атмосферы необходимо рассчитать значение по выражению:

Для азотно-водородной смеси:

{В + \,5аАГ - (8)

где А — доля аммиака А7/3 в газовой смеси; В — объемная доля Н2 в газе-разбовителе; а — степень диссоциации М/3;

Р — общее давление смеси. Аналогичные зависимости были получены для азото-кислородной и азото-аргоновой среды насыщения.

Необходимая степень диссоциации аммиака выбирается по диаграммам фазовых равновесий с учетом температуры и фазового состава азотированного слоя.

Формирование структуры азотированного слоя, .состоящего из поверхностной зоны нитридов (у'- и е-фазы) и зоны внутреннего азотирования (твердый раствор железа в а- или у-железе) происходит в результате диффузии азота в этих фазах.

Временная зависимость толщины (А) диффузионного слоя в изотермических условиях описывается степенной зависимостью:

Для расчета толщины слоев (К) на различных конструкционных и инструментальных сталях с учетом аддитивности влияния легирующих элементов использовали следующую зависимость.

И = (9)

где ко — толщина слоя на железе, рассчитанная в результате решения уравнений диффузии;

А/ и о, — эмпирические коэффициенты, получены при аппроксимации функций влияния содержания каждого легирующего элемента стали (81, Мп, Си, Мо, V, N1, Т1, Ът, №>, А1 и др.), масс. % (определены на ЭВМ используя программу ППП ЭТАТОПСА для Сг - А, = 1,401; ^ = -0,0898; = 0,7033; * = -0,1191; А1 - А] = 0,724; а* = 0,319; И- А; = 0,253; ц = -0,273; У-А; = 0,5241; а; = 0,2527 и т.д);

х,■ — массовая доля 1-го легирующего элемента стали, % (может быть взято ее среднее значение из справочных данных).

С учетом влияния термодинамических факторов эффективную толщину слоя определяли по выражению:

Кф =(3>442с -1'35*с "6>°Ч (10)

где & - приведенная свободная энергия для сталей нитридообразования легированных несколькими нитридообразующими элементами, рассчитывается по формуле (15):

_ДС0_ М1

= С11)

I

где Дво - изменение свободной стандартной энергии при образовании нитридов;

- мольная доля 1-го легирующего элемента, %,

х1 - стехиометрический коэффициент в реакции образования нитридов,

- приведенная свободная энергия образования соответствующих нитрида легирующего элемента.

Для малых содержаний легирующих элементов (меньше 5 - 10%) в

стали

N ~ МРе _ 0,56

' ~тм.с' м.с' (12)

I I

где Мре - молекулярная масса железа, г/моль;

М( - молекулярная масса 1-го легирующего элемента, г/моль;

c¡ - концентрация ¡-го легирующего элемента, %.

Расчетная формула для определения твердости азотированного слоя имеет следующий вид:

НУ = НУ +АНУ;

ст (и;

АНУ = 1050 ехр{-1,75$^} (14)

N

где У - коэффициент активности азота в стали при наличии легирующих элементов;

ДНУ - приращение твердости слоя а-фазы по отношению к твердости подложки, измеряемой на расстоянии 25 мкм от поверхности образца;

HVcm - твердость подложки.

С учетом влияния термодинамических факторов было получено выражение для расчета твердости азотированной поверхности:

- для сталей с содержанием углерода 0,20 - 0,45 %С

HV = 262,2Hgc)+659MHVcm (15)

- для сталей с содержанием углерода 0,80 - 1,50 %С

HV = 173,7 ln(gc)+4 77,3+UVст (16)

На рис. 2 показана микроструктура азотированного слоя с оптического Nikon Epiphot 200 и сканирующего электронного микроскопа JOEL JSM 6400LV для стали 18Х2Н4МА.

Расчетные и экспериментальные значения толщины и твердости азотированного слоя представлены в табл. 1.

Рис. 2 Микроструктура азотированного слоя стали! 8Х2Н4МА

Табл. 1 Расчетные и экспериментальные значения

Сравнение расчетных значений с экспериментальными показало, что предложенная методика расчета может быть рекомендована для практического использования.

толщины и твердости азотированного слоя

Показатели эксперимен тальные расчетные

Толщина, мм 0,35-0.36 0,3 71 (по 9)

0,365 (по 10)

Твердость, HV0,5 830 856 (по 13)

863 (по 15)

Рис. 3 Распределение эквивалентных напряжений на азотированной поверхности вдоль эвольвенты зуба

Пятая глава посвящена производственному опробованию разработанного программного обеспечения.

Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало, что суммарная погрешность определения толщины азотированного слоя по разработанной методике не превышает 10%, а по твердости поверхности - 6 %, а распределения концентрации азота по толщине слоя~13%, что приемлемо для практики. Полученные данные по распределению концентрации азота позволяют предсказать появление соответствующих нитридных фаз.

Таким образом, разработанная программа «МТЕЮТОМАБ» может быть использована в производственной практике и в экспериментальных работах для прогнозирования толщины, твердости азотированного слоя и структуры азотированного слоя стали при различных режимах азотирования.

Разработана методика по измерению модуля Юнга азотированного слоя на основе решения задачи Герца для случая упругого микровдавливания сферического индентора в плоскую поверхность.

Анализ результатов экспериментов по определению модуля Юнга азотированного слоя показал, что модуль упругости слоя превышает модуль упругости основного материала на ЮОМПа, что является существенным различием, которое необходимо использовать при выполнении расчета зубчатого зацепления по ГОСТ 21354-87.

Предложена методика численного моделирования напряженно-деформированного состояния азотированного зубчатого колеса, выполненная в ППП ANS YS 10.0. Характер распределения напряжений вдоль эвольвенты зуба (рис. 3) показал наличие двух зон с максимальным значением возникающих напряжений, что является основанием для разработки механизма разрушения азотированного слоя за счет выкрашивания, вследствие встречного развития усталостных трещин, возникающих в зонах максимальных контактных напряжений.

- lici ¡котированного слоя

- Толщина азотированного едок 0.1 >■ —— Толщине »огированного ело* 0,2 м

- Толщин* азотированною слоя 0,3 м

----Толщина азотированного слоя 0.4 м

----Толщина азотированного слоя 0.5 м

С целью совершенствования технологического процесса азотирования выполнен расчет параметров технологического процесса азотирования сталей ЭИ 415 ЭИ961 по программе ЫШЮТОМОЗ, что позволило сократить затраты на проведение опытных работ. В результате расчетно-экспериментальных исследований предложены рекомендации по выбору оптимального состава насыщающей среды (К2-Н2; ^-Аг)в зависимости от марки стали и требований, предъявляемых к зубчатым колесам. Результаты численного моделирования напряженного состояния зубчатого зацепления в программе АИБУБ позволяют аргументировано назначать необходимую толщину азотированного слоя, что обеспечит разработку более эффективного технологического процесса. Для обеспечения необходимой толщины азотированного слоя предложены рекомендации по выбору технологических режимов доазотирования и по ускорению диффузионных процессов в результате предварительной поверхностной обработки зубчатого колеса.

В заключении приведены основные выводы и результаты работы.

Выводы по работе:

1.На основе анализа физико-химических процессов, происходящих при азотировании, разработана математическая модель, которая позволяет методом компьютерного моделирования выявить влияние основных технологических факторов на качество азотированного слоя и установить предельно-допустимые отклонения этих параметров.

2. Выявлена взаимосвязь марки стали с показателями качества азотированного слоя. Получены регрессионные статистические модели для оценки и прогноза качества азотированного слоя, что является основанием для совершенствования технологического процесса.

3.Проведен статистический анализ влияния показателей качества азотированного слоя на эксплуатационные свойства деталей. Предложен критерий работоспособности азотированного слоя Кр, который позволит выбирать значения толщины и твердости азотированного слоя в зависимости от требуемого уровня эксплуатационных свойств.

4. Впервые определены модули Юнга азотированных слоев промышленных конструкционных сталей, выполнен расчет напряженного состояния зубчатого зацепления с учетом азотированного слоя в программе АЫБУБ 10.0. Это позволит оценить возникающие в зацеплении азотированных зубчатых колес контактные напряжения.

5. Разработаны и внедрены практические рекомендации по совершенствованию технологического процесса азотирования за счет: использования программы МШЮТОМОБ, оптимизации состава насыщающей среды, определения параметров доазотирования, использование поверхностно пластической обработки зубчатого колеса для достижения значительной толщины азотированного слоя.

Основные результаты работы представлены в следующих публикациях:

1. Жуков, А. А. Статистический анализ влияния химического состава сталей на показатели качества азотированного слоя [Текст] / А. А. Жуков, Л. А. Щапова // Упрочняющие технологии и покрытия, № 1,2007 - С. 48-52.

2. Жуков, А. А. Статистический анализ влияния показателей качества азотированного слоя на эксплуатационные свойства деталей [Текст] / А. А. Жуков, Л. А. Щапова // Материалы Международной молодежной научной конференции XV Туполевские чтения, г. Казань, КГТУ им. А. Н. Туполева, 2007-С. 38-403.

3. Жуков, А. А. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 7824 на разработку программы «МПШТОМОЗ (азотированный слой)» / А. А. Жуков, Л. А. Щапова // Государственный координационный центр информационных технологий, Отраслевой фонд алгоритмов и программ. Регистрация в государственном банке данных № государственной регистрации 50200700471.

4. Жуков, А.А. Оценка показателей качества азотированного слоя в зависимости от технологических факторов, насыщающей среды и химического состава стали [Текст] /А.А. Жуков, Л. А. Щапова // Сборник материалов XIII Российская научно-техническая конференция с международным участием, Часть 2, Курск, КГТУ, 2006 - С. 76 - 80.

5. Жуков, А.А. Исследование влияния водорода, технологических факторов и химического состава сталей на свойства азотированных деталей [Текст] /А.А. Жуков, Л. А. Щапова // Материалы IX Международной молодежной научно-практической конференции «Человек и космос», г. Днепропетровск, Украина, 2007 - С. 75 - 76.

6. Щапова, Л.А. Разработка программы для расчета технологического процесса азотирования [Текст] / Л. А. Щапова // Материалы 7-я международная конференция «Авиация и космонавтика - 2008», Москва, МАИ, 2008 - С. 46-48

7. Щапова, Л.А. Обеспечение качества и стабильности процесса азотирования [Текст] / Л. А. Щапова // Материалы Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», г. Уфа, УГАТУ, 2007 - Т.2 - С. 124- 125.

Фамилия Щапова Л.А. изменилась наХасанову ЛАв связи с заключением брака.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 12.11.2009 г. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100. Заказ 101.

(РГАТаГ Г°СуДарСТВенная авиациош,ая технологическая академия имени П. А. Соловьева

Адрес редакции: 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53 Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Условия эксплуатации, характер разрушения и требования, предъявляемые к азотированным зубчатым колесам ГТД.

1.2 Сравнительный анализ технологических процессов поверхностного упрочнения зубчатых колес.

1.3 Формирование структуры и свойств поверхностного слоя в процессе азотирования.

1.4 Показатели и критерии качества азотированных зубчатых колес.

1.5 Общие принципы использования математического моделирования процессов ХТО и напряженного состояния зубчатого зацепления.

1.5.1 Моделирование напряженного состояния зубчатого зацепления.

1.6 Выводы по главе 1. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Химический состав, структура и свойства азотируемых сталей.

2.2 Методы и средства оценки качества азотированного слоя.

2.2.1 Методы контроля твердости и толщины азотированного слоя.

2.2.2 Методы определения модуля Юнга поверхностного слоя.

2.3 Математическое планирование эксперимента и статистический многофакторный анализ.

2.4 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АЗОТИРОВАННОГО СЛОЯ.

3.1 Исследование влияния химического состава сталей на структуру и свойства азотированного слоя.

3.2 Исследование взаимосвязи эксплуатационных свойств зубчатых колес с показателями качества азотированного слоя.

3.2.1 Исследование влияния толщины и твердости азотированного слоя на предел выносливости.

3.2.2 Исследование влияния толщины и твердости азотированного слоя на износостойкость.

3.3 Определение упругих свойств азотированного слоя.

3. 4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ АЗОТИРОВАНИИ СТАЛЕЙ.

4.1 Моделирование кинетики диффузионного насыщения азотом при газовом азотировании.

4.2 Анализ влияния технологических факторов на характеристики азотированного слоя.

4.2.1 Влияние технологических факторов на толщину азотированного слоя.

4.2.2 Влияние технологических факторов на твердость азотированного слоя.

4.3 Разработка программного обеспечения для прогноза основных показателей азотированного слоя.

4.4 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АЗОТИРОВАНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕСУРСА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ГТД.

5.1 Производственное опробование разработанного программного обеспечения.

5.2 Оптимизация технологических режимов азотирования зубчатых колес из стали 18Х2Н4МА.

5.3 Исследование влияния состава насыщающей среды на параметры качества азотированного слоя.

5.4 Исследование влияния предварительной пластической деформации на кинетику процесса азотирования.

5.5 Оптимизация режимов доазотирования.

5.6 Численное моделирование напряженно-деформированного состояния зубчатого зацепления.

5.7 Выводы по главе 5.

Актуальность работы. Большинство деталей узлов, механизмов и изделий в целом работают в условиях взаимного контакта, передавая различные усилия или крутящие моменты. Ресурс работы таких сопряженных пар определяется свойствами поверхностных слоев сопрягаемых деталей. Наиболее распространенным типом сопрягаемого узла является зубчатое соединение. В большинстве случаев разрушение зубчатых колес, как и других многочисленных деталей машин, начинается на поверхности и в поверхностных слоях. Фундаментальные комплексные исследования процессов улучшения поверхности, выполненные Ю. М. Лахтиным, Я. Д. Коганом, С. А. Герасимовым, В.М. Зинченко, А.Г. Сусловым, В. Ф. Безъязычным, В. М. Приходько, JI. Г. Петровой, О. В. Чудиной и др. позволили создать новое научное направление — инженерия поверхности деталей. Одной из основных задач этого направления является формирование оптимальных параметров структуры, фазового состава и свойств поверхностных слоев зубчатых колес за счет совершенствования технологического процесса азотирования с учетом условий работы детали и рекомендуемой для нее марки стали.

Многие зубчатые колеса имеют недостаточный ресурс из-за контактного разрушения и износа упрочненного слоя. Разброс долговечности однотипных зубчатых колес, изготовленных и упрочненных в одинаковых условиях производства, достигает 10 и более раз. Это указывает на существенное влияние технологических факторов на характеристики азотированного слоя и на отсутствие надежных и адекватных математических моделей для прогноза и обеспечения заданных параметров слоя в зависимости от технологических факторов и марки (химического состава) стали. Учитывая сложный и многофакторный характер данной задачи для ее решения целесообразно использовать методы математической статистики. Возможность эффективного использования статистических методов обусловлена наличием значительного объема литературных и производственных данных по качеству азотированного слоя для различных марок сталей. Возможности технологического процесса азотирования обусловлены тем, что многообразие формирующихся структурных и фазовых особенностей азотированных слоев, особенно в легированных сталях, не полностью использованы. В этой связи большое значение приобретает совершенствование технологии азотирования, с целью формирования заданной структуры и свойств азотированного слоя, обеспечивающие необходимые характеристики изделий. Это возможно на основе использования обобщенной математической модели процесса азотирования адекватно отражающей реальный процесс.

Таким образом, тематика диссертационной работы, направленная на решение проблемы получения требуемых показателей азотированного слоя зубчатых колес с учетом условий эксплуатации, представляется актуальной, поскольку позволит обеспечить стабильное качество азотированного слоя деталей.

Цель работы. Разработка и внедрение мероприятий по совершенствованию технологического процесса азотирования и оценка напряженного состояния азотированного изделия, обеспечивающих работоспособность азотированного слоя.

Направление исследований. Для достижения поставленной цели необходимо:

1. Разработать обобщенную математическую модель расчета показателей качества слоя на основе анализа кинетики формирования азотированного слоя с учетом марки стали.

2.Выявить степень и характер влияния химического состава сталей на показатели качества азотированного слоя методом статистического анализа с использованием ППП STATISTICA 6.0.

3.Установить взаимосвязь показателей качества упрочненного слоя с эксплуатационными свойствами азотированных зубчатых колес, используя статистические методы оценки.

4.0пределить упругие свойства (модуль Юнга) азотированных слоев на промышленных сталях. Выполнить анализ напряженного состояния азотированного зубчатого колеса на основе решения контактной задачи методом конечных элементов с использованием программного комплекса ANSYS.

5.Провести промышленные испытания и опробование основных результатов исследования и разработанного программного обеспечения.

6.Выработать рекомендации по совершенствованию технологических режимов азотирования зубчатых колес.

Научная новизна работы.

1. Получены регрессионные статистические модели для оценки и прогноза качества азотированного слоя в зависимости от химического состава материала.

2. Установлена взаимосвязь показателей качества азотированного слоя с эксплуатационными свойствами зубчатых колес.

3. Предложен критерий качества азотированного слоя Кр, по величине которого можно рассчитать контактную прочность и интенсивность изнашивания азотированного слоя, а следовательно предсказать характер разрушения слоя (выкрашивание или износ)

4. Разработана методика определения модуля упругости азотированного слоя и впервые определены модули Юнга азотированных слоев на сталях: 38Х2МЮА, 40ХНМА, ЭИ415, 18Х2Н4МА, ЭИ 736, ЭИ961.

5. Впервые выполнен анализ напряженного состояния зуба шестерни с учетом азотированного слоя методом конечных элементов с использованием ППП ANSYS 10.0. Ввод азотированного слоя при моделировании напряженного состояния зубчатого колеса увеличивает адекватность численных методов оценки возникающих в зацеплении азотированных зубчатых колес контактных напряжений.

Практическая значимость работы.

1. Разработана и внедрена на ОАО «НПО «Сатурн» математическая модель и алгоритм расчета показателей качества азотированного слоя от технологических факторов с учетом марки стали, обеспечивающая возможность компьютерного управления качеством упрочненного слоя, а также совершенствования технологических режимов азотирования. Программа зарегистрирована в Отраслевом фонде алгоритмов и программ свидетельство об отраслевой регистрации № 7824 на разработку программы «NITROTOMOS (азотированный слой)».

2. На основе анализа регрессионных статистических моделей с использованием контурных графиков возможно не только прогнозировать характеристики азотированного слоя в зависимости от марки стали, но также решать и обратную задачу: для требуемой твердости и толщины слоя (при соответствующих технологических режимах) выбирать марку стали.

3. В результате проведения исследований на ОАО «НПО «Сатурн» предложены рекомендации по совершенствованию технологического процесса за счет оптимального соотношения компонентов насыщающей среды (N2-H2; N2:Ar) с учетом марки стали и условий эксплуатации зубчатых колес.

На защиту выносятся.

1. Математическая модель расчета показателей качества азотированного слоя в зависимости от технологических факторов на основе анализа физико-химических процессов азотирования.

2. Результаты статистического анализа влияния химического состава легированных сталей (для 16 марок) на показатели качества и эксплуатационные свойства азотированного слоя с использованием предложенного критерия качества (работоспособности) слоя.

3. Методика и результаты измерения модуля упругости азотированного слоя на сталях.

4. Результаты численного моделирования напряженного состояния азотированного зубчатого колеса.

5. Результаты практического использования методов статистического анализа и моделирования при производстве азотируемых зубчатых колес для гтд.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XXIX конференции молодых ученых и студентов, г. Рыбинск, 2005, на международной молодежной научной конференции XXXII Гагаринские чтения, Москва, 2006, на 5-ой и 7-ой международной конференции «Авиация и космонавтика, Москва, (2006, 2008), на международной школе - конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П. А. Соловьева, Рыбинск, 2006; на IX Международной молодежной научно-практическая конференции, г. Днепропетровск, Украина, 2007, на международной молодежной научной конференции XV Туполевские чтения, Республика Татарстан, г. Казань, 2007, на научной конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», Рыбинск, 2007, на международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики» Республика Татарстан, г. Казань, 2007, на всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», Республика Башкортостан, г. Уфа, (2007, 2008), на международном молодежном научно-производственном форуме «Будущее высоких технологий и инноваций за молодой Россией», г. Санкт-Петербург, 2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе одна статья в реферируемом журнале, входящем в перечень ВАК; получено свидетельство об отраслевой регистрации № 7824 на разработку программы «NITROTOMOS (азотированный слой)».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений, списка использованных источников. Изложена на 177 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 22 рисунка, 5 приложений, библиографический список содержит 150 наименований.

5.6 Выводы по главе 5

1. Проведена верификация результатов использования разработанного программного обеспечения (NITROTOMOS) и экспериментальных производственных данных по определению показателей качества азотированного слоя. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало, что среднее различие по толщине азотированного слоя не превышает 10%, по твердости поверхности — 6 %, по распределения концентрации азота по толщине слоя-13%, что вполне допустимо для практического использования.

Таким образом, разработанная программа «NITROTOMOS» может быть использована в производственной практике и в экспериментальных работах для прогнозирования толщины, твердости и распределения концентрации азота по толщине азотированного слоя стали при различных технологических режимах азотирования.

2. Проведено уточнение режимов серийной технологии азотирования шестерни из стали 18Х2Н4МА, с целью получения требуемых толщины и твердости азотированного слоя. Установлено, что продолжительность изотермической выдержки может быть сокращена до 25.30 часов, что позволяет сократить общую продолжительность азотирования и получить заданные свойства слоя.

3. В производственных условиях на конкретных изделиях методами математического планирования и регрессионного анализа установлены наиболее рациональные соотношения «аргон — азот» и «водород — азот» при определенной длительности азотирования, обеспечивающих получение требуемого комплекса свойств азотированного слоя на сталях 20X3 MB ФА и ЭИ 961.

4. Показана принципиальная возможность использования ППД зубчатых колес и изменения температурных режимов процесса доазотирования для интенсификации процесса азотирования, сокращение длительности процесса и получение максимально необходимой толщины слоя для высоколегированных и трудно азотируемых сталей, которые используют для высоконагруженных ответственных зубчатых колес.

Эффект влияния ППД на процессы диффузии проявляется при степени деформации е<60%. На основе экспериментально-теоретических исследований получено выражение для оценки толщины слоя в зависимости от степени деформации. Данное выражение может быть использовано для решения обратной задачи.

5. Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния азотированного зубчатого колеса, с использованием ANSYS 10.0. В отличие от существующих методов учитывались характеристики азотированного слоя. В результате моделирования выявлен характер распределение контактных напряжений по эвольвенте, а также положительное влияние азотированного слоя на величину напряжений. На основании этого, в дополнении к механизму глубинного разрушения азотированного слоя, предложена гипотеза выкрашивания рабочей поверхности зуба за счет развития поверхностных трещин, возникающих в зонах с максимальным контактным напряжением.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы при решении поставленных задач получены следующие результаты и рекомендации по совершенствованию технологического процесса газового азотирования зубчатых колес.

Анализ характера разрушения зубчатых азотируемых колес ГТД показал, что основными видами разрушения являются износ и выкрашивания поверхностного слоя. Это указывает на необходимость оптимального соотношения толщины нитридной зоны и зоны внутреннего азотирования при минимально необходимой твердости. Имеющиеся рекомендации по выбору толщины и твердости азотированного слоя не обеспечивают надежного и стабильного уровня эксплуатационных свойств зубчатых колес.

Выполнена классификация показателей качества азотированного слоя, наряду с единичным показателями, рекомендуется использовать комплексные показатели.

В результате комплексного статистического анализа системы «химический состав - качество азотируемого слоя — эксплуатационные свойства» получены регрессионные статистические уравнения первого уровня для прогноза показателей качества азотированного слоя в зависимости от марки стали и регрессионные уравнения второго уровня для прогноза эксплуатационных свойств (контактная выносливость и износостойкость) в зависимости от показателей качества азотированного слоя. Практическое использование полученных регрессионных уравнений показало их адекватность и работоспособность.

Для оценки взаимосвязи между основными показателями качества азотированного слоя и эксплуатационными свойствами предложен

HV —HV fj безразмерный критерий работоспособности К^ =—^—-—. С

Установлено, что для обеспечения контактной выносливости, то есть для предотвращения выкрашивания азотированного слоя необходимо иметь Кр ~ 0,25.0,30, а для обеспечения достаточной износостойкости необходимо иметь #р>0,37.

На основе обобщения полученных результатов корреляционно-регрессионного анализа и основных аналитических уравнений, описывающих физико-химические процессы азотирования, разработана обобщенная модель, блок схема и алгоритм расчета технологических параметров азотирования и показателей качества азотированного слоя. Результатом этих исследований является программа NITROTOMOS, которая зарегистрирована в Отраслевом фонде алгоритмов и программ №7824. Производственное использование программы на ОАО «НПО «Сатурн» при разработке технологических процессов азотирования сталей 20X3 МВФА, ЭИ 961 показало ее работоспособность и эффективность при существенном сокращении затрат на проведение опытных работ.

Впервые, используя две методики (вдавливания сферического индентора и ударного воздействия) определены значения модуля Юнга для шести марок конструкционных легированных сталей. Значение модуля упругости Юнга азотированного слоя на 97. 125 ГПа выше модуля упругости основного материала. Сравнительный анализ полученных значений модуля упругости Юнга и литературных данных указывает на достоверность результатов, что позволяет рекомендовать данные методы для практического использования.

Разработаны конкретные рекомендации по совершенствованию технологического процесса азотирования на предприятии ОАО «НПО

Сатурн» за счет сокращения длительности выдержки при обработке зубчатых колес из стали 18Х2Н4МА; рационального соотношения «аргон -азот»; «водород -азот» в насыщающей среде с целью получения максимально необходимой толщины слоя на сталях; предварительной пластической деформации зубчатых колес при (е<60%) и изменения температурных режимов доазотирования с целью интенсификации процессов диффузии, что приводит к сокращению длительности выдержки и получению максимальных толщин азотируемого слоя на высоколегированных трудно азотируемых сталях.

Впервые выполнен анализ напряженного состояния зубчатого зацепления с учетом азотированного слоя с использованием 111111 ANSYS 10.0, что позволило, выявить характер распределения и величину возникающих контактных напряжений в зависимости от толщины азотированного слоя. Эти результаты в дальнейшем могут быть использованы для разработки механизма разрушения азотированного слоя за счет выкрашивания, вследствие встречного развития усталостных поверхностных трещин, возникающих в зонах максимальных контактных напряжений.

Разработанная программа для расчета показателей качества азотированного слоя и эксплуатационных свойств зубчатых колес используется на ОАО «НПО «Сатурн». Это позволило существенно сократить сроки разработки и освоения технологического процесса азотирования зубчатых колес из стали ЭИ 415, а также обеспечить необходимое сочетание твердости и толщины азотированного слоя на зубчатых колесах за счет оптимального соотношения концентрации азота и аргона в насыщающей атмосфере.

1. Елисеев, Ю.С. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей Текст.: произв.-практ. Издание / Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов, И.П. Нежурин [и др.]; под ред. Ю.С. Елисеев. М.: Высш. шк., 2001. - 493 с.

2. Калашников, С.Н. Производство зубчатых колес Текст.: справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган [и др.] Под общ. ред. Б.А. Тайца. М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.

3. Горленко, А.О. Моделирование контактного взаимодействия и изнашивания цилиндрических поверхностей трения Текст. / А.О. Горленко, В.П. Матлахов // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2007. - № 8. - С. 3-8.

4. Рыжов, Э.В. Контактная жесткость деталей машин Текст. / Э.В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1966. - 196 с.

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

6. Хен, Б.-Р. Проектирование и расчет зубчатых передач Текст. / Б—Р. Хен // Теория и практика зубчатых передач: тез. докл. науч-техн. конф. — Ижевск. 1998. - С. 264 - 275.

7. Зинченко, В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. Текст. / В.М. Зинченко- М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.- 303 с.

8. Килимов, И.М. Проблемы качества и прочности зубчатых передач Текст. / И.М. Климов М.: Машпром., 1961.-167 с.

9. Хаймзон, М.Е. Работоспособность авиационных зубчатых соединений Текст. / М.Е. Хаймзон, А.И. Кораблев. М.: Транспорт, 1983. -176 с.

10. Свищев, Г.П. Надежность и ресурс авиационных газотурбинных двигателей / Г. П. Свищев, И. А. Биргер. М.: Машиностроение, 1969. - 560 с.

11. Алексеев, В.И. Авиационные зубчатые передачи и редукторы Текст.: справочник / В.И. Алексеев, В.М. Ананьев, М.М. Булыгина [и др.]; под ред. д-ра техн. наук проф. Э.Б. Вулканова. М.: Машиностроение, 1981. — 375 с.

12. Гинзбург, Е.Г. Зубчатые передачи Текст.: справочник / Е.Г. Гинзбург, Н.Ф. Голованов, Н.Б. Фирун, Н.Т. [и др.]; под общ. ред. Гинзбург Е.Г. JL: Машиностроение, 1980. - 416 с.

13. Пинегин, С.В. Контактная прочность в машинах Текст. / С.В. Пинегин. -М.: Машиностроение, 1965. 190 с.

14. Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин Текст. / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1981. - 244 с.

15. Калашников, А.С. Технология изготовления зубчатых колес. Текст. / А.С. Калашников. -М.: Машиностроение, 2004. 480 с.

16. Курапов, П.А. Усталостная прочность поверхности твердых тел в активной среде Текст. / П.А. Курапов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1999. - № 3. - С. 51-53.

17. Короткин, В.И. К оценке глубинной контактной выносливости эвольвентных зубчатых передач с поверхностно упрочненными зубьями Текст. / В.И. Короткин, Н.П. Онишков, А.В. Гольцев // Вестник машиностроения. 2008. - № 5. - С. 9-14.

18. Икрамов, У.А. Расчетные методы оценки абразивного износа Текст. / У.А. Икрамов. М.: Машиностроение, 1987. - 281 с.

19. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин Текст. / А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 2002. - 320 с.

20. Ткачев, В.Н. Методы повышения долговечности деталей машин Текст. / В.Н. Ткачев, Б.М. Фиштейн, В.Д. Власенко [и др.]. М.: Машиностроение, 1971.-272 с.

21. Руденко, С.П. Сопротивление контактной усталости цементованных зубчатых колес Текст. / С.П. Руденко // Вестник машиностроения. 1999. -№4.-С. 13-15.

22. Богуслаев, В.А. Технология производства авиационных двигателей: Монография. / В.А. Богуслаев, А.Я. Качан, В.Ф. Мозговой, Е.Я. Кореневский -Запорожье: Изд. комплекс ОАО «Мотор Сич», 2000. Т. 1. - 945 с.

23. Тайц, Б.А. Производство зубчатых колес Текст. / Б.А. Тайц, С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган / Справочник. М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.

24. Айрапетян, Н.А. Повышение износостойкости конструкционных сталей с помощью низкотемпературного насыщения углеродом и азотом Текст. / Н.А. Айрапетян // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение. 2005. - № 5. - С. 23 - 26. '

25. Леонов, Б.Н. Технологическое обеспечение проектирования и производства газотурбинных двигателей Текст. / Б.Н. Леонов, А.С. Новиков, Е.Н. Богомолов, Л.Б. Уваров, Е.А. Антонов, А.А. Жуков Рыбинск, 2000. -407 с.

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

27. Тихонов, А.К. ХТО в массовом производстве Текст. / А.К. Тихонов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. — № 1. - С. 15— 18.

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

29. Лахтин, Ю.М. Теория и технология азотирования. Текст. / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган, Х.-Й. Шпис, 3. Бемер М.: Металлургия, 1991. - 320 с.

30. Елисеев, Ю.С. Химико-термическая обработка и защитные покрытия в авиадвигателестроении. Текст. / Ю.С. Елисеев, Н. В. Абраимов, В.В. Крымов- М: Высшая школа, 1999. 395 с.

31. Арзамасов, Б.Н. Ионная химико-термическая обработка сплавов. Текст. / Б.Н. Арзамасов, А.Г. Братухин, Ю.С. Елисеев, Т.А. Панайоти М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 400 с.

32. Чаттерджи-Фишер, Р. Азотирование и карбонитрирование. Текст. / Р. Чаттерджи-Фишер, Ф-В. Эйзелл, Р. Хоффманн М.: Металлургия, 1990. -280 с.

33. Банных, О.А. Развитие азотирования в России. Четвертый период (1980-н.в.): новые направления развития НХТО Текст. / О.А. Банных и др.// Металловедение и термическая обработка металлов. — 2001. № 4. - С. 3-9.

34. Molinari, A. Low temperature ion-nitriding of Fe-Mo-C sintered steels. Text. / A. Molinari, B. Tesi, T Bacci and G. Pradelli // Journal de physique IV. -1993.-№7.-P. 949-954.

35. Trejo-Luna, R. Some Features of Low-Temperature Ion Nitriding Steels / R. Trejo-Luna, E. Zironi, J. Rickards and G. Romero // Scripta Metall. 1989. - P. 21-24.

36. Capa, Mehmet. Life Enhancement of Hot-Forging Dies by Plasma-Nitriding / Mehmet Capa, Muzaer Tamer, Turgut Gulmez, Cengiz Tahir Bodur // Turk J Engin Environ Sci. 2000. - P. 111 - 117.

37. Оловянишников, В.А. Структурные параметры и критерии оценки прочности и долговечности Текст. / В.А. Оловянишников, В.М. Зинченко, Б. В Георгиевская, В. В. Кузнецов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989 - № 8. - С 42 - 45.

38. Минкевич, А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Текст. / А. Н Минкевич. М.: Машиностроение, 1965. - 465 с.

39. Hutchings, R. // Surf. Coat. Technol. 1992. -N51. - P. 489.

40. Лахтин, Ю.М. Химико-термическая обработка стали и сплавов. Текст. / Ю.М. Лахтин, Г. Н Дубинин. -М.: Машиностроение, 1969. 151 с.

41. Лейпциг, X. Технология термической обработки стали. Текст. / Р Бернст, К. Хойертц, Г. Либман, В. Шретер-М.: Металлургия, 1981. 608 с.

42. Желанова, Л.А. Поведение водорода в быстрорежущих сталях при обработке в тлеющем разряде Текст. / Л.А. Желанова, С.В. Земский, А.И. Шумаков, Г. В. Щербединский // Металловедение и термическая обработка металлов. 1994. - № 9. - С. 6-10.

43. Фаст, Дж.Д. Взаимодействие металлов с газами т. 2 Кинетика и механизм реакций. Текст. / Дж. Д Фаст — М.: Металлургия, 1975. - 352 с.

44. Галактинова, Н.А. Водород в металлах. Текст. / Н.А. Галактинова М.: Металлургия, 1959. - 256 с.

45. Морозов, JI.C. Водород и азот в стали. Текст. / JI. С. Морозов М: Машиностроение, 1968. - 152 с.

46. Морозов, JI.C. Водородная хрупкость металлов. Текст. / JI. С. Морозов, Б.Б. Чечулин-М: Машиностроение, 1967.-255 с.

47. Зинченко, В.М. К вопросу о роли водорода при химико-термической обработке Текст. / В.М. Зинченко, В. В. Кузнецов // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1986 — № 8. С. 2 - 7.

48. Клячко, Ю.А. Методы определения водорода в зависимости от химического состава и структуры стали Текст. / Ю. А. Клячко, Т. А. Изманова //В сб.: Труды по аналитической химии. М.: Изд-во АН СССР, I960 - т 10-С 175-181.

49. Кришталл, М.А. К вопросу о влиянии водорода при химико-термической обработке. Текст. / М.А. Кришталл, Б.Е Шейндлин, А.К.Тихонов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1983 - № 3 — С. 58 -62.

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

51. Герасимов, С.А. Новые идеи о механизме образования структуры азотированных сталей Текст. / С.А.Герасимов, А.В.Жихарев // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2004. — № 1. — С. 13 — 17.

52. Власов, В.М. К вопросу о механизмах структурообразования при низкотемпературной ХТО предварительно деформируемых сталей Текст. / В.М. Власов // Машиностроитель. -2002. № 1. - С. 32 - 34.

53. Базалеева, К.О. Механизмы влияния азота на структуру и свойства сталей (обзор) Текст. / К.О. Базалеева // Металловедение и термическая обработка металлов. -2005. № 10. - С. 17 - 23.

54. Тихонов, А.К. ХТО в массовом производстве Текст. / А. К. Тихонов // Металловедение и термическая обработка металлов.-1996 № 1 — С. 15-18.

55. Герасимов, С.А. Научные основы разработки технологических процессов азотирования конструкционных легированных сталей, обеспечивающих повышение работоспособности изнашивающихся сопряжений машин/С.А. Герасимов. Дисс. д-ра техн. наук. М. — 1997. - 553 с.

56. ГОСТ 21354 — 87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления (расчет на прочность). Текст. -Введ. 1987-04-01- М.: Государственный комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1987. -109 с.

57. Крукович, М.Г. Моделирование процесса азотирования Текст. / М. Г. Крюкович // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2004. № 1.-С. 24-31.

58. Герасимов, С.А. Влияние предварительной термической обработки на структуру и свойства азотированных сталей Текст. / С.А. Герасимов, А.В.

59. Жихарев, В.А. Голиков и др // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. - № 6. - С. 24-25.

60. Дрозд, М.С. Определение механических свойств металла безразрушения. Текст. / М.С. Дрозд-М.: Металлургия, 1965. — 171 с.

61. Боровиков, В.А. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Текст. / В. А. Боровиков СПб.: Питер, 2001— 656 с.

62. Лахтин, Ю.М. Перспективы применения ЭВМ в термической и химико-термической обработке Текст. / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган, А.А Булгач // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. - № 1. - С. 2-6.

63. Вагнер, К. Термодинамика сплавов. Текст. / К. Вагнер- М.: Металлургиздат, 1957. 560 с.

64. Heger, D. Dissertation TU Bergakademie Freiberg, 1990 Text. / D. Heger // HTM, 1991 N46 - P. 331-338.

65. Crane, J. The mathematics of diffusion, 2nd end. Text. / J. Crane // Oxiford, Clarendon Press, 1979-145 p.

66. Lightfoot, B.J. Heat Treatment. Text. / В J. Lightfoot, D.N. Jack // The Metals Society, Desember, 1973.-P. 248 254.

67. Петрова, Л.Г. Принципы разработки упрочняющих технологий на основе структурной теории прочности. Текст. / Л.Г. Петрова, О.В. Чудина //Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение. — 2005. — № 1. -С. 7- 13.

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

69. Torchane, L. Proceeding of the Second ASM. Heat Treatment and Surface Engineering. / L. Torchane , P. Bilger, J. Dulcy, M. Gantois. Dortmund (Germany), 1993-P. 1-3.

70. Bockel, S. La Revue de Metallurgie. Science et Genie des Materiaux. Text. / S. Bockel, E. Hess, T Belmonte et al, 1998. N5. - P. 651 - 658.

71. Fortunier, R. Proceeding du 9 e congres international du Traitement thermique et de l'ingenerie des surfaces. Text. / R Fortunier, J.B. Leblond, D. Pont, J.M. Bergheau // ATTT 94, PYC edition. 1994. - P. 375-383.

72. Mittemeijer, E.J. / E.J. Mittemeijer, M.A. Somers // Surface Engineering. 1997 - V. 13.-N6.-P. 483^97.

73. Филипович, С.И. Учет предельных состояний зубьев при проектировании передач Текст. // Деп. в ГНТБ Украины 01.12.1995, № 2582-Ук 95. 14 с.

74. Заблонский, К.И. К расчету зубчатых передач по предельным состояниям зубьев. Текст. / К. И. Заблонский, С.И. Филипович // Деп. в ГНТБ Украины 01.12.1995, № 2583-Ук 95 19 с.

75. Филипович, С.И. Уточненная оценка несущей способности поверхностно-упрочненных зубьев колес текст. / С.И. Филипович, B.C. Кравчук // Детали машин: Респ. межвед. науч-техн. сб. К.: Техника. - 1989. -Вып. 49. - С. 55 - 59.

76. Решетов, Д.Н. Машиностроение. Энциклопедия. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. T.IV-1 Текст. / Д.Н. Решетов и др. М: Машиностроение, 1995. - 864 с.

77. Решетов, Д.Н. Детали машин Текст. / Д.Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1989. — 496 с.

78. Короткин, В.И. К оценке глубинной контактной выносливости эвольвентных зубчатых передач с поверхностно упрочненными зубьями Текст. / В.И. Короткин, Н.П. Онишков, А.В. Гольцев // Вестник машиностроения. 2008. - № 5. - С. 9 - 14.

79. Шевелева, Г.И. Теория формообразования и контакта движущихся тел Текст. / Г.И. Шевелева: Монография. М.: Издательство «Станкин», 1999.-494 с.

80. Шевелева, Г.И. Компьютерное моделирование конических и гипоидных зубчатых передач Текст. / Г.И. Шевелева, А.Э. Волков, В.И. Медведев, Е.А. Шухарев // Конверсия в машиностроении, 1997 № 6 - С.57-65.

81. Шевелева, Г.И. Программное обеспечение производства конических и гипоидных зубчатых передач с круговыми зубьями Текст. / Г.И. Шевелева, А.Э. Волков, В.И. Медведев// Техника машиностроения 2001.-№ 2.-С. 40-51.

82. Айрапетов, Э.Л. Совершенствование методов расчета на прочность зубчатых передач Текст. / Э.Л. Айрапетов // Вестника машиностроения. -1993.-№7.-С. 5-14.

83. Герасимов, С.А. Современные представления о структуре азотированных сталей: Учебное пособие. Текст. / С.А. Герасимов, Г.Г. Мухин, Н.Г. Герасимова -М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 32 с.

84. Лахтин, Ю.М. Структура и прочность азотированных сплавов. Текст. / Ю.М. Лахтин, Я. Д. Коган М.: Металлургия, 1982. - 174 с;

85. Винокур, Б.Б. Легирование машиностроительной стали Текст. / Б.Б. Винокур, Б. Н. Бейнисович, А.Л. Геллер, М.Э. Натансон М.: Металлургиздат, 1977. - 199 с.

86. Цырлин, Э.С. Химико-термическая обработка деталей машин. Текст. / Э. С. Цырлин М.: НИИмаш, 1980. - 80 с.

87. Яхнина, В.Д. Влияние некоторых легирующих элементов на структуру и свойства азотированного слоя. Текст. / В.Д. Яхнина, М.Д.

88. Дворцин, В.В. Никитин // В кн.: Защитные покрытия на металлах— Киев.: «Наукова думка», 1971. С. 110 - 117.

89. Говрилова, А.В. Исследование тонкой структуры азотированных сталей Текст. / А.В. Гаврилова, С.А. Герасимова, Г.Ф. Косолапов, Ю.Д. Тяпкин // Металловедение и термическая обработка металлов — 1974 — № 3. — С. 14-21.

90. Лахтин, Ю.М. Внутреннее азотирование металлов и сплавов Текст. / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган // Металловедение и термическая обработка металлов.-1974. №3. - С. 20 - 28.

91. Кальнер, В.Д. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей Текст. / В.Д. Кальнер // Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

92. Коган, Я.Д. Константы взаимодействия металлов с газами: Справочник Текст. / Я.Д Коган, Б.А. Колачев, Ю.В. Левинский и др. М.: Металлургия, 1987 - 368 с.

93. Золоторевский, B.C. Механические свойства металлов. Текст. / В. С. Золоторевский -М.: Металлургия, 1983. 350 с.

94. Безъязычный, В.Ф. Измерительный комплекс для определения фзико-механических характеристик материалов Текст. / В.Ф. Безъязычный, Б.М. Драпкин, В.К. Кононенко и др //Контроль. Диагностика 1999. - №2. - С. 17-22.

95. Старостин, А.К. Концепции надежности и способы их реализации. Текст. / А. К. Старостин Киев: УкрНИИНТИ Госплана УССР. 1991. - 87 с.

96. Безъязычный, В.Ф. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей. Текст. / В.Ф.

97. Безъязычный, Т.Д. Кожина, А.К. Константинов и др. М.: Изд-во МАИ, 1993. - 184 с.

98. Драпкин, Б.М. Свойства сплавов в экстремальном состоянии. Текст. / Б.М. Драпкин, В.К. Кононенко, В.Ф. Безъязычный М.: Машиностроение, 2004. - 256 с.

99. Драпкин, Б.М. Определение модуля Юнга на твердомере Роквелла Текст. / Б.М. Драпкин, А.А. Бирфельд // Заводская лаборотория. -1994. №5. -С 36.

100. Драпкин, Б.М. Установка для одновременного измерения упругих, релаксационных и магнитных свойств в интервале температур Текст. / Б.М. Драпкин, С.В. Малярчиков, А.А. Уртаев // Заводская лаборатория- 1993. -№12,- С. 57-58.

101. Виноградов, В.Е. Установка для определения модуля упругости поверхностных слоев материалов Текст. / В. Е. Виноградов, Б.М. Драпкин, Ю.П. Замятин //Заводская лаборатория 1992 - №9. - С. 65-66.

102. Hausch, G. Text. / G. Hausch, E Torok. Phys. Stat. Sol. 1977- V.40.1. P. 55.

103. Wang, D.D. The morphology and orientation of Cr-N films deposited by reactive ion plating Text. / D.D. Wang, T. Oki // Thin Solid Films, 1990. -V.185.-P. 219-230.

104. Walsh, J.B. // J. Georhys. Res. 1965. Vol.70-№ 2- P. 399 441.

105. Игнатьков, Д.А. Остаточные напряжения в неоднародных деталях Текст./Д. А. Игнатьков. -Кишенев «Штиница», 1992. 302 с.

106. Кузьменко, В.А. Проблемы прочности Текст. / В.А. Кузьменко, Н.И. Гречанюк, А.Г. Трапезан/ЛТроблемы прочности- 1984. №7. - С. 50 -53.

107. Павленко, Д.В. О структурных изменениях поверхностного слоя сплава ЭК79-ИД после упрочняющей обработки. Текст. / Д.В. Павленко, С.В. Лоскутов, В.К. Яценко, Н.В. Гончар // письма в ЖТФ, 2003- том 29-вып. 8.

108. Трощенко, B.T. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. Текст. / В.Т. Трощенко, В.В. Покровский, А.В. Прокопенко К.: Наук, думка, 1987.-251 с.

109. Oliver, W.C. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments Text. / W.C. Oliver, G.M. Pharr // J.Mater. Res. 1992.- №7.- C. 1564 - 1583.

110. Булычев, С.И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора. Текст. / С.И. Булычев, В.П. Алехин М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

111. Солодкин, Г.А. Прогнозирование предела выносливости сталей, упрочненных химико-термической обработкой. Текст. / Г.А. Солодкин, Г.М. Волков, Л.Я. Ратгауз // Металловедение и термическая обработка металлов. — М.: Машиностроение 1989. - № 8. - С. 37-41.

112. Николаев, В.И. Определение модуля упругости эпитаксиальных слоев GaN методом микроиндентирования. Текст. / В.И. Николаев, В.В. Шпейзман, Б.И Смирнов // Физика твердого тела, 2000 том 42 - С.45 - 48.

113. Козлов, B.C. Общая теория статистики. Текст. / B.C. Козлов, JI.JI. Боярский /. М.: Финансы и статистика, 1985. - 368 с.

114. Адлер, Ю. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Текст. / Ю. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1971.-286 с.

115. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ Текст. / И.Н. Бронштейн, А.К. Семендяев. М.: Наука, 1981.-720 с.

116. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. Текст. / Ю.П. Грачев, Ю.М. Плаксин. М.: ДеЛи принт, 2005. - 296 с.

117. Бутенко, О.И. О механизме ускорения диффузии азота в железе при ионном насыщении Текст. / О.И. Бутенко, Ю.М. Лахтин // Металловедение и термическая обработка металлов. -1969 — №6. С. 21 - 24.

118. Бутенко, О.И. Формирование диффузионного слоя при ионном азотировании Текст. /О.И. Бутенко, Я.М. Головчинер, С.А.Скотников // Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки. — М.: Машиностроение, 1972. С. 122 - 128.

119. Сальникова, С.С. Опыт применения ионного азотирования в машиностроении. Текст. / С. С. Сальникова, В. А. Рудман Л.: ЛДНТП, 1987. -20 с.

120. Коган, Я.Д. Влияние азотирования в тлеющем разряде на фазовый состав и свойства конструкционных сталей. Текст. / Я.Д. Коган, В.Н. Шапошников // Сб трудов МАДИ: Азотирование в машиностроении, 1979, вып. 174-С. 70-75.

121. Кузнецов, Г.Д. Влияние ионной бомбардировки на структурные и фазовые превращения при химико-термической обработке в тлеющем разряде Текст. / Г. Д. Кузнецов // Металловедение и термическая обработка металлов 1981.- №11- С. 21-27.

122. Лейбензон, Л.С. Руководство по нефтепромысловой механике (нефтяная гидравлика). Текст. / Л.С. Лейбензон // Собрание трудов, т. Ш. -М.: Изд-во АН СССР, 1955.-673 с.

123. Сегали, Б.И. Пятизначные математические таблицы. Текст. / Б.И. Сегали, К.А. Семендяев. -М.: Физматгиз, 1962.-463 с.

124. Жуков, А.А. Статистический анализ влияния химического состава сталей на показатели качества азотированного слоя. Текст. / А. А. Жуков, Л. А. Щапова // Упрочняющие технологии и покрытия. — М.: Машиностроение—2007.-№3.-С. 48-52.

125. Бокштейн, С.З. Диффузия и структура металлов. Текст. / С.З. Бокштейн.-М.:Металлургия, 1973. 280 с.

126. Лахтин, Ю.М. Современное состояние процесса азотирования Текст. / Ю. М. Лахтин // Металловедение и термическая обработка металлов— 1993.-№7.-С. 6-11.

127. Кулемин, А.В. Ультразвук и диффузия в металлах. Текст. / А.В. Кулемин. М.: Металлургия, 1978. - 198 с.

128. Кольцов, В.Е. Влияние регламентированной пластической деформации и термической обработки на строение и фазовый состав азотированных ниобиевых сплавов. Текст. / В.Е. Кольцов, Т.Е. Лихачева // Упрочняющие технологии и покрытия 2005. - №5. - С.32 - 37.

129. Пастух, И.М. Теория и практика безводородного азотирования в тлеющем разряде Текст. / И.М. Пастух. Харьков: Изд-во ННЦХФТИ, 2006. -364 с.

130. Буди лов, В.В. Технология ионного азотирования в тлеющем разряде с полым катодом Текст. /В.В. Будилов, К.Н. Рамазанов, Р.Д. Агзамов // Материаловедение и термическая обработка металлов. 2007 - №7. - С. 25 -29.

131. Кундас, С.П. Математическая модель процесса поверхностного плазменного упрочнения стальных деталей Текст. / С.П. Кундас, Д.В.

132. Марковник, Д.Г. Иванов, В.А. Крашанин, С.А. Ильиных // Упрочняющие технологии и покрытия,- 2008. №3. - С.41 - 46.

133. Ландау, Л.Д. Теория упругости. Текст. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.-264 с.

134. Орлов, В.В. Комплексная обработка зубчатых колес способом ППД Текст. / В.В. Орлов // Вестник машиностроения 1999. - №5 - С.26 - 29.

135. Басов, К.А. ANSYS в примерах и задачах. Текст. I К. А. Басов. -М.: Компьютер Пресс, 2002. 224 с.

136. Каплун, А.Б. ANSYS в руках инженера. Текст. I А.Б. Каплун, Е.М. Морозов, М.А. Ольферьева. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 272 с.

137. Чигарев, А.В. ANSYS для инженеров. Текст. I А.В. Чигарев, А.С. Кравчук, А.Ф. Смалюк. М.: Машиностроение, 2004. - 512 с.

138. Yoshida, A. Effect of case dept of fatigue / A. Yoshida, K. Fudjita, T. Kanehara, K. Ota // Bull. JSME. 1986. - N 247. - P. 228 - 234.

139. Сызранцев, B.H. Расчет напряженно-деформированного состояния деталей методами конечных и граничных элементов. Текст. I В.Н. Сызранцев, К.В. Сызранцева. Курган.: Изд-во Курганского го. Ун-та, 2000. - 111 с.

140. Будилов, И.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния элементов конструкции сваебойного трубчатого дизель-молота. Текст. I И.Н. Будилов, Ю.В. Лукащук, Г.В.Белов // ANSYS Advantage.- 2009. — №11. — С.22 — 28.

141. Короткин, В.И. О глубинной контактной прочности поверхностно упрчненных зубчатых передач Новикова. Текст. / В.И. Короткин, Н.П. Онишков // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2002 — №1. — С.42 - 46.

142. Роботнов, Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. Текст. / Ю.Н. Роботнов. М.: Наука, 1979. - 744 с.

143. Сызранцева, К.В. Расчет подшипников качения, работающих без корпуса Текст. / К.В. Сызранцева // ANSYS Solutions.- 2006. №3. - С.10-13.170