автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Структура и свойства поверхностного слоя деталей из серого чугуна после упрочнения оксидами железа и хрома

804618653 На правах рукописи

ФРОЛОВ Виктор Александрович

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА ПОСЛЕ УПРОЧНЕНИЯ ОКСИДАМИ ЖЕЛЕЗА И ХРОМА

Специальность 05.16.09 - материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ЗЛЕН 2010

Тюмень - 2010

004618653

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования « Курганский государственный университет» (КГУ).

Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Гуревич Юрий Григорьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Кусков Виктор Николаевич

кандидат технических наук Паульс Вячеслав Юрьевич

Ведущая организация

ОАО « АК Корвет » (г. Курган)

Защита состоится 23.12.2010 г. в 15-30 на заседании диссертационного совета Д 212.273.09 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, зал имени А.Н. Косухина. Тел./факс: (3452)25-10-94

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре Тюменского государственного нефтегазового университета по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72.

Автореферат разослан « {8 » ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

И.А. Бенедиктова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Улучшение эксплуатационных характеристик прочностных, коррозионных, сопротивление абразивному износу и т.д. деталей машин является основной задачей материаловедения. Среди проблем, связанных с эксплуатацией оборудования в машиностроительной и других отраслях промышленности, задача повышения срока службы износостойких изделий является одной из важнейших. Основными материалами, применяемыми в настоящее время для изготовления деталей, сочетающих антифрикционные и коррозионные свойства, являются чугуны. Наилучшему сочетанию требуемых характеристик отвечают высоколегированные чугуны, широко применяемые зарубежными фирмами. Однако, технологии их изготовления высокозатратны. Между тем, довольно широкое распространение в машиностроении находят детали из феррито-перлитного серого чугуна марок СЧ15, СЧ20. При этом использование этих деталей ограничивается тем, что упрочнение их поверхности либо совсем не производится, так объемная закалка дает только перлитные структуры, либо производится электролитическим хромированием и лазерной обработкой. Это явление связано с тем, что структура основы серого чугуна СЧ15, СЧ20 состоит из 90-60% феррита, который не поддается поверхностной закалке ТВЧ.

Таким образом, с целью расширения номенклатуры не дорогих деталей из серого чугуна с улучшенными эксплуатационными характеристиками, необходимо поверхностное упрочнение деталей, для чего надо изменить структуру основы с феррито-перлитной на перлитную, либо на перлито-ферритную с небольшим количеством феррита.

Разработка простого и надежного метода модификации поверхностного слоя деталей из серого чугуна является актуальной задачей.

Цель работы. Разработка нового метода поверхностного упрочнения деталей из феррито-перлитного серого чугуна, который обеспечит высокую износостойкость поверхности и заданную толщину при минимальном изменении исходной микроструктуры и макрогеометрии.

Методы исследования.

В исследовании были использованы основные положения термодинамического анализа систем, методы металлографического, химического и рентге-носпектрапьного анализов, методика исследования абразивного износа образцов и методы математической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна:

- теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность нового метода упрочнения поверхности деталей из феррито-перлитного серого чугуна нагревом в контакте с оксидами железа и хрома, которые окисляют углерод основы чугуна и не окисляют графит;

- доказано, что диффузионное окисление элементов основы чугуна после взаимодействия с оксидами железа и хрома превращает феррит в перлит, а после быстрого охлаждения диффузионного слоя появляется возможность получения мартенситных структур;

- разработан способ диффузионного хромирования изделий из чугуна, который увеличивает толщину диффузионного слоя до 1,00 мм (получено решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2009115269/02/(020865), приоритет от 21.04.2009);

- получена статистическая модель толщины упрочненного слоя феррито-перлитного серого чугуна после окисления окалиной и диффузионного хромирования в зависимости от температуры и продолжительности процесса;

- доказано, что твердость упрочненного слоя серого чугуна после диффузионного хромирования и быстрого охлаждения соизмерима с твердостью высокопрочного чугуна с шаровидным графитом после поверхностной закалки ТВЧ или обработки лазером, а абразивный износ поверхности детали - с абразивным износом хромистого чугуна.

Практическая ценность работы.

Разработанная технология поверхностного упрочнения деталей из серого чугуна диффузионным методом позволяет получать толщину диффузионного слоя на деталях из серого чугуна 0,6 - 1,0 мм. Твердость упрочненного слоя после диффузионного хромирования и упрочнения деталей из серого чугуна 58-65 НЛС соизмерима с твердостью после лазерной обработки и отличается тем, что распределение микротвердости по толщине диффузионного слоя более равномерное и тем, что по мере увеличения его толщины микротвердость возрастает, а также тем, что обработка лазером обеспечивает только закаленные дорожки на поверхности детали в то время как предлагаемый процесс диффузионного хромирования серого чугуна упрочняет весь поверхностный слой детали. Абразивный износ после диффузионного хромирования и упрочнения деталей из серого чугуна соизмерим с абразивным износом хромистого чугуна. Разработанная технология диффузионного упрочнения позволяет повысить износостойкость деталей из серого чугуна в несколько раз по сравнению с исходным СЧ20. Полученная математическая модель позволяет назначать технологические режимы для получения требуемой толщины упрочненного слоя. Технология поверхностного упрочнения деталей из серого чугуна принята к внедрению на тюменских заводах железобетонных изделий.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (Тюмень, 2008 г.); научно-практической конференции молодых исследователей «Актуальные вопросы современной науки» (Курган, 2010 г.); на 10-м Российском семинаре «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов» (Курган, 2010 г.); объединенном научном семинаре кафедр «Автомобили» и «Инноватики и менеджмента качества» КГУ; на объединеном научно-техническом семинаре кафедр «Энергетики и технологии металлов», «Технологии автоматизированного сварочного производства», «Инноватики и менеджмента качества» КГУ.

Реализация результатов работы.

1. Работа выполнялась в «Вузовско-академической лаборатории порошковой металлургии» Курганского государственного университета согласно программе фундаментальных научных исследований РАН на период 2007-2011 гг. по теме: «Создание перспективных конструкций, материалов и технологий в станкостроении».

2. Технология поверхностного упрочнения деталей из серого чугуна принята к внедрению на тюменских заводах железобетонных изделий № 1 и № 5.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 19 печатных работах. В том числе три работы опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 46 таблиц, список литературы из 117 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается краткое описания состояния вопроса, обоснованы актуальность, направление исследований и значимость диссертационной работы.

В первой главе проанализированы свойства серого и ковкого чугуна, показано, что наибольшее применение в машиностроении получил феррито-перлитный серый чугун марок СЧ15, СЧ20.

Проанализированы современные методы поверхностного упрочнения серого чугуна и установлено, что, детали из серого чугуна, в отличие от деталей из ковкого чугуна, не могут подвергаться поверхностной закалке.

На основании каталитического действия поверхности железа своей поверхностной энергией способствовать диссоциации хлоридов хрома, была выдвинута гипотеза, что такое же действие поверхности чугуна может способствовать диссоциации оксидов железа (FeO) и хрома (Сг2Оз).

В связи с этим в работе были поставлены следующие задачи:

1. Теоретически обосновать возможность диффузионного окисления оксидами железа (FeO) и хрома (Сг20з) поверхностей деталей из феррито-перлитного серого чугуна обеспечивающего превращение в поверхностном слое феррита в перлит.

2. Исследовать особенности формирования микроструктуры поверхностного слоя деталей в процессе диффузионного окисления элементов основы чугуна оксидами железа и хрома.

3. Исследовать химический состав упрочненного слоя деталей.

4. Исследовать физико-механические свойства упрочненного слоя деталей.

5. Разработать технологию диффузионного хромирования поверхностного слоя деталей из серого чугуна оксидом хрома, включающую получение мар-тенситных структур.

Во второй главе дано теоретическое обоснование диффузионного окисления элементов основы серого чугуна взаимодействием с оксидами железа и хрома. Сделан термодинамический анализ реакций взаимодействия РеО с марганцем, кремнием и углеродом основы чугуна.

Система [Те - Б! - Мл - С]т - РеОт - МпОт - БЮ2 - (СО +С02)г

[81]вРе + 2РеОт = 8Ю2Т + 2Рет ; 18/С, =19628,27-' -2,317 ; К1=— (1)

«я

Таблица 1

Константы равновесия системы [Л; - - РеОт - 5Югт - 1<ет.

т,к № К, аа Хя:

1273 13,201 ю"-20 1О-и,20 ю-9-20

1323 12,619 1014й Ю-12'62 ю-8'62

1373 12,078 10-1У» Ю-ад.

(РеО)т+ [Мп]вРе = Бет + (МпО)т; \ек2 = 6369,3т1 -0,496; К2 = а"""Хг' (2)

ХЫпаГ<0

Таблица 2

Параметры равновесия системы [1-е - Мп\ - РеОт - МпОт - Рет.

т,к Хре ЗмпО ЭрсО ХмпО ХрсО

1273 0,0100 0,9900 0,9990 0,0029 0,9990 0,0010

0,1000 0,9000 0,9999 0,0003 0,9999 0,0001

1373 0,0100 0,9900 0,9970 0,0080 0,9970 0,0030

0,1000 0,9000 0,9998 0,0005 0,9998 0,0002

РеОт+[С]т = Рет + СОг; 1ё/С, =-7757,47"'+7,849 ; К3=^- (3)

ас

[С]т + СОгг-=2СОг ; =-8615,37"'+8,911; Р с0 ; Рсо+Рсо =\ (4)

°сРсо,

Таблица 3

Параметры равновесия системы [Ре -С\-РеОт- Рет - (СО - С02 \.

т,к Рсо р ас хс С,%

1173 0,71 0,29 0,013 0,052 0,16

1373 0,73 0,27 0,005 0,003 0,06

Аналогичный термодинамический анализ реакций взаимодействия оксида хрома (Сг203) с элементами основы чугуна был проведен для системы ре-Мп -Сг]т -Сг20зт - МпОт - 8Ю2Т-Сг7Сз - 02г.

Полученные данные были проверены экспериментально. Порошки окалины и СЧ20 с размерами частиц 5ср < 0,063 мм в течение 15 мин смешивались в шаровой мельнице, помещались в закрытый контейнер и нагревались до температур 1273,1373К. Аналогичный эксперимент проведен для смеси Сг20з и СЧ20. Содержание элементов в сплаве после выдержки 4 и 8 ч приводится ниже

Таблица 4

Содержание углерода, марганца, кремния в сплаве._

т,к т, ч С,% Мп,% | Si,%

Окалина (FeO) + СЧ20

1273 4 0,100 - -

8 0,022 0,12 1,5

1373 4 0,015 - -

8 0,014 0,12 1,4

Оксид хрома + СЧ20

1373 4 0,870 0,58 1,8

8 0,150 0,49 1,4

0.12

0.08 .

0.04 -

Рассчитанные при разных концентрациях хрома хСг (Сг,%) концентрации углерода хс (С,%) показали, что с увеличением концентрации хрома в твердом растворе растет концентрация углерода и расширяется область аустенита. Расчеты подтвердили, что Сг7Сз является единственным устойчивым карбидом хрома при 11731373 К.

Па рис.1 приведено равновесие твердого раствора с карбидом хрома, которое показывает, что при взаимодействии Рис. 1. Диаграмма равновесия в оксида хрома с углеродом основы чугуна системе [Ре-Сг-С\ ~0-7С5Г может образовываться карбид Сг7С3.

В третьей главе описана методика исследования с помощью химического, рентгеноспектрального и металлографического анализов. Подробно описана методика определения абразивного износа исследуемых образцов.

Четвертая глава содержит результаты исследования взаимодействия окалины (РсО) с элементами основы серого чугуна и как следствие - резкое уменьшение феррита в его микроструктуре.

Диффузионная (окисленная) зона достаточно однородна, никаких дефектов не наблюдается. Граница между структурой чугуна и окисленным слоем четкая. Зона термического влияния не образуется. Включения графита имеют шаровидную форму и достаточно мелкие. Площадь на шлифе, занимаемая включениями графита -2% (Рис.2.) Микроструктура диффузионного слоя становилась перлито-ферритной, количество феррита уменьшилось более чем

в 3 раза, а после быстрого охлаждения со скоростью Vохл = 200 К/с принимала вид мартен-сито-перлито-аустенитный (рис.За). Микроструктура основы чугуна после такого охлаждения превращалась в перлитную (рис.Зб).

Значения толщины диффузионного слоя детали из чугуна после окисления в зависимости от температуры процесса и его продолжительности подчиняются параболической зависимости. В результате обработки двухфакторного эксперимента второго Рис.2. Окисленный слой порядка по ортогональному центральному компо-нанетравленом шлифе, х 300 зиционному плану была получена математическая

модель, связывающая эти параметры (рис. 5). Твердость окисленного слоя после быстрого охлаждения ( Уохл = 200 К/с) 40 - 42 HRC. Такая твердость соизмерима с твердостью ковкого чугуна после закалки ТВЧ. Микротвердость поверхностного слоя чугуна увеличилась в 1,5-2,5 раза Износостойкость детали с упрочненным слоем повысилась в 2 раза, по сравнению с исходной.

В подтверждение того, что микротрещины по нашей технологии не образуются, была проведена дуговая сварка образцов из чугуна СЧ20 после диффузионного окисления. После сварки никаких макро- и микродефектов сварного шва не обнаружено.

а б

Рис. 3. Микроструктура окисленного (диффузионного) слоя (а) и чугуна (б) после охлаждения в воде (У0хл = 200К/с), х 400. Травление ниталем.

Пятая глава посвящена диффузионному хромированию серого чугуна взаимодействием элементов основы чугуна с оксидом хрома. Для экспериментов была выбрана полая цилиндрическая деталь из серого чугуна СЧ20. Исходная структура чугуна с равномерно распределенным пластинчатым графитом завихренной формы, длиной 0,03 - 0,06 мм, площадь на шлифе, занятая графитом составляла 8 - 12%, структура основы 60-90% феррита и 40-10% перлита.

Рис.4. Микроструктура поверхности детали из чугуна СЧ20 после диффузионного окисления оксидом хрома (а) и кислородом воздуха (б), х 400

Деталь помещалась в открытый контейнер и с внутренней стороны контактировала с порошком оксида хрома, а с внешней - с кислородом воздуха. Сверху оксид хрома был засыпан слоем глинозема и слоем графита. Деталь нагревалась в печи сопротивления с графитовым нагревателем до температуры 1173 - 1373 К, выдерживалась при этих температурах 2 - 8 ч и охлаждалась с разными скоростями (Уохл)- На поверхности детали после диффузионного хромирования образуется ферритная кайма. За этим слоем располагался диффузионный слой, имеющий перлитную структуру, содержащий хром и шаровидные включения графита (рис. 4а).

Структура окисленного поверхностного слоя кислородом воздуха оставалась феррито-перлит-ной (рис. 46). После охлаждения с Уохл = 200300 К/с перлитная структура хромированного слоя превращалась в структуру мартенсита или мелкоигольчатого мартенсита и частично растворенного графита

Окисленный кислородом воздуха слой после упрочнения имел структуру троо-сто-сорбита. При диффузионном хромировании чугуна традиционными методами в поверхностном слое образуется слой карбидов, являющийся препятствием для дальнейшей диффузии хрома. Поэтому известные способы диффузионного хромирования малоэффективны, поскольку обеспечивают глубину диффузионного слоя не более 0,01-0,04 мм. Механизм предлагаемого процесса диффузионного хромирования отличается от известных тем, что хром диффундирует вглубь только тогда, когда кислород окислит углерод и «расчистит» хрому «дорогу» для диффузии. Зависимость толщины диффузионного слоя чугуна С420 от температуры и времени выдержки после диффузионного хромирования представлены на рисунке 6.

Близкая скорость роста толщины диффузионного слоя при окислении элементов основы чугуна при температурах 1 173-1373 К оксидами железа и хрома свидетельствует о том, что скорость окисления не зависит от состава оксидов и лимитируется скоростью диффузии углерода в аустените.

Для определения химического состава поверхностного слоя после диффузионного хромирования, из чугуна СЧ20 были изготовлены полые цилиндрические образцы с толщиной стенки 1,6 и 1,2 мм со структурой перлита.

Результаты химанализа цилиндров представлены в таблице 5.

В таблице 6 представлены результаты послойного рентгеноспектрального анализа диффузионного слоя по определению содержания хрома.

Температура выдержки: Т= 1173 ... 1373 К

Время выдержки: т = 2 ... 8 часов

Уравнение регрессии:

Температура выдержки: Т= 1173 ... 1373 К;

Время выдержки: т = 2 ... 8 часов

Уравнение регрессии:

10,7689-0,0196Т+0,1304т + 8,8167-10-<;Т2-0,0082т2, мм (5)

Рис. 5. Зависимость толщины диффузионного слоя чугуна СЧ20 от температуры и времени выдержки после окисления окалиной (РеО)

ё = 3,4344-0,0074-Т-0,1078-т + 3,7333-10'6-Т2 - 0,0046 т2+0,0002,Т-т, мм (6)

Рис. 6. Зависимость толщины диффузионного слоя чугуна СЧ2.0 от температуры и времени выдержки после диффузионного хромирования (Сг203)

Таблица 5

Химический состав диффузионного слоя после взаимодействия _оксида хрома СггОз с основой серого чугуна_

Т,К Окислитель т, ч Содержание, %

С Сг Мп

1273 Оксид хрома 8 0,95 3,44 1,12 2,32

Окалина 8 0,48 0,21 0,90 2,36

1373 Оксид хрома 4 8 1,22 0,72 2,70 4,93 1,20 0,90 2,38

Окалина 8 0,15 0,18 0,82 2,32

Таблица 6

Распределение элементов по толщине диффузионного слоя после хромирования

Окислитель Т,К т, ч Толщина слоя g, мм Содержание, %

хром марганец

1273 8 0,300 0,500 0,700 2,25 0,64 0,35 1,00 0,92 0,98

Оксид 0,200 14,60 -

хрома 0,400 5,90 1,20

(Сг203) 1373 8 0,600 2,70 1,30

0,800 1,80 1,05

1,000 0,66 -

Как следует из приведенных данных марганец и кремний практически не окисляются. Это объясняется тем, что скорость их диффузии в аустените намного меньше скорости диффузии углерода.

На основании массы окисленного углерода по уравнению реакции (7) рассчитывались масса (г) и процент восстановленного хрома (табл.7).

Сг20зт +3[С]а,е = 2[Сг]„ гс + ЗСОг (7)

Таблица 7

Т,К т,ч Окислилось углерода Расчетное содержание хрома

С,% С, г Сг, г Сг, %

1273 8 2,65 0,20 0,58 7,63

1373 4 2,38 0,14 0,40 6,67

8 2,88 0,26 0,75 8,52

Результаты расчета показывают, что расчетное содержание хрома, которое соизмеримо с равновесным, значительно больше реального. Это можно объяснить тем, что в результате диффузии хрома в основу чугуна образуется вначале карбид хрома Сг7Сз, который потом окисляется, что подтверждается термодинамическим расчетом, приведенном в диссертации, согласно уравнений:

2Сг7С3т+ 270 в Ре = 7Сг203т+ 6С0г ; = 431455Т"1 - 76,32 (8)

2[Сг]вге + 30вРе = Сг2031; № = 59128 Г1 +13,41 (9)

[С]вНе + [0]вРе = С0г; ^Кю = 5981,5Т1 + 4,5 (10)

Используя уравнение изотермы химической реакции найдены энергии Гиббса реакций (8-10). Данные расчетов представлены в таблице 8.

Таблица 8

Температура, К -А08,Дж - ЛС9, Дж - Авю, Дж

1173 6,53-10" 1,43 «Ю6 2,16-105

1273 6,36-106 1,44-106 2,24-105

1373 6,23 •! О6 1,49 -106 2,33-105

Итак, карбид хрома имеет большее сродство к кислороду, чем хром и углерод, и будет окисляться в первую очередь. С учетом этого в ферритной кайме будут реализовываться следующие реакции:

9Сг203т-* 18[Сг],р«+ 27[0]в Не (11)

И[Сг ]„ге+ 6[С]В Ре 2 Сг7С3т (12)

2Сг7С3т + 27[0], 7(Сг2Оэ)вРе+ 6СОг (13)

Суммарная реакция:

9Сг203г + б[С], Ре -» 4 [Сг ]. Ре + 7 (Сг203)в Гс + 6СОг (14)

Выделяющийся в феррите оксид хрома Сг203 взаимодействовать с углеродом основы чугуна не может и остается в феррите в виде включений, окись углерода выделяется через поры ферритной каймы, атомы хрома диффундируют в аустенит.

Рентгеноспектральным анализом ферритной каймы установлено, что она содержит в среднем 18,7 - 26,1 % хрома. Распределение хрома по толщине ферритной каймы и ее микротвердость после диффузионного хромирования при Т = 1373 К, продолжительностью 8 часов представлена в таблице 9.

Таблица 9

Содержание хрома и микротвердость ферритной каймы после диффузионного хромирования при 1373 К, продолжительностью 8 ч.

g, мм Содержание Сг,% Микротвердость, ГПа

В слое Среднее В слое Средняя

0,01-0,03 24,4 26,1 2,68 3,26

26,8 3,30

27,2 3,16

- 3,91

0,03-0,05 20,7 21,8 1,81 2,12

20,7 2,02

23,9 2,47

- 2,18

0,05-0,07 19,8 18,7 1,92 1,93

Микроскопические исследования подтверждают, что механизм образования диффузионного слоя в результате взаимодействия оксида хрома с углеродом чугуна осуществляется по адсорбционно-диффузионной модели. Только в результате диссоциации оксида хрома на поверхности основы чугуна, последующей диффузии кислорода вглубь и диффузии углерода в противоположном направлении (в ферритную кайму), возможна диффузия хрома на глубину более одного миллиметра.

Твердость диффузионного слоя до упрочнения 30-40 HRC, после упрочнения 58-65 HRC. Распределение микротвердости по толщине диффузионного слоя после хромирования и упрочнения чугуна СЧ20 (рис.7) обеспечивает микротвердость поверхностного слоя соизмеримую с лазерной обработкой высокопрочного чугуна ВЧ-40 (Майоров B.C. МиТОМ.2009.№3.С.6-8). Распределение микротвердости по толщине диффузионного слоя более равномерное и может обеспечивать толщину упрочненного слоя почти в 2 раза большую, чем при обработке лазером.

Микротвердость упрочненного слоя после диффузионного хромирования соизмерима с микротвердостью хромистого чугуна, содержащего 1214% хрома. В отличие от лазерной обработки микротвердость хромированного слоя по мере увеличения его толщины возрастает. Кроме того, обработка лазером обеспечивает только упрочненные дорожки на поверхности детали, в то время как предлагаемое диффузионное хромирование упрочняет всю поверхность детали.

Одной из объективных характеристик материала является удельная

Н

м> ГПа

8

1

/

/

/

1.0

0.2 0.4 0.6 0.8

Рис. 7. Распределение микротвердос- раб(т абразивН0Г0

износа материала образцов, результаты определения которой после испытаний на абразивный износ приведены ниже.

ти по толщине диффузионного слоя после хромирования и упрочнения чугуна СЧ20

Материал Дж/ мг

Серый чугун СЧ 20 0,15 ± 0,06

Диффузионный слой после

хромирования и упрочнения 5,70±0,19

Хромистый чугун, 2,8 %С; 14,7 % Сг 6,83 ± 0,27 В результате испытания образцов после диффузионного хромирования и упрочнения на абразивный износ, была получена удельная работа абразивного износа, соизмеримая с удельной работой абразивного износа высокохромистого чугуна.

Присутствие включений графита в структуре диффузионного слоя не только не ухудшают свойства изделий, работающих в условиях износа, но даже повышают износостойкость. Доказано и подтверждено экспериментально, что оксиды железа и хрома при температурах 1173-1373 К способны окислять элементы основы серого чугуна и, следовательно, могут изменять структуру его основы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведенный термодинамический анализ взаимодействия элементов основы чугуна с оксидами железа (FeO) и хрома (Сг2 03) показал возможность превращения диффузионного (окисленного) слоя поверхности основы чугуна в сталь.

2. Результаты металлографического анализа диффузионного слоя поверхности детали из СЧ20 после окисления окалиной (FeO) показали, что слой приобретает мартенсито-перлито-аустенитную структуру. Установлено, что твердость диффузионного слоя соответствует твердости закаленного ковкого чугуна.

3. Экспериментально установлено, что толщины диффузионного слоя при взаимодействии чугуна с оксидом железа и оксидом хрома в зависимости от температуры и продолжительности окисления соизмеримы и достигают примерно 1 мм. Это свидетельствует о том, что процесс диффузионного окисления основы чугуна не зависит от состава оксидов и лимитируется скоростью диффузии углерода в аустените.

4. Выявлено, что оксиды железа и хрома окисляют только углерод основы серого чугуна, а не графит. Легирование диффузионного слоя чугуна хромом упрочняет феррит и превращает феррит основы чугуна в мелкодисперсную перлитную смесь, которая после быстрого охлаждения образует мелкоигольчатый мартенсит.

5. Определено, что твердость диффузионного слоя деталей после обработки чугуна оксидом хрома (58-65 HRC) соизмерима с твердостью высокопрочного чугуна с шаровидным графитом после поверхностной закалки ТВЧ (56-63 HRC). Распределение микротвердости по толщине диффузионного слоя более равномерное, чем при обработке лазером и по мере увеличения толщины упрочненного слоя микротвердость возрастает.

6. Установлено, что при необходимости диффузионным хромированием серого чугуна с последующим упрочнением можно получать упрочненный слой в два раза толще, чем при обработке лазером.

7. Доказано, что абразивный износ поверхности детали после взаимодействия с окалиной в два раза меньше, чем у исходного чугуна, а после взаимодействия с оксидом хрома соизмерим с абразивным износом хромистого чугуна.

8. Разработана новая технология поверхностного упрочнения деталей из феррито-перлитного серого чугуна, которая обеспечивает высокую износостойкость поверхностного слоя деталей. Промышленная эксплуатация опытных фильер показала, что их стойкость в 8-12 раз выше, чем у закаленных втулок, изготовленных из углеродистых сталей, применяемых на заводах железобетонных изделий г. Тюмени.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Гуревич Ю.Г. Поверхностное упрочнение деталей из серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, В.В. Марфицын // Упрочняющие технологии и покрытия,- 2010. №5.С.27-31.

2. Гуревич Ю.Г. Диффузионное хромирование феррито-перлитного серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, В.В. Марфицын // Черные металлы.-2010. Октябрь.С.13-16.

3. Гуревич Ю.Г. Сварка деталей из феррито-перлитного серого чугуна / Ю.Г.Гуревич, В.В. Марфицын, В.А. Фролов II Сварочное производство. 2010. № 10. С.28-29.

В следующих работах:

4. Гуревич Ю.Г. Термодинамический анализ взаимодействия хрома с углеродом чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, В.В. Марфицын // Вестник КГУ. Серия «Технические науки», Вып.4. -Курган: изд-воКГУ,2008.№3(13).-С.44-45.

5. Гуревич Ю.Г. Термодинамическая вероятность образования карбида хрома при взаимодействии его оксида с углеродом серого чугуна при температурах 1273-1373 К / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, П.А. Суханов, В.В. Марфицын // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении». -Тюмень: ТНГУ, 2008. Т.1.-С.74-79.

6. Гуревич Ю.Г. Совместное восстановление оксидов железа и никеля углеродом серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, П.А. Суханов // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении»,- Тюмень: ТНГУ, 2008. Т.1.-С. 79-84.

7. Гуревич Ю.Г. Взаимодействие оксида хрома с кремнием серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, П.А. Суханов // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении».- Тюмень: ТНГУ, 2008. Т.1.-С. 79-84.

8. Фролов В.А. Термодинамика взаимодействия закиси железа с углеродом серого чугуна / В.А. Фролов, П.А. Суханов // Сб. науч. Трудов аспирантов и соискателей КГУ. - Вып. ХН.-Курган: изд-во, КГУ, 2009. -С. 19-20.

9. Фролов В.А. Зависимость предельной растворимости углерода от содержания хрома в аустените / В.А. Фролов // Сб. науч. Трудов аспирантов и соискателей КГУ. - Вып. XII.-Курган: изд-во, КГУ, 2009. -С. 20.

10. Гуревич Ю.Г. Термодинамический анализ процесса взаимодействия оксида хрома с углеродом серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.В. Марфицын, В.А. Фролов, C.B. Шишкина // Вестник КГУ - Серия «Технические науки», вып.5,-Курган: изд-во КГУ, 2010. № 1(17).- С.98-101.

11. Фролов В.А. Механические свойства деталей из серого чугуна после диффузионного хромирования / В.А. Фролов, В.В. Марфицын, Ю.Г. Гуревич II Вестник КГУ. Серия «Технические науки», Вып.5. -Курган: изд-во КГУ, 2010. №1 (17).-С. 103-106.

12. Фролов В.А. Влияние хрома на предельную растворимость углерода в аустените при 1273-1373 К / В.А. Фролов, C.B. Шишкина // Сб. науч. Трудов аспирантов и соискателей КГУ,- Вып. XII.-Курган: изд-во, КГУ, 2010. -С. 33-34.

13. Фролов В.А. Термодинамическая вероятность совместного окисления кремния и марганца серого чугуна окалиной / В.А. Фролов, П.А. Суханов, C.B. Шишкина // Сб. науч. Трудов аспирантов и соискателей КГУ. - Вып. XII.-Курган: изд-во, КГУ, 2010. -С. 34-35.

14. Фролов В.А. Термодинамика процесса окисления закисью железа кремния феррито-перлитного серого чугуна / В.А. Фролов // Актуальные проблемы современной науки: материалы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Дню науки. -Курган: изд-во КГУ, 2010.-С. 52.

15. Фролов В.А. Термодинамика процесса окисления закисью железа марганца феррито-перлитного серого чугуна / В.А. Фролов // Актуальные проблемы современной науки: материалы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Дню науки. -Курган: изд-во КГУ, 2010.-С. 52-53.

16. Фролов В.А. Термодинамика процесса взаимодействия оксида хрома с твердым раствором[Fe-Cr]i / В.А. Фролов // Актуальные проблемы современной науки: материалы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Дню науки. - Курган: изд-во КГУ, 2010.-С.53-54.

17. Фролов В.А. Термодинамический анализ системы [Fe-C-Mn-Cr]T-Сг20зт-Мп„0т-Сг7Сзт-(С0-С02)г при 1273-1373К / В.А. Фролов, C.B. Шишкина // Вестник КГУ.- Серия «Технические науки», вып.5.- Курган: изд-во КГУ, 2010. №1(17).- С.97 - 98.

18. Гуревич Ю.Г. Взаимодействие основы серого чугуна с оксидом хрома / Ю.Г. Гуревич, В.Е. Овсянников, В.А. Фролов // Компьютерное моделирование физико-химических свойств стёкол и расплавов: труды X Российского семинара / под общ. ред. Б.С.Воронцова. - Курган: изд-во КГУ, 2010.-С.92.

19. Гуревич Ю.Г. Поверхностное упрочнение деталей из феррито-перлитного серого чугуна диффузионным хромированием / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, В.Е. Овсянников // Компьютерное моделирование физико-химических свойств стёкол и расплавов: труды X Российского семинара / под общ. ред. Б.С.Воронцова. - Курган: изд-во КГУ, 2010.-С.98-99.

Подписано к печати 13.11.2010 Формат 60x84 1/16 Бумага тип. №1

Печать трафаретная Усл. печ. л. 1,0 Уч.- изд. л. 1,0

Заказ 202 Тираж 100 Цена свободная

РИЦ Курганского государственного университета. 640669, г. Курган, ул. Гоголя, 25. Курганский государственный университет

Введение

1. Состояние вопроса. Серый чугун. Структура, свойства, термическая обработка, применение

1.1 Классификация чугунов

1.2. Графитизация чугуна

1.3. Серый чугун

1.3.1. Графитизация

1.3.2. Микроструктура

1.3.3. Механические свойства серого чугуна

1.3.4. Фрикционные свойства серого чугуна

1.3.5. Износостойкость

1.3.6. Влияние химического состава на структуру и свойства серого чугуна

1.3.7. Термическая обработка серого чугуна

1.3.7.1. Закалка

1.3.7.2. Нормализация

1.3.7.3. Отжиг для снятия напряжений

1.3.7.4. Низкотемпературный отжиг для улучшения обрабатываемости

1.3.8. Термообработка и поверхностное хромирование серого чугуна

1.3.9. Лазерная обработка поверхностей деталей из серого чугуна

1.3.10. Применение серого чугуна для деталей машин

Для повышения износостойкости деталей из серого чугуна, работающих в условиях сухого трения и трения со смазкой применяются следующие методы поверхностного упрочнения:

- поверхностная закалка (закалка ТВЧ);

- диффузионное хромирование;

- электролитическое хромирование;

- лазерная обработка.

Самые распространенные и сравнительно простые методы поверхностного упрочнения закалка ТВЧ и диффузионное хромирование для феррито-перлитного серого чугуна не применяются. Применяемая для ковкого чугуна закалка ТВЧ, для феррито-перлитного серого чугуна не применяется из-за длительного времени превращения феррита в аустенит.

Диффузионное хромирование серого чугуна не применяется в связи с тем, что взаимодействие между хромом и углеродом в процессе диффузионного покрытия приводит к тому, что углерод из сердцевины диффундирует навстречу хрому и связывает хром в карбиды. В результате этого понижается диффузионная способность хрома, т.е. уменьшается толщина диффузионного слоя. На деталях из серого чугуна удается получить упрочненный слой не более 0,02-0,04 мм.

Электролитическое хромирование, применяемое для повышения износостойкости деталей из серых чугунов, является сложным и дорогим методом упрочнения, обеспечивающим глубину упрочненного слоя не более 0,05 мм.

Применяемая лазерная обработка поверхности деталей серых чугунов, обеспечивает упрочненный слой толщиной до 0,60 мм, причем наблюдается значительное снижение твердости по глубине упрочненного слоя, необходимая твердость наблюдается на глубине 0,30-0,40 мм.

Применяемое лазерное поверхностное упрочнение чугунов обладает существенными недостатками: высокой стоимостью оборудования, низкой стойкостью рабочих органов, необходимостью применения специальных обмазок.

Таким образом, разработка простого и надежного метода модификации поверхностного слоя деталей из серого чугуна является актуальной.

Для этого в исследовании необходимо решить следующие задачи:

1. Теоретически обосновать возможность диффузионного окисления оксидами железа {ЕеО) и хрома (Сг203) поверхностей деталей из феррито-перлитного серого чугуна обеспечивающего превращение в поверхностном слое феррита в перлит.

2. Исследовать особенности формирования микроструктуры поверхностного слоя детали в процессе диффузионного окисления основы чугуна.

3. Исследовать химический состав упрочненного слоя деталей.

4. Исследовать физико-механические свойства упрочненного слоя деталей.

5. Разработать технологию диффузионного хромирования поверхностного слоя деталей из серого чугуна, включающую получение мартенситных структур.

Цель работы: Целью настоящей работы является разработка нового метода поверхностного упрочнения деталей из феррито-перлитного серого чугуна, который обеспечит высокую износостойкость поверхности и заданную толщину при минимальном изменении исходной микроструктуры и макрогеометрии.

Научная новизна;

- теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность нового метода упрочнения поверхности деталей из феррито-перлитного серого чугуна нагревом в контакте с оксидами железа и хрома, которые окисляют углерод основы чугуна и не окисляют графит;

- доказано, что диффузионное окисление элементов основы чугуна после взаимодействия с оксидами железа и хрома превращает феррит в перлит, а после быстрого охлаждения диффузионного слоя появляется возможность получения мартенситных структур;

- разработан способ диффузионного хромирования изделий из чугуна, который увеличивает толщину диффузионного слоя до 1,00 мм (получено решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2009115269/02/(020865), приоритет от 21.04.2009);

- получена статистическая модель толщины упрочненного слоя феррито-перлитного серого чугуна после окисления окалиной и диффузионного хромирования в зависимости от температуры и продолжительности процесса;

- доказано, что твердость упрочненного слоя серого чугуна после диффузионного хромирования и быстрого охлаждения соизмерима с твердостью высокопрочного чугуна с шаровидным графитом после поверхностной закалки ТВЧ или обработки лазером, а абразивный износ поверхности детали - с абразивным износом хромистого чугуна.

Практическая ценность работы.

1. Разработанная технология поверхностного упрочнения деталей из серого чугуна диффузионным методом позволяет получать толщину диффузионного слоя на деталях из серого чугуна 0,6 - 1,0 мм в то время, как толщина слоя при диффузионном хромировании чугуна традиционными методами составляет всего 0,02 - 0,04 мм.

2. Показано, что твердость упрочненного слоя после диффузионного хромирования и упрочнения деталей из серого чугуна 58-65 НЛС соизмерима с твердостью после лазерной обработки и отличается тем, что распределение микротвердости по толщине диффузионного слоя более равномерное и тем, что по мере увеличения его толщины микротвердость возрастает, а также тем, что обработка лазером обеспечивает только закаленные дорожки на поверхности детали в то время, как предлагаемый процесс диффузионного хромирования серого чугуна упрочняет весь поверхностный слой детали.

3. Показано, что абразивный износ после диффузионного хромирования и упрочнения деталей из серого чугуна соизмерим с абразивным износом хромистого чугуна.

4. Разработанная технология диффузионного упрочнения позволяет повысить износостойкость деталей из серого чугуна в несколько раз по сравнению с исходным СЧ20.

5. Полученная математическая модель позволяет назначать технологические режимы для получения требуемой толщины упрочненного слоя.

6. Технология поверхностного упрочнения деталей из серого чугуна принята к внедрению на тюменских заводах железобетонных изделий.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (Тюмень, 2008 г.); научно-практической конференции молодых исследователей «Актуальные вопросы современной науки» (Курган, 2010 г.); на 10-м Российском семинаре «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов» (Курган, 2010 г.); объединенном научном семинаре кафедр «Автомобили» и «Инноватики и менеджмента качества» КГУ; на объединенном научно-техническом семинаре кафедр «Энергетики и технологии металлов», «Технологии автоматизированного сварочного производства», «Инноватики и менеджмента качества» КГУ.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 19 печатных работах. В том числе три работы опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Положения, выносимые на защиту

1. Научное обоснование возможности поверхностного упрочнения деталей из серого чугуна диффузионным методом.

2. Результаты теоретического и экспериментального исследования параметров процесса взаимодействия элементов основы феррито-перлитного серого чугуна с оксидами железа и хрома.

3. Закономерности формирования структуры основы феррито-перлитного серого чугуна в процессе поверхностного упрочнения диффузионным методом.

4. Результаты исследования механических свойств поверхностного слоя деталей из феррито-перлитного серого чугуна после диффузионного упрочнения.

5.6. Основные выводы по главе. серого чугуна от воздействия технологических параметров — температуры и времени выдержки при диффузионном хромировании оксидом хрома.

4. Доказано, что предлагаемое диффузионное хромирование феррито-перлитного серого чугуна позволяет эффективно повысить твердость диффузионного слоя толщиной до 1,0 мм за счет изменения структуры в зоне окисления, хромирования основы и последующего поверхностного упрочнения.

5. Определено, что твердость диффузионного (хромированного) слоя после упрочнения и отпуска 58 — 65 НЯС соизмерима с твердостью поверхностного слоя после лазерной обработки высокопрочного чугуна ВЧ-40. Установлено, что распределение твердости по толщине диффузионного слоя более равномерное и по мере увеличения его толщины твердость возрастает. Обработка лазером обеспечивает только закаленные дорожки на поверхности детали в то время как предлагаемый процесс диффузионного хромирования серого чугуна упрочняет весь поверхностный слой детали.

6. Установлено, что при необходимости диффузионным хромированием серого чугуна с последующим упрочнением можно получать упрочненный слой в два раза толще, чем при обработке лазером.

7. Показано, что абразивный износ поверхности детали после диффузионного хромирования и упрочнения соизмерим с абразивным износом хромистого чугуна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенный термодинамический анализ взаимодействия элементов основы чугуна с оксидами железа (.ГеО) и хрома {Сг2 03) показал возможность превращения диффузионного (окисленного) слоя поверхности основы чугуна в сталь.

2. Результаты металлографического анализа диффузионного слоя поверхности детали из СЧ20 после окисления окалиной (ГеО) показали, что слой приобретает мартенсито-перлито-аустенитную структуру. Установлено, что твердость диффузионного слоя соответствует твердости закаленного ковкого чугуна.

3. Экспериментально установлено, что толщины диффузионного слоя при взаимодействии чугуна с оксидом железа и оксидом хрома в зависимости от температуры и продолжительности окисления соизмеримы и достигают примерно 1 мм. Это свидетельствует о том, что процесс диффузионного окисления основы чугуна не зависит от состава оксидов и лимитируется скоростью диффузии углерода в аустените.

4. Выявлено, что оксиды железа и хрома окисляют только углерод основы серого чугуна, а не графит. Легирование диффузионного слоя чугуна хромом упрочняет феррит и превращает феррит основы чугуна в мелкодисперсную перлитную смесь, которая после быстрого охлаждения образует мелкоигольчатый мартенсит.

5. Определено, что твердость диффузионного слоя деталей после обработки чугуна оксидом хрома (58-65 НЯС) соизмерима с твердостью высокопрочного чугуна с шаровидным графитом после поверхностной закалки ТВЧ (56-63 НКС). Распределение микротвердости по толщине диффузионного слоя более равномерное, чем при обработке лазером и по мере увеличения толщины упрочненного слоя микротвердость возрастает.

6. Установлено, что при необходимости диффузионным хромированием серого чугуна с последующим упрочнением можно получать упрочненный слой в два раза толще, чем при обработке лазером.

7. Доказано, что абразивный износ поверхности детали после взаимодействия с окалиной в два раза меньше, чем у исходного чугуна, а после взаимодействия с оксидом хрома соизмерим с абразивным износом хромистого чугуна.

8. Разработана новая технология поверхностного упрочнения деталей из феррито-перлитного серого чугуна, которая обеспечивает высокую износостойкость поверхностного слоя деталей. Промышленная эксплуатация опытных фильер показала, что их стойкость в 8-12 раз выше, чем у закаленных втулок, изготовленных из углеродистых сталей, применяемых на заводах железобетонных изделий г. Тюмени.

1. Жуков A.A. О диаграмме состояния сплавов системы Fe-C. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. №4. С. 2-5.

2. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. М.: Машиностроение, 1966.- 562 с.

3. Гуляев А. П. Металловедение.- М.: Металлургия, 1977.- 647 с.

4. Чугун: справочник./ А.Д. Шерман и др. М.: Металлургия, 1991.- 575 с.

5. Жуков A.A. Геометрическая термодинамика сплавов железа.- М.: Металлургия, 1971.-232 с.

6. Жуков A.A. Новое в теории графитизации чугуна. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. №11. С. 52-58.

7. Новое в теории графитизации чугуна./ A.A. Жуков и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. №2. С. 11-18.

8. Новое в теории графитизации. / В.А. Ильинский и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. №10. С. 10-16.

9. Справочник по чугунному литью / под ред. Н.Г. Гиршовича. 3-е изд.- Л.: Машиноведение, 1978.- 758 с.

10. Mechanite Specification Hanbook. The International Mechanite Metal. Lid: 1980.-320 p.

11. Гречин В.П. Легированное чугунное литье. -M.: Оборонгиз, 1952.- 147 с.

12. Конторович В.Н. Исследование влияния химического состава, структуры и физико-механических свойств на долговечность деталей автомобилей, работающих на истирание (тормозные барабаны, диски сцепления).- М.: Машиностроение, 1972.- 245 с.

13. Костенецкий Б.Н. Сопротивление изнашиванию деталей машин.- М.: Машиностроение, 1979.- 354 с.

14. Egre T.S. Effekt of phosphorus on friction and Weer characteristics of grayi-ron / T.S. Egre, P. Williams // Wiar. 1973/ V/ 24/ No 3. P. 334-349.

15. Полимеры в узлах трения машин и приборов: справочник / под ред.А.В. Чичинадзе.- 2-е изд. М.: Машиностроение, 1988.- 268 с.

16. Станчеев Д.И. Конструкционные материалы для лесных машин.- Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1982.-172 с.

17. Шерман Л.Д. Чугуны для гильз цилиндров автомобильных двигателей. Выпуск IV. Автомобильные двигатели и топливные аппаратуры. / Л.Д. Шерман, H.H. Якушин. М.: Изд-во НИИАвтопрома, 1978.-71 с.

18. Криштал М.А. Механизм диффузии в железных сплавах.- М.: Металлургия, 1972.- 400с.

19. Герчиков A.M. Влияния качество чугуна на износостойкость базовых деталей станков / A.M. Герчиков, С.А. Шевчук, В.И. Самсонов // Станки и инструменты. 1979. №3. С. 28-31.

20. МозбергР.К. Материаловедение.- Таллин: Валгус, 1976.- 554 с.

21. Попов П.И. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства чугуна с вермикулярным графитом / П.И. Попов, И.Г. Сизов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2006. №6. С. 41-43.

22. Материалы в машиностроении: справочник. В 5 томах.Т.4.Чугун / под ред. И.В.Кудрявцева. М.: Машиностроение, 1969. - 248 с.

23. Коцюбинский О.Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок. —М.: Машиностроение, 1974.- 206 с.

24. Зуев В.М. Термическая обработка металлов.- М.: Высшая школа, 1978.344 с.

25. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционных материалов,-М.: Высшая школа, 1980.- 360 с.

26. Самоходский В.И. Технология термической обработки чугунов / В.И. Самоходский, Н.Г. Парфёновская.- М.: Машиностроение, 1976. -311 с.

27. Седов Ю.Б. Справочник молодого термиста. / Ю.Б. Седов, A.M. Ада-скин.- М.: Машиностроение, 1980.-239 с.

28. Применение лазерной технологии на АЗЛК / Архипов В.Е. и др. // Технология автомобилестроения. 1980. №5. С. 24-27.

29. Соловьев Ю.И. Очерки по истории физической химии.- М.: Наука, 1964.- 342 с.

30. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов // Металловедение и термическая обработка: сб. статей.-М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1962.-С.342-349.

31. Дубинин Г.Н.Хромирование стали.- М.: Металлургиздат, 1950.- 246 с.

32. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов в порошках. -М.: ВИНИТИ АН СССР, 1959.- 125 с.

33. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов.- М.: Машиностроение, 1964.- 450 с.

34. Архаров. В.А. Газовое хромирование // Сборник трудов УФАН, 1945.-С.21-26.

35. Дубинин Г.Н. Газовое хромирование сплавов с применением соли CrSi2 // сб. трудов. Металловединие и термическая обработка: /Т.Н. Дубинин, JI.M. Му-лякаев / под ред. Ю.М. Лахтина.- М.: Машиностроение, 1968. Вып. 5. -С.116-122.

36. Мулякаев JI.M. Механизм формирования диффузионного слоя при хромировании из газовой фазы // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. №2. С. 23-27.

37. Дубинин Г.Н. Защита металлов от фреттинг-коррозии диффузионным хромированием / Г.Н. Дубинин, Е.Д. Изотов // сб. науч. трудов. Диффузионное насыщение и покрытие на металлах:- Киев: Наукова думка, 1983.- С. 85-88.

38. Пономоренко Е.П. Хромирование углеродистых сталей неконтактным методом из сублимированной фазы // Изв. вузов. Черная металлургия, 1969. №10. С. 93-96.

39. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование стали // Вестник машиностроения. 1965. №6. С. 32-34.

40. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование листовых сталей /Т.Н. Дубинин, В.П. Саперов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1972. №6. С. 18-22.

41. Борисов В.Т. Диффузионное хромирование сталей // Изв. АН СССР. Металлургия и горное дело. 1964. №4. С. 46-51.

42. Ганич Г.Г. Особенности концентрационного распределения хрома при образовании концентрационного слоя / Г.Г. Ганич, Г.М. Левченко, Г.В. Борисенок // Металловедение и термическая обработка металлов . 1977. №1. С.16-18.

43. Бунин К.П. Основы металлографии чугуна / К.П. Бунин, Я.Н. Малиноч-ка, Ю.Н. Таран.- М.: Металлургия, 1969.- 149 с.

44. Хейфец И.Г. О графитизации хромистых чугунов // Изв. вузов. Черная металлургия. 1963. №3. С. 155-158.

45. Грибоедов Ю.Н. Влияние диффузии хрома на свойства предварительно цементированной стали //Металловедение и термическая обработка металлов. 1970. №Ю. С. 63-65.

46. Котов O.K. Поверхностное упрочнение деталей машин химико-термической обработкой.- М.: Машгиз, 1958. -321 с.

47. Делисов В.Д. Диффузионное хромирование стали / В.Д. Делисов, В.И. Похмурский, Г.В. Карпенко // Металловедение и термическая обработка металлов, 1967. №3. С. 28-32.

48. Минкевич А.Н. Хромирование и борирование стали при нагреве ТВЧ /

49. A.Н. Минкевич, Т.Н. Улыбин // Металловедение и термическая обработка металлов. 1959. №4. С. 53-51.

50. Гудремон Э. Специальные стали Т.1: пер. с нем. -М.: Научно-техн. изд. по черной и цветной металлургии, 1959. -952 с.

51. A.c. 466066 СССР. Способ получения легированных металлических пороков. / И.Д. Радомысельский, С.Г. Напара-Волгина, И.Д. Мартюхин // Бюллетень изобретений. 1975. №13. С. 22-26.

52. Радомысельский И.Д. Диффузионное насыщение железного порошка хромом и марганцем из шихт, содержащих их оксиды / И.Д. Радомысельский,

53. B.Н. Клевцов // Защитные покрытия на металлах. 1978. Вып. 12. С. 9-12.

54. Производство легированных порошков сталей и сплавов методом диффузионного насыщения / Гайдученко А.К. и др. // Защитные покрытия на металлах. 1978. Вып. 12. С. 88-90.

55. Поветкин В.В. Структура электролитических покрытий / В.В. Поветкин, И.М. Ковенский.- М.: Металлургия, 1989.- 136 с.

56. Ковенский И.М. Металловедение покрытий / И.М. Ковенский, В.В. По-веткин.-М.: Интермет Инжиниринг, 1999.-296 с.

57. Григорьянц А.Г. Методы поверхностной лазерной обработки / А.Г. Гри-горьянц, А.Н. Сафонов.- М.: Высшая школа, 1981.- 191 с.

58. Износостойкие композиционные материалы / Ю.Г. Гуревич и др.- Екатеринбург: ИМ УО РАН, 2005.- 216 с.

59. Криштал М.А. Многокомпонентная диффузия в металлах / М.А. Криш-тал, А.И. Волков.- М.: Металлургия, 1985.- 176с.

60. Henke U. Über die Temperaturwechshel- beständigkeit von Guseisen // Gles-serei- Praxis. 1974. No 3. S. 47-59.

61. Легирование железа через газовую хлоридную фазу / Ю.Г. Гуревич и др.. Свердловск: Академия наук СССР. Уральское отделение, 1992. -190 с.

62. Ростокер У. Металлургия ванадия: пер. с англ.- М.: Изд.-во иностр. лит., 1959. -243 с.

63. Бурылев В.П. Термодинамические свойства твердых сплавов железа с углеродом, марганцем, хромом и никелем. // Изв. вузов. Черная металлургия, 1966. №8. С. 9-15.

64. Любимов А.П. Исследования термодинамических свойств двойной системы марганец-железо в твердом состоянии /А.П. Любимов, A.A. Грановская,V

65. Л.Е. Беренштейн //Журнал физической химии, 1958. Т. 7. С.1532-1596.

66. Сталеплавильное производство: справочник том 1. / Под общ. ред. A.M. Самарина. -М.: Металлургия, 1964. 448с.

67. Могутнов Б.М. Термодинамика железоуглеродистых сплавов / Б.М. Мо-гутнов, И.А. Томилин, Л.А. Шварцман. 2-е изд.- М.: Металлургия, 1964.- 247 с.

68. Kubaschewski О. The thermodynamic of the chromium system / O. Kuba-schewski, G. Heymer //Acta Metal. 1960. V.8.№7. P. 416-423.

69. Фролов В.А. Термодинамика процесса взаимодействия оксида хрома с твердым раствором Fe-Cr.x// Актуальные проблемы современной науки: материалы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Дню науки. -Курган: изд-во КГУ, 2010.-С.53-54.

70. Seybolt A.U. Studies an the Metallurgy of Silicon Iron// Trans Metall. Soc. AIME, 1958. V. 212. -P. 161-167.

71. Износостойкие покрытия // Новое в жизни, науке, технике: сб. Сер. «Техника»: №1.-М.:Знание, 1988. 64 с.

72. Фролов В.А. Термодинамический анализ системы Fe-C-Mn-Cr.T-Сг20зт-Мпп0т-Сг7Сзт-(С0-С02)г при 1273-1373К / В.А. Фролов, C.B. Шишкина // Вестник КГУ. Серия «Технические науки», вып.5.- Курган: Изд-во Курганского гос.ун-та, 2010.- № 1(17).- С.97-98.

73. Термодинамический анализ процесса хлорирования окислов железа и хрома / Н.В. Германюк и др. // Теория и технология процессов порошковой металлургии. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1978. С.37-41.

74. Суровцев А.П. О термодинамической активности углерода в высоколегированном аустените / А.П. Суровцев, И.А. Томилин, С.А. Голованенко // Изв. АН СССР. Металлы, 1975. №6. С. 52-57.

75. Фролов В.А. Зависимость предельной растворимости углерода от содержания хрома в аустените // Сб. науч. трудов аспирантов и соискателей КГУ. Природа, техника, общество, культура. Вып. XII.-Курган: Изд-во, Курганского гос. ун-та, 2009. -С. 20.

76. Shenk H. Untersuncher über Aktivital des Kohlcustaffs of Kristallensterten Binaren und Temasen Eisenkohlenstoff Legerungen / H. Shenk, H. Keiser // Archiv Eisenhuttenwesen, 1960. Bd 31. S.217-230.

77. Bloom D. The System Chromium Carbon / D. Bloom, N. Grant // Trans.Metall. Soc.AIME. 1962. V. 188. -P. 41-46.

78. Гуревич Ю.Г. Термодинамический анализ взаимодействия хрома с углеродом чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.В. Марфицын, В.А. Фролов // Вестник КГУ.

79. Серия «Технические науки», Вып.4. —Курган: Изд-во Курганского гос.ун-та, 2008. №3 (13). -С.44-45.

80. Елютин В.П. Производство ферросплавов / В.П. Елютин, Ю.А.Павлов, Е.М. Алексеев. М: ГНТИ, 1957. -348 с.

81. Лисняк С.С. Кинетика и механизм восстановления хромитов твердым углеродом / С.С. Лисняк, A.M. Беликов, А.Н. Морозов // Теория и практика металлургии. Свердловск, 1961. №.4.- С.3-11.

82. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.: Наука, 1971.-192 с.

83. Лахтин Ю.М. Материаловедение: Учебник для вузов / Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьева. 3-е изд.-М.Машиностроение, 1990.-252с.

84. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. -3-е изд.-М.: Металлургия, 1983.-360с.

85. Бернштейн М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. Т.1 М.: Металлургия, 1968. -596 с.

86. Новик Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов / Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов //-М.: Машиностроение. София: Техника, 1980.-304с.

87. Серебряков В.Е. Установка для испытания металлов и сплавов на износ. /В.Е. Серебряков, Н.М. Соколова, С.С. Гунякова // Совершенствование машиностроительных материалов, конструкций машин и методов обработки деталей. -Челябинск, 1988.- С. 14-17.

88. Евдокимов В.Д. Реверсирование трения и качество машин. -Киев: Техника, 1977. -146 с.

89. Болдырев Д.А. Высокоуглеродистый низкокремнистый чугун для тормозных дисков // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. №12. С. 5.

90. Некрасов В.И. Многофакторный эксперимент. Планирование и обработка результатов: Учебн. пособие. Курган: Изд-во КГУ, 1998. - 146 с.

91. Стёпин Б.Д. Неорганическая химия/ Б.Д. Стёпин, A.A. Цветков. -М.: Высшая школа, 1994. -607 с.

92. Тараско Д.И. Термодиффузионное покрытие на железе, стали и чугуне /Д.И. Тараско, Т.В. Михайличенко // Металловедение и термическая обработка металлов. 1976. №6. С. 13-18.

93. Яковлев Ф.И. О превращениях при индукционном нагреве чугуна с шаровидным графитом и феррито- перлитной основы // Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. №6 . С. 2-5.

94. Майоров B.C. Закалка чугунных деталей излучением твердотелого лазера / B.C. Майоров, C.B. Майоров // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. №3. С. 6-8.

95. Рожкова Е.В. Влияние металлической основы на износостойкость хромистых чугунов. / Е.В. Рожкова, О.М. Романов, Л.Я. Козлов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. №6. С. 30-32.

96. Фролов В.А. Механические свойства деталей из серого чугуна, после диффузионного хромирования. /В.А. Фролов, В.В. Марфицын, Ю.Г. Гуревич //

97. Вестник КГУ. Серия «Технические науки», вып.5. —Курган: Изд-во Курганского гос.ун-та, 2010. №1 (17). -С.103-106.

98. Турычин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. — Л.: Энергия, 1966. -690 с.

99. Вирченко И.М. Диффузионное хромирование серого чугуна // Механизация сельского хозяйства.- Киев, 1957. №4. С. 17-24.

100. Сварка в машиностроении: справочник. В 4-х т. Т.2. /Под ред. А.И. Акулова -М.: Машиностроение, 1978.-462с.

101. Технология электрической сварки плавлением. / под ред. Б.Е. Патона-М.: Машгиз, 1962.-663с.

102. Диффузионные покрытия на металлах: сб. докладов /под ред. Г.В.Самсонова Киев: Наукова думка, 1965.-142с.

103. Материаловедение и технология металлов / Г.П. Фетисов и др.. —М.: Высш.шк., 2007.-862с.

104. Золоторевской B.C. Механические свойства металлов. 2-е изд.-М.: Металлургия, 1983 .-352с.

105. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: справочник.-М.: Машиностроение, 1985.-232с.

106. Лавренчик В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов: учеб. пособие для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1986.-272с.

107. Гуревич Ю.Г. Поверхностное упрочнение деталей из серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, В.В. Марфицын //Упрочняющие технологии и покрытия.- 2010. №5. С.27-31.

108. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок. / под ред. В.Я. Пан-ченко. М.: Физматлит, 2009. - 664 с.

109. Гуревич Ю.Г. Диффузионное хромирование феррито-перлитного серого чугуна / Ю.Г. Гуревич, В.А. Фролов, В.В. Марфицын // Черные металлы. 2010. № Ю.-С.13-16.

110. Гуревич Ю.Г. Сварка деталей из феррито-перлитного серого чугуна / Ю.Г.Гуревич, В.В. Марфицын, В.А. Фролов // Сварочное производство. 2010. № 10. С. 28-29.