автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Структурообразование, свойства и технологии получения легированных порошковых сталей и деталей из них для буровых и цементировочных насосов

На правах рукописи

# // _/.'

/ • // г—ТУ

С и/сяиыф/.

005005192

Сиротин Павел Владимирович

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, СВОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ И ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИХ ДЛЯ БУРОВЫХ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫХ НАСОСОВ

05.16.06 - «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

- 8 ДЕН 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2011

005005192

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Гасанов Бадрудин Гасанович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Вернигоров Юрий Михайлович

кандидат технических наук, доцент

Харламов Павел Владимирович

Ведущая организация:

Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар

Защита состоится 27 декабря 2011 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.09 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в 107 ауд. главного корпуса по адресу. 346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)». Автореферат диссертации размещен на официальном сайте ВАК vmw.ed.eov.ru и ФГБОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ) www.npi-tu.ru.

Автореферат разослан «_» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент

Устименко В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из направлений повышения ресурса и долговечности деталей агрегатов и узлов, работающих в экстремальных условиях, является разработка новых порошковых материалов, композиций и инновационных технологий их производства. Существенными факторами, ограничивающими область применения порошковых сталей для тяжелонагру-женных конструкций, является отсутствие систематических исследований некоторых трибологических характеристик, остаточная пористость, а также невысокий уровень механических свойств, обусловленный повышенной дефектностью структуры. В настоящее время особенно востребованы износостойкие материалы к ударно-абразивному и ударно-гидроабразивному изнашиванию, так как такому виду износа подвержены детали в узлах и агрегатах оборудования, эксплуатируемого в дорожном, строительном, нефтяном, газовом и других комплексах промышленности. Поэтому актуальной задачей становится исследование ударно-абразивного разрушения порошковых сталей и разработка новых технологий их получения.

В практике производства порошковых изделий получил распространение способ поликомпонентного легирования, отличающийся простотой, высокой экономической эффективностью и возможностью создавать материалы практически любого химического состава с требуемым уровнем свойств. Порошковые стали и сплавы из поликомпонентной шихты уступают по механическим свойствам компактным, что обусловлено высокой гетерогенностью их структуры. В связи с этим применяют высокотемпературное продолжительное спекание, которое приводит к растворению добавок, выравниванию химического состава, залечиванию макро- и микродефектов, снижению остаточной пористости и тд. Однако такие технологические режимы спекания приводят к повышению энергетических затрат, снижению долговечности технологического оборудования и, как следствие, повышению стоимости готовых порошковых изделий. Поэтому актуальным направлением научных исследований, является разработка технологии получения легированных порошковых сталей с оптимальным распределением компонентов в результате активизации диффузионных процессов.

Работа выполнена на кафедре «Автомобильный транспорт и организация дорожного движения» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) в соответствии с единым заказ-нарядом по заданию Федерального агентства по образованию на 2005-2010 гг. (1.8.05 «Разработка теоретических основ формирования перспективных функциональных материалов»).

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка эффективной технологии получения легированных порошковых сталей с высокой ударно-абразивной износостойкостью и снижение материальных и энергетических затрат при производстве деталей из них для буровых и цементировочных насосов.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработать методику проведения испытаний, спроектировать и изготовить испытательное оборудование для исследования ударно-абразивного и ударно-гидроабразивного износа порошковых сталей.

2. Исследовать влияние химического состава, степени растворения легирующих компонентов, технологических факторов производства, кинетики диффузионных процессов на структурообразование и ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей.

3. Определить параметры гомогенизирующего спекания пористых прессовок из гетерогенной шихты и разработать способ введения легирующих добавок, обеспечивающий сокращение продолжительности спекания, повышение механических и эксплуатационных свойств легированных порошковых сталей.

4. Составить рекомендации по освоению технологии производства седла и тарели клапана бурового или цементировочного насоса методами порошковой металлургии.

Научная новизна.

1. Обосновано, что упрочнение порошковых сталей карбидами железа и хрома снижает ударно-абразивную износостойкость, в отличие, от изнашивания при скольжении по абразиву. Установлено, что комплексное легирование хромом и никелем высокоуглеродистых порошковых сталей улучшает их ударно-абразивную износостойкость в результате повышения вязкости и твердости матрицы. Наибольшей ударно-абразивной износостойкостью обладают порошковые стали, в которых хром и никель растворен в железоуглеродистой матрице с коэффициентом вариации концентрации не более 0,3.

2. Экспериментально обосновано, что введение графита активирует взаимную диффузию в системах Ре-№ и Сг-№, а в железохромистых смесях тормозит диффузию железа в частицы феррохрома вследствие образования пленки карбида хрома на их поверхности. Это позволило разработать эффективный способ введения хрома и никеля в шихту в виде порошка коррозионностойкого сплава при получении порошковых сталей с высокой ударно-абразивной износостойкостью.

3. Разработан новый метод расчета параметров гомогенизирующего спекания и отжига порошковых легированных сталей, полученных из смеси порошков-компонентов и лигатур, отличающийся от известных тем, что гранулометрический состав применяемых порошков необходимо подбирать с учетом их парциальных коэффициентов гетеродиффузии так, чтобы соотношение размеров частиц применяемых порошков соответствовало обратному отношению парциальных коэффициентов гетеродиффузии {{йА/йвУ - £>вД>д )■

Практическая значимость.

1. Разработана методика и установка для проведения испытаний на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание конструкционных и специальных материалов, что позволило исследовать износостойкость порошковых сталей в условиях ударных нагрузок с присутствием абразива в зоне контакта с погрешностью не более 5%.

2. Экспериментально установлено, что наибольшей ударно-абразивной износостойкостью обладают порошковые стали, изготовленные из шихты, состоящей из порошков железа (осн.), 1% (мае.) графита карандашного, 3*4% хрома и 4*5% никеля, с остаточной пористостью не более 4*6%.

3. Предложен способ приготовления шихты с учетом химического и гранулометрического состава порошков- компонентов, позволяющий уменьшить энергозатраты за счет сокращения времени спекания с 12 до 4*6 ч (Г=1180*1200°С) при получении легированных порошковых сталей с гомогенной структурой из гетерогенной шихты.

4. На основе объектно-ориентированного языка программирования «Java» разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать условно деформированные объемы пористых осесимметричных заготовок в случае формования внутреннего конуса и рассчитать конфигурацию заготовки, обеспечивающую равномерное распределение остаточной пористости в готовом изделии и снижение усилия прессования при формовании.

5. Предложены технологические схемы производства седла и тарели клапана насоса высокого давления НП-720*105 методами порошковой металлургии на производственном предприятии ЗАО «ТРАСТ ИНЖИНИРИНГ» (г. Ростов-на-Дону) с ожидаемым годовым экономическим эффектом около 1,5 млн. руб.

Автор защищает экспериментально обоснованные положения о влиянии легирующих элементов на стуктурообразование, свойства и технологию получения порошковых сталей, износостойких к условиям ударно-абразивного изнашивания. Научно и экспериментально обоснованную технологию получения порошковых легированных сталей с гомогенной структурой из гетерогенных шихт, при которой гранулометрический состав порошков-компонентов выбирают в зависимости от их диффузионной активности.

Апробация работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на V Международной конференции «Новые и перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) - 2010» 14-16 сентября 2010 г. г. Волгоград, Россия; на IX Международной научно- практической конференции «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике». 15 ноября 2010 г. г. Новочеркасск; на Всероссийском смотр-конкурсе научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2009», г. Новочеркасск, декабрь 2009 г; а также на ежегодных научно-технических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасский политехнический институт): Студенческая весна 2009,2010 и 2011; 59-й и 60-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК РФ, 3 статьи без соавторов и патент на полезную модель.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав с выводами, общих выводов, изложена на 177 страницах, включая 57 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 120 наименований и приложения на 9 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснован выбор темы диссертации, отражена ее актуальность, сформулирована цель и определены задачи исследования, указана новизна положений, защищаемых автором, и практическая ценность диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены существующие виды изнашивания материалов, входящие в стандартизированную классификацию видов износа, а также виды абразивного износа с различными схемами внешнесиловых контактов абразивных частиц и изнашиваемой поверхности. Выявлены основные условия, определяющие интенсивность ударно-абразивного изнашивания. Рассмотрены известные работы по созданию износостойких катанных сталей, сплавов и наплавочных материалов. Установлено, что наибольшей ударно-абразивной износостойкостью обладают материалы, имеющие высокую твердость, прочность и ударную вязкость, но при этом ни одно из физических, механических или эксплуатационных свойств материалов не имеет удовлетворительной корреляции с ударно-абразивной износостойкостью. Выделены основные направления для создания износостойких порошковых сталей в условиях ударно-абразивного изнашивания. Проведен анализ влияния углерода, легирующих добавок и способов термической обработки на процессы структурообразования и свойства износостойких порошковых сталей.

Во второй главе представлены составы и свойства порошков, используемых для проведения исследований, характеристики технологического и исследовательского оборудования, описаны методики получения образцов, проведения экспериментов и определения свойств образцов.

Для изготовления исследуемых образцов использовали железный порошок ПЖВ 3.160.26 (ГОСТ 9849-86), графит карандашный ГК-3 (ГОСТ 1702281), порошок коррозионностойкой стали ПВ-Х18Н15-56 (ГОСТ 13084-88), легированный порошок ПР-65Х25ПЗНЗ, порошки никеля ПНК-1Л5 и ПНЭ-1 (ГОСТ 9722-79), порошки феррохрома марок ФХ800А и РеСг70С03 (ГОСТ 5448-81), стеарат цинка марки С (ТУ 6-09-17-316-96). Для просеивания порошков использовали сита лабораторные контрольные У1-ЕСЛ-К с допуском размеров ячеек по ТУ 5149-001-56476476-02 и ИСО 3310-1. Цилиндрические образцы диаметром 21,6 мм и высотой 10 мм получали статическим холодным прессованием (СХП) в стальных пресс-формах на гидравлическом прессе ПГ-50. Прессовки спекали в камерной печи в среде осушенного диссоциированного аммиака при температурах ККХН-1250°С в течение 0,5^5 ч. Термическая обработка заключалась в нагреве образцов до 950°С, погружении в воду и отпуске в защитной среде. Для исследования диффузионных процессов образцы спекали

в контейнере с плавким затвором. Динамическое горячее прессование (ДТП) осуществляли на копре с массой падающей части 50 кг. Поверхностную пластическую деформацию (ППД) спеченных заготовок проводили на токарно-винторезном станке с помощью приспособления для накатки, в котором в качестве деформирующего элемента применялся шарик диаметром 20 мм. Холодную допрессовку (ХД) спеченных образцов проводили в стальной пресс-форме.

Металлографические исследования выполняли на микроскопе «Альтами МЕТ 3». Распределение компонентов по сечению спеченных образцов определяли с помощью рентгеновского микроанализатора «EDAX GENESIS». Фазовый состав образцов выявляли на рентгеновском дифрактометре общего назначения ДРОН-2. Для вычисления геометрических составляющих уравнения Ма-тано при расчете коэффициентов взаимной диффузии использовали программное обеспечение KOMIIAC-3D V10.

Испытание на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание проводили на специально разработанной испытательной установке (Патент № 93981). При испытаниях на изнашивания единичная энергия удара составляла 4,9 Дж/см2, скорость удара -1,6м/с. В качестве абразива использовали кварцевый песок с размерами частиц 0,16-Ю,3 мм.

Многофакторные исследования реализовывали с помощью ротатабельно-го планирования второго порядка для двух и трех факторов. Для обработки результатов экспериментов, расчета уравнений регрессии и построения графических зависимостей использовали программное обеспечение StatSoft STATISTICA 6.1.478 Russian. Разработка программного обеспечения для оценки деформированных объемов заготовок при формовании осуществлялась с помощью объектно-ориентированного языка программирования «Java».

В третьей главе изложены результаты исследований ударно-абразивной износостойкости порошковых сталей в зависимости от химического состава, способа введения легирующих элементов и технологических факторов производства.

Механические и эксплуатационные свойства порошковых сталей во многом определяются составом, количеством легирующих добавок, а также степенью гомогенности структуры. Установлено, что после спекания при 1150°С в течение 2 ч, закалки с 950°С и отпуска при 200°С наименьший ударно-абразивный износ имеют образцы, содержащие 1-4,2% графита в шихте (рис. 1). При меньшем содержании графита изнашивание происходит за счет внедрения абразива в малоуглеродистую железную матрицу, образования глубоких лунок, которые отделены друг от друга локальными зонами наклепанного металла, и среза этих зон при последующем внедрении абразива. Показано, что с увеличением содержания графита в шихте более 1,2 % твердость образцов повышается, но снижается износостойкость. Это объясняется образованием в структуре порошковой стали вторичного цементита, что подтверждено результатами металлографических исследований и рентгенофазового анализа. В процессе изнашивания такие твердые структурные составляющие выкрашиваются и способствуют отделению дисперсных частиц с поверхности износа. Также

износ повышается за счет образования дополнительных пор в местах, где находился графит, который активно растворился в аустените при спекании.

С помощью многофакторного эксперимента исследовано влияние содержания графита, порошка никеля ПНК 1Л5 и порошка ПР-65Х25ПЗНЗ на ударно-абразивный износ порошковой стали после термообработки. Установлено, что хром, вводимый в составе порошка ПР-65Х25ПЗНЗ, увеличивает износ. Это происходит из-за недостаточного растворения частиц порошка сплава ПР-65Х25ПЗНЗ и их выкрашивания при ударно-абразивном изнашивании. В случае добавления в шихту до 4%(мас.) порошка никеля наблюдается интенсивное снижение износа. При концентрации никеля 4-^-5% на образцах отсутствуют следы растрескивания, скалывания краев, поверхность изнашивания достаточно ровная. Влияние графита на износостойкость оказалось не существенным, так как при его введении изменяются механизмы износа, происходящие только на поверхности образца, в то время как введение легирующих добавок определяет интенсивность растрескивания и скалывания значительных объемов материала по краям образцов.

Исследовано влияние концентрации и способа введения хрома на износостойкость. Для этого в образцы, шихта которых содержала порошок железа ПЖВ 3.160.26 (осн.), графит карандашный 1% (мае.) ГК-3 и 5% порошка никеля ПНК 1Л5, добавляли от 1 до 8% хрома в виде порошков ФХ800А, ПР-65Х25ПЗНЗ, РеСг70С03 и ПВ-Х18Н15-56. При введении хрома в виде ПВ-Х18Н15-56 порошок ПНК-1Л5 добавляли до общей массовой доли никеля 5%. Прессовки с остаточной пористостью 12^15% спекали при температуре1200°С с выдержкой 2 ч, закаляли с 950°С и проводили отпуск при 200°С.Установлено, что при дисперсном упрочнении железоуглеродистой матрицы порошковой стали карбидами хрома ударно-абразивная износостойкость снижается (рис.2). При введении порошков ФХ800А, ПР-65Х25ПЗНЗ и РеСг70С03 наблюдалось повышение износа из-за образования вокруг частиц лигатуры диффузионной пористости, которая способствует разрушению межчастичных связей при ударе и отделению частиц феррохрома с поверхности изнашивания.

0.5 1 1.5 2 25 Гр%

Рис. 1- Зависимость износа (/) и твердости (2) от содержания графита

а.%

Рис. 2- Зависимость износа от содержания хрома, вводимого порошками: 1- ФХ800А;2- ПР-65Х25ПЗНЗ; 3- РеСг70С03; 4-ПВ-Х18Н15-56

Минимальный износ имела сталь, легированная 3-4% хрома, введенного порошком ПВ-Х18Н15-56, и 4-5-5% никеля, который вводили порошками 11В-Х18Н15-56 и ПНК-1Л5. Структура такого материала состояла из остаточного аустенита, мартенсита и карбидов, образованных при спекании. При больших концентрациях хрома износ повышался за счет возрастания нерастворившихся включений вводимых лигатур.

Изучено влияние давления СХП шихты, температуры и продолжительности спекания, а также температуры отпуска на структуру и свойства порошковой стали ПК08Х4Н5. На основе экспериментальных данных установлено, что с повышением давления СХП шихты (Рх„), то есть с уменьшением остаточной пористости, интенсивность ударно-абразивного изнашивания образцов снижается (Рис. 3). Образцы, прессованные под давлением 200МПа (Я=3(Н-32%), имели наибольшую потерю массы при испытании. На основе микроструктурного анализа установлено, что потеря массы обеспечивается не только ударно-абразивным изнашиванием, но и скалыванием краев образца по периметру поверхности износа. Это объясняется невысокой прочностью и вязкостью высокопористой порошковой стали. При давлении прессования 300 МПа изнашивание происходит из-за низкой твердости материала (38-39 НЛС) и высокой остаточной пористости (20-^22 %). С увеличением давления прессования от 400 до 600 МПа твердость возрастает от 43 до 51 НЯС, а интенсивность износа снижается. При уменьшении пористости изделий до 12-13% (Рт=700 МПа) скалывание краев не происходит, а образцы теряют массу только за счет ударно-абразивного износа.

Влияние режимов спекания на структуру и свойства порошковой стали ПК08Х4Н5 исследовали с помощью программы ротатабельного планирования эксперимента. Температуру спекания (Та1) варьировали в интервале от 1000 до 1250°С, а продолжительность спекания (<сп) изменяли в пределах ЗОКЗОО мин. Получены уравнения регрессии для определения абсолютного износа (1), объемной усадки и твердости образцов в зависимости от режимов спекания.

\т=0,25-0,3-1(Г3 Та,+0,15-10Г3 Тс„2+0,16-10Г31С„ +0,38-10*^+0,61 Гот Тт (1)

Установлено, что наименьший износ имели образцы, спеченные при температуре 1180^1200°С с выдержкой не менее 90-120,мин. По мере дальнейшего увеличения продолжительности спекания износ образцов повышался из-за

0Л12

Рис. 3- Зависимость ударно-абразивного износа (1), остаточной пористости в образцах (2), твердости после термообработки (3) от давления прессования

обезуглероживания их поверхностного слоя, что подтверждено результатами измерения твердости.

Одним из наиболее простых способов управления структурой компактных и спеченных сталей, является изменение режимов отпуска после закалки. Эксперименты показали, что закаленные образцы из стали ПК08Х4Н5 без отпуска, имеют наибольшую потерю массы при испытаниях на ударно-абразивную износостойкость (рис.4). Это обусловлено не только выкрашиванием материала с поверхности износа, но и скалыванием краев образца, что связано с высокой хрупкостью закаленной порошковой стали. При температуре

отпуска 200°С величина износа образцов была минимальной, так как низкий отпуск снижает внутренние напряжения за счет превращения части тетрагонального мартенсита в кубический, но при этом сохраняется высокая твердость материала (49+50 НЯС). Изменение температуры отпуска от 300 до 700°С приводит к распаду мартенсита на феррит и цементит, снижению твердости матрицы до 34 НЛС и увеличению износа за счет выкрашивания твердых структурных составляющих.

Анализ механизма разрушения спеченных образцов показал, что потеря массы при ударно-абразивном изнашивании, в основном, обусловлена появлением сколов и трещин на порах, в зонах межчастичных контактов и по границам твердых включений. Под действием динамических нагрузок в этих местах зарождаются и развиваются микротрещины, что является причиной отделения локальных объемов материала с поверхности разрушения. Поэтому одним из методов повышения ударно-абразивной износостойкости порошковых сталей, является снижение остаточной пористости.

С помощью математического планирования проведены эксперименты, по результатам которых установлены закономерности изменения износостойкости образцов от технологических параметров производства методом ДТП, ППД (накатка шариком) и ХД спеченных образцов. Технология изготовления образцов стали ПК08Х4Н5 включала: смешивание шихты; СХП шихты в пресс-форме под давлением (Р„,) от 200 до 600 МПа; спекания прессовок в защитной среде при 1200 °С в течение 2 ч; уплотнение различными методами (ДТП с приведенной работой уплотнения (0^,,) от 5 до ЗОМДж/м3; ППД с усилием прижатия шарика от 50 до 600 Н; ХД спеченных образцов под давлением (РХд)от 300 до 700МПа); закалку с температуры 950°С в воду и отпуск в защитной среде при 200°С.

Рис. 4- Зависимость ударно-абразивного износа (/) и твердости матрицы (2) порошковой стали ПК08Х4Н5 от температуры отпуска

Для образцов, уплотненных методом ДТП, получены уравнения регрессии оценивающие влияние Р„, и li'\,„ на остаточную пористость и абсолютный ударно-абразивный износ.

ПДгп=11,57-0,64 Wy.,+0,006 W^+0,006Р^ОЛб-lff4Pj+0,00051 Wy,, Рт, (2) Атдгп^О,0259-0,25-W4Рт-0,44-Ш9Pj-0,0012 Wy,,+ (3)

+0,14 Iff5 Wy,,2+0,146-Iff5Wyn.

По уравнениям (2) и (5) построены графические зависимости (рис. 5), из которых видно, что характер изменения остаточной пористости образцов и износа от Рт и И^уп достаточно схож. Наименьший износ и остаточную пористость имели образцы, спрессованные при Р„,-=200-КЮ0 МПа и уплотненные при ^„,=24-30 МДж/м3.

W MfliKiM3

Р„. МПа

W™, МДж/М3

Рис. 5- Зависимость пористости (а) и ударно-абразивного износа (б) стали ПК08Х4Н5 от давления прессования шихты и приведенной энергии уплотнения

При уплотнении образцов методом ППД варьировали давление СХП (Р„,=200 до 600 МПа) и усилие прижатия шарика при обкатке 50+ 650 Н). Остаточная пористость после ППД изменяется незначительно, так как деформируется, уплотняется и упрочняется только поверхностный слой. Уравнение регрессии, определяющее влияние Рх„ и Р'щ, на износ, имеет вид:

ЬтППд=0,0174-0,24-10-1 Рт+0,22-Ю'7 Р„;2 - (4)

-0,55-Ш4 Р„р+0,8-10~7Р,у+0,25-10'7Рт Р1Ч>.

Расчет по формуле (4) показывает, что давление СХП шихты, определяющее остаточную пористость заготовки перед ППД, несущественно влияет на величину износа (рис. 6). Увеличение силы прижатия инструмента при обкатке от 100 до 300 Н снижает износ, а при дальнейшем увеличении Р„р потеря массы образцов увеличивается из-за образования трещин и шелушения обрабатываемой поверхности.

Рис. 6- Зависимость ударно-абразивного износа стали ПК08Х4Н5 от давления СХП шихты и усилия прижатия инструмента при ППД

F„p, Н < Р,л. МПа

Для оценки влияния давления СХП шихты (Р„,) и давления холодной до-прессовки спеченных образцов (Рх0) на остаточную пористость и износ получены уравнения регрессии следующего вида:

П=48,68-0,15 Рш+0,00011 Рхп2+0,027 Р^О,000062 Р^2+0,000051 Р„, Р^ (5)

Образцы после ХД имели низкую ударно-абразивную износостойкость, так как обладали остаточной пористостью более 10%.

В четвертой главе исследовано влияние химического и гранулометрического состава на кинетику диффузионных процессов в порошковых системах Ре-Сг-(Гр), Ре-№-(Гр) и Сг-№-(Гр).

Время гомогенизации легированных порошковых сталей из гетерогенной шихты определяется продолжительностью поверхностной диффузии атомов легирующего компонента по поверхности частиц основного порошка (?,) и продолжительностью растворения частиц (и). Так как г5 и и определяются коэффициентами поверхностной и объемной диффузии, то с учетом общеизвестного факта о преобладающей роли поверхностной диффузии время гомогенизации сплавов будет определять продолжительность ?у. Известно, что для порошкового сплава из компонентов А и В время растворения частиц А можно определить по формуле:

где dA- среднестатистический размер частиц компонента A; парциальный коэффициент гетеродиффузии компонента В в А; в1Г насыпная плотность шихты; вд- относительная плотность прессовки перед спеканием; в- относительная плотность материала после спекания.

Из выражения (7) видно, что время растворения частиц зависит от их размеров и парциальных коэффициентов гетеродиффузии второго компонента. В связи с тем, что диффузионная активность химических элементов, как прави-

(6)

"л

tA = 4л2 Dé

ло, существенно отличается, то время гомогенизации можно сократить за счет использования порошков- компонентов с такими размерами частиц, чтобы их взаимное растворение при спекании произошло одновременно. Тогда, для системы, состоящей из порошков-компонентов А и В, можно записать:

<Й ( вж-вп) в09{в~е0)\ _ л\ ( вцв0-вн) е„е(8-0о)\ 4л-1-ен 1-е0 ) 4гг20дV 1-в„ 1-0о )'

где йв- среднестатистический размер частиц компонента В; Од- парциальный коэффициент гетеродиффузии компонента А в В.

Из уравнения (8) имеем:

(9)

В выражении (9) соотношение £>в/£>д определяет фанулометрический состав порошков- компонентов для одновременного взаимного растворения частиц при гомогенизирующем спекании.

Поскольку в работе рассмотрены железоуглеродистые стали, легированные хромом и никелем, то для расчетов гранулометрического состава шихты таких материалов по формуле (9) и расчетов времени гомогенизации определяли коэффициенты взаимной диффузии и парциальные коэффициенты гетеродиффузии в системах Ре-Сг-(Гр); Ре-ЫЦГр) и Сг-ЫНГр). После спекания прессовок (77=14-*-16%) в контейнере с плавким затвором при температуре 1200°С в течение 6 ч оценивали распределения хрома и никеля в межчастичных и меж-слойных границах образцов и с помощью графического метода Матано определяли концентрационные зависимости коэффициентов взаимной диффузии в системах: Ре-Сг, Ре-Сг-2,5%Гр; Ре-Сг-5%Гр; Ре-№; Ре-М-2,5%Гр; Ре-№-5%Гр; Сг-М; Сг-М-2,5%Гр и Сг-№-5%Гр (рис.7).

Рис. 7- Концентрационные зависимости коэффициентов взаимной диффузии в системах Ре-Сг, Ре-№ и Сг-№ при содержании графита в шихте, %:1-0; 2-2,5; 5-5,0; 4- по данным Анциферова В Л. при сгр=0

Установлено, что в системе Ре-Сг при введении в шихту графита интенсивность массопереноса замедляется (Рис. 7 а) за счет образования карбидного слоя вокруг частиц феррохрома. В системах Ре-№ и Сг-№ при введении графита процессы взаимной диффузии интенсифицировались (Рис. 7 б, в).

Используя известные соотношения Даркена, построили концентрационные зависимости парциальных коэффициентов гетеродиффузии: железа в хром (Оре) и хрома в железо Фсг) Для системы Ре-Сг; железа в никель (Оре') и никеля в железо для системы Ре-№; хрома в никель (!>$•') и никеля в хром для системы Сг-№. Также рассчитаны парциальные коэффициенты гетеродиффузии в рассматриваемых системах с добавлением 2,5 и 5% графита (табл. 1).

Таблица 1- Значения парциальных коэффициентов гетеродиффузии при различном содержании графита

Содержание графита в шихте, % (мае.) Концентрация элементов, % Парциальные коэффициенты гетеродиффузии, м^с Кшшогграция элементов, % Парциальные коэффициенты гетеродиффузии, м*/с

off Г) Fe UCr Dü! nFe UNL

0 95Fe-5Cr 1,01-10-" 2,77-10"13 90Fe-10Ni 2,32-10"14 1,12-Ю'14

75Fe-25Cr 1,76-10"14 2,63-10"14 50Fe-50Ni 5,20-10"14 4,63-Ю"14

55Fe-45Cr 7,12-Ю'14 1,03-10-13 10Fe-90Ni 8,70-10"14 6,99-Ю"14

2,5 92,5Fe-5Cr 2,56-10'14 3,84-10"14 87,5Fe-10Ni 6ДИ0"14 5,74-Ю"14

72,5Fe-25Cr 1,76-10"14 5,63-10"14 47,5Fe-50Ni 8,63-10"14 7,69-1 (Г14

52,5Fe-45Cr 6,1010"15 8,9M0"15 7,5Fe-90Ni 3,14-Ю'14 2,86-10"'4

5 90Fe-5Cr 1,24-10"14 1,891014 85Fe-10Ni 9,03-Ю"14 7,97-Ю"14

70Fe-25Cr 6,89-10'15 7,76-10'15 45Fe-50Ni 1,31-Ю"14 1,20-10"14

50Fe-45Cr 2,5810"15 2,75' 10"15 5Fe-90Ni 4,87-Ю'14 4,53-Ю"14

Для подтверждения целесообразности применения предложенного способа составления шихты, были изготовлены образцы на основе порошка железа ПЖВ 3.160.26, с добавлением 5,10 и 20% ( мае.) хрома в виде порошка феррохрома FeCr70C03. Порошок железа использовали с размерами частиц (dFe) 0,08-Ю,09 мм, а порошок феррохрома FeCr70C03 вводили с такими размерами частиц {da), чтобы dCr /dF^0,35; 0,41; 0,52; 0,79; 0,88; 1,21. Аналогично были приготовлены образцы из смеси порошка железа ПЖВ 3.160.26 и никеля НПЭ-1 с концентрацией последнего 10, 30 и 50% (мае.). Гранулометрический состав выбирали так, чтобы dNi/dFe~ 0,65;1; 1,12; 1,41; 1,91; 2,27. Согласно формуле (9) для системы Fe(ocH.)-5%Cr расчетное значение dcr ldFe составляло 0,39; для системы Fe(ocH.)-10%Cr- dCr (dFt= 0,76; а дляРе(осн.>20%Сг- dCr /dFe= 0,84. В образцах Fe(ocH.)-10%Ni расчетное значение d^JdFe составляло 1,06; при 30% никеля- 1,03; а при 50%-1,38. Образцы из смеси порошков ПЖВ 3.160.26 и FeCr70C03 спекали при 1200°С в течение 1 ч, а из смеси ПЖВ 3.160.26 и ПНК-1JI5 - 3 ч, после чего с помощью микрорентгеноспектрального анализа опреде-

ляли распределение концентрации в Сг и Ni и рассчитывали коэффициенты вариации концентрации хрома («о) и никеля(1>м)-

Установлено, что в системе Fe-Cr с содержанием хрома 20,10 и 5% (мае.) в случае применения порошков с соотношением размеров частиц, близким или меньшим от расчетного по формуле (9), коэффициент вариации концентрации хрома (per) практически не изменяется. Например, для системы Fe(ocH.)-20%Cr составляет 0,3+0,33, для системы Fe(ocK.)-10%Cr-0,53+0,56, а в образцах с с&=5% коэффициент вариации концентрации хрома изменялся в пределах 0,76+0,8. С увеличением размера частиц феррохрома больше расчетного {der /с1,е) наблюдалось повышение i><> из-за недостаточного растворения легирующей добавки. В образцах из смеси ПЖВ 3.160. 26(осн.)+ПНЭ-1 выявлено снижение vx¡ по мере увеличения d^/dpe До расчетных значений по формуле (9). Дальнейшее увеличение d^dfe не приводило к большему растворению легирующей добавки.

Для оценки адекватности расчетных параметров спекания с экспериментальными, были изготовлены образцы из смеси порошков ПЖВ 3.160.26 (осн.)+ГК-3(1% мас.)+ПВ-Х18Н15-56(20%) +ПНК-1Л5 (2%). Гранулометрический состав порошков компонентов подбирали по диффузионным параметрам системы Fe-Ni-Гр. Из полученных зависимостей парциальных коэффициентов гетеродиффузии установлено, что при концентрации никеля 5% и содержании 1% графита в шихте =2,5-10"14м2/с, a D^f=2,M04V/c. В соответствии с выражением (9) получили (dNi/dFe)2 = (2,5 • 1CTW)/(2,1 ■ 1(Г14) = 1,2 и рассчитали размеры частиц порошка железа: dFe = = — = 46,6 мкм. Для приготовления шихты использовали порошок железа ПЖВ 3.160.26 с размерами частиц 45+50 мкм. Расчетное время гомогенизирующего спекания образцов с оптимизированным гранулометрическим составом составляет 3,5 ч, а в случае применения порошков-компонентов в состоянии поставки (<í/.e=160 мкм)-12 ч. После спекания при 1200°С с выдержкой 2,4 и 6 ч определяли распределение компонентов и вычисляли коэффициент вариации концентрации хрома (vcr) и никеля (р№). Износостойкость определяли после закалки с 950°С и низкого отпуска при 200°С.

Установлено, что с увеличением времени спекания с 2 до 4 ч износ образцов снижается с 0,009 г до 0,0075 г, »о-уменьшается с 0,92 до 0,32, a v№ с 0,52 до 0,3. Дальнейшее увеличение времени спекания до 6 ч не позволило снизить абсолютный износ и о«, хотя «о уменьшился до 0,25.

В пятой главе проведен анализ условий эксплуатации деталей клапана трехплунжерного насоса высокого давления НП-720х105, составлены рекомендации по промышленной реализации результатов исследований и проведен расчет экономической эффективности от их внедрения.

Установлено, что тарель и седло клапана насоса высокого давления HI1-720х 105 в процессе эксплуатации подвержены различным видам механического и коррозионно-механического изнашивания, а ресурс работы узла можно разделить на два этапа: на первом, рабочие поверхности деталей изнашиваются

за счет ударно-абразивного воздействия, а на втором происходит промыв деталей под действием потока гидроабразивной жидкости. Обосновано, что за счет повышения ударно-абразивной износостойкости материалов седла и тарели клапана можно обеспечить существенное увеличение ресурса работы узла.

Предложены технологические схемы производства седла и тарели клапана насоса высокого давления НП-720><105, которые включают следующие технологические операции:

1. Приготовление шихты основного (порошок ПЖВ 3.160.26(осн.)+ 1% (мае.) ГК-3 ) и рабочего слоя (ПЖВ 3.160.26 (осн.)+ 1%ГК-3+ 20% ПВ-Х18Н15-56+ 2% ПНК-1Л5). С учетом условий работы седла и тарели клапана толщина износостойкого слоя должна быть не менее 3-5 мм.

2. Засыпка шихты основного и рабочего слоя в пресс-форму и СХП под давлением 250+-300 МПа.

3. Спекание биметаллических прессовок при 1200°С в течение 4 ч в камерной печи в среде осушенного диссоциированного аммиака с точкой росы не менее -40°С.

4. Динамическое горячее прессование с 0^=23-27 МДж/м3 или поверхностная пластическая деформация (накатка шариком с диаметром 15-20 мм) с усилием 300-35ОН.

5. Механическая обработка заготовок.

6. Объемная закалка детали от температуры 950°С.

7. Отпуск в защитной среде при температуре 200°С в течение 1 ч.

Для оптимизации режимов уплотнения, совмещенного с формованием внутреннего конуса детали, методом ДТП создано программное обеспечение на основе объектно-ориентированного языка программирования «Java», позволяющее количественно оценить деформированные объемы в различных зонах пористой цилиндрической заготовки (кольца). Используя эту программу, установили, что при формовании внутреннего конуса из цилиндрической заготовки в форме кольца наиболее интенсивно уплотняются объемы материала, прилегающие к внутренней стенке прессовок. Для исключения такого эффекта разработан и реализован на базе программного обеспечении Microsoft Office Excel 2007 алгоритм расчета конфигурации заготовки, при которой обеспечивается равномерное распределения остаточной пористости по объему изделий.

Сравнительные испытания на ударно-абразивную износостойкость показали, что порошковая сталь ПК08Х4Н5, изготовленная по предлагаемым технологиям, обладает износостойкостью в 1,8-2,2 раза больше, чем сталь 40ХН2МА с твердостью 47-52HRC, которая применяется в настоящее время для изготовления седла и тарели клапана насоса высокого давления НП-720><105. Экономическая эффективность от внедрения технологии производства деталей клапана насоса высокого давления методами порошковой металлургии определяется снижением норм расхода материала и трудоемкости при производстве деталей и повышением ресурса работы клапанного узла. В производственных условиях ЗАО «ТРАСТ ИНЖИНИРИНГ» расчетный экономический годовой эффект от внедрения составит около 1,5 млн. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика и установка для проведения испытаний на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание порошковых сталей, отличающаяся от известных большими функциональными возможностями, меньшими габаритами, стоимостью и позволяющая проводить испытания при энергии удара то 3 до 30 Дж и скорости удара до 0,5 до 5 м/с, за счет использования в качестве упругого элемента пружин сжатия, наличия системы подачи жидкости и приспособления для крепления порошковых образцов.

2. Показано влияние содержания углерода, концентрации легирующих элементов и способов их введения на ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей. Установлено, что наибольшей износостойкостью обладают порошковые стали, содержащие 0,7-Ю,8% углерода, 3,5+4% хрома и 4+5% никеля, равномерно растворенных в матрице.

3. Обосновано, что ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей можно повысить за счет снижения остаточной пористости. Наибольшую износостойкость имеют хромоникелевые порошковые стали с остаточной пористостью не более 4+6 %, полученные ДТП. ППД порошковых спеченных заготовок с усилием 30СИ- 350Н повышает ударно-абразивную износостойкость в 3 раза относительно спеченных образцов за счет снижения остаточной пористости поверхностного слоя. Накатка с большим усилием приводит к избыточному накоплению пластической деформации, шелушению обрабатываемой поверхности и снижению ударно-абразивной износостойкости

4.Теоретически и экспериментально обоснована эффективность предложенного способа снижения энергозатрат при спекании и повышения ударно-абразивной износостойкости легированной порошковой стали из поликомпонентной шихты за счет выбора химического и гранулометрического состава используемых порошков в зависимости от парциальных коэффициентов гетеро-диффузии компонентов, что позволило сократить время гомогенизации порошковой стали ПК08Х4Н5 с 12 до 4+6 ч.

5. Определены концентрационные зависимости коэффициентов взаимной диффузии и парциальных коэффициентов гетеродиффузии в порошковых системах Ре-Сг-(Гр), Ре-№-(Гр) и Сг-№-(Гр). Установлено, что в системе Ре-Сг при введении графита коэффициент взаимной диффузии снижается за счет образования слоя карбидов вокруг хромосодержащих частиц, а в системах Сг-№ и Ре-№ графит интенсифицирует массоперенос.

6. Установлено, что ударно-абразивный износ порошковой стали ПК08Х4Н5 после спекания при 1200°С, закалки от 950°С и низкого отпуска при 200°С снижается по мере уменьшения коэффициента вариации концентрации хрома и никеля до 0,3.

7. Предложены технологические схемы производства порошковых деталей клапана насоса высокого давления НП-720x105, подверженные в процессе эксплуатации ударно-абразивному износу. Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать оптимальные размеры и конфигурацию заготовки для обеспечения равномерного распределения остаточной пористости в осе-симметричных изделиях с внутренним конусом, полученных методом ДТП.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Установка для исследования ударно-абразивного и ударно-гидроабразивного износа // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2010.-№11(том 76).- с.60-63.

2. Гасанов Б .Г., Сиротин П.В. Порошковые материалы для деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания // Металлург. - 2011. -№3.-с. 61-63.

3. Гасанов Б.Г., Бессарабов Е.Н., Сиротин П.В. Расчетное определение деформированного состояния металла частиц при обработке давлением пористых порошковых заготовок // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки. -2010.-№4(156).-с. 51-54

4. Патент на полезную модель №93981 РФ МПК (ЗОШЗ/ОО. Установка для испытания на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание конструкционных и специальных материалов. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В., Ефимов АД. - №2009146597. Опубл.: 10.05.2010. Бюл. №13.

5.Сиротин П.В. Кинетика гомогенизации порошковых сплавов, легированных тугоплавкими компонентами // Студенческая научная весна 2009: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Южного федерального округа / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - с. 159-160.

6. Сиротин П.В. Зависимость ударно-абразивного износа порошковых сталей от содержания хрома и способа его введения// Студенческая научная весна- 2010: материалы региональной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - с. 166 -167.

7. Сиротин П.В. Влияние содержания графита на ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей // Студенческая весна- 2011: материалы региональной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ (ИЛИ), 2011. - с. 398- 400.

8. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Влияние технологических параметров формования легированных порошковых сталей на ударно-абразивную износостойкость // Новые перспективные материалы и технологии их получения НПМ-2010: сб. науч. тр. V Международной конференции / Волгоград, гос. техн. ун-т. - Волгоград,: ИУНЛ ВолгГТУ, 2010.- с. 236-237.

9. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Влияние режимов спекания порошковой стали на ударно-абразивную износостойкость // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатроники: материалы IX Междунар. науч.- практ. конф., г. Новочеркасск, 15 нояб. 2010гУЮж.-Рос.гос. техн. ун-т.-Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010.-С.71-73.

10. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Влияние химического состава порошковых материалов на ударно-абразивную износостойкость// Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества сту-

дентов высших учебных заведений «Эврика-2009», г. Новочеркасск, декабрь 2009 г. /Мин-во образования и науки РФ, Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. (НПИ).-Новочеркасск: Лик, 2010. - с. 193 -195.

11. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В., Курысь А.Н. Моделирование процесса формования осесимметричных пористых изделий с внутренним конусом //Результаты исследований - 2011: материалы 60-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) / Юж;-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2011. - с. 259-260.

12, Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Влияние параметров термической обработки легированных порошковых сталей на ударно-абразивную износостойкость // Результаты исследований - 2010: материалы 59-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010. - с. 8-9.

Сиротин Павел Владимирович

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, СВОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ И ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИХ ДЛЯ БУРОВЫХ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫХ НАСОСОВ

Автореферат

Подписано в печать 22.11.2011. Формат 60*84 '/i6. Бумага офсетная. Ризография. Усл. леч. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 48-3745.

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, тел., факс (8635)25-53-03

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОРОШКОВЫЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ ИЗНОСОСТОЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНИЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ.

1.1. Виды износа и природа абразивного изнашивания.

1.2. Износостойкие материалы, работающие в условиях ударно-абразивного износа.

1.3. Структура и свойства углеродистых и легированных порошковых сталей.

1.4. Способы термической обработки порошковых сталей.

1.5. Технологии получения высокоплотных порошковых изделий.

1.4. Выводы.

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ.

2.1. Порошки и технология изготовления образцов для исследований.

2.2. Разработка оборудования и методики проведения испытаний на ударно-абразивное изнашивание.

2.3. Методы исследования структуры и свойств.

2.4. Методика исследования диффузии.

3. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ

НА ОСНОВЕ Ре-Сг-№.

3.1. Исследование влияния режимов и условий испытания порошковых сталей на ударно-абразивную износостойкость.

3.2. Влияние химического состава на ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей.

3.3. Влияние способа введения хрома на износостойкость.

3.4. Зависимость износостойкости спеченных сталей от технологических параметров.

3.5. Влияние способа уплотнения и деформации пористых заготовок из стали ПК08Х4Н5 на износостойкость.

3.6. Выводы.

4. ГОМОГЕНИЗАЦИЯ СРЕДНЕЛЕГИРОВАННОЙ

ПОРОШКОВОЙ СТАЛИ.

4.1. Расчет параметров гомогенизирующего спекания порошковых сталей и сплавов из гетерогенной шихты.

4.2. Влияние графита на взаимную диффузию в системах Fe-Cr, Fe-Ni, Cr-Ni.

4.3. Расчет парциальных коэффициентов гетеродиффузии в системе Fe-Cr-Ni-(rp).

4.4. Влияние гранулометрического состава порошков на режим гомогенизирующего спекания.1

4.5. Гомогенизация порошковой стали ГЖ08Х4Н из поликомпонентной шихты.

4.6. Выводы.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ КЛАПАНА БУРОВОГО НАСОСА.

5.1. Анализ условий работы деталей клапана насоса высокого давления.

5.2. Параметры технологического процесса.

5.3. Проектирование прессовой оснастки.

5.4. Оценка экономической эффективности.

Из существующих способов изготовления деталей из металлов и сплавов наиболее перспективным является порошковая металлургия, которая позволяет в одном технологическом процессе получать изделия заданной конфигурации с требуемым уровнем свойств, что обеспечивает эффективные энергетические и экономические показатели производства.

Существенными факторами, ограничивающими область применения порошковых сталей для тяжелонагруженных конструкций, является отсутствие систематических исследований некоторых трибологических характеристик, остаточная пористость, а также невысокий уровень механических свойств, обусловленный повышенной дефектностью структуры. В настоящее время особенно востребованы износостойкие материалы к ударно-абразивному и ударно-гидроабразивному изнашиванию, так как такому .виду износа подвержены детали в узлах и агрегатах оборудования, эксплуатируемого в дорожном, строительном, нефтяном, газовом и других комплексах промышленности. Поэтому актуальной задачей становится исследование ударно-абразивного разрушения порошковых сталей и разработка новых технологий их получения.

В практике производства порошковых изделий получил распространение способ поликомпонентного легирования, отличающийся простотой, высокой экономической эффективностью и возможностью создавать материалы практически любого химического состава с требуемым уровнем свойств. Порошковые стали и сплавы из поликомпонентной шихты уступают по механическим свойствам компактным, что обусловлено высокой гетерогенностью их структуры. В связи с этим применяют высокотемпературное продолжительное спекание, которое приводит к растворению добавок, выравниванию химического состава, залечиванию макро- и микродефектов, снижению остаточной пористости и т.д. Однако такие технологические режимы спекания приводят к повышению энергетических затрат, снижению долговечности технологического оборудования и, как следствие, повышению стоимости готовых порошковых изделий. Поэтому актуальным направлением научных исследований, является разработка технологии получения легированных порошковых сталей с оптимальным распределением компонентов в результате активизации диффузионных процессов.

На основе выполненного обзора результатов исследований по влиянию легирующих элементов, структуры и свойства катанных сталей, сплавов и наплавочных материалов, а также технологических факторов производства на их ударно-абразивную износостойкость сформулированы цель и задачи исследований. Целью работы является разработка эффективной технологии получения легированных порошковых сталей с высокой ударно-абразивной износостойкостью и снижение материальных и энергетических затрат при производстве деталей из них для буровых и цементировочных насосов.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработать методику проведения испытаний, спроектировать и изготовить испытательное оборудование для исследования ударно-абразивного и ударно-гидроабразивного износа порошковых сталей.

2. Исследовать влияние химического состава, степени растворения легирующих компонентов, технологических факторов производства, кинетики диффузионных процессов на структурообразование и ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей.

3. Определить параметры гомогенизирующего спекания пористых прессовок из гетерогенной шихты и разработать способ введения легирующих добавок, обеспечивающий сокращение продолжительности спекания, повышение механических и эксплуатационных свойств легированных порошковых сталей.

4. Составить рекомендации по освоению технологии производства седла и тарели клапана бурового или цементировочного насоса методами порошковой металлургии.

Работа выполнена на кафедре «Автомобильный транспорт и организация дорожного движения» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) в соответствии с единым заказ-нарядом по заданию Федерального агентства по образованию на 2005-2010 гг. (1.8.05 «Разработка теоретических основ формирования перспективных функциональных материалов»).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика и установка для проведения испытаний на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание порошковых сталей, отличающаяся от известных большими функциональными возможностями, меньшими габаритами, стоимостью и позволяющая проводить испытания при энергии удара то 3 до 30 Дж и скорости удара от 0,5 до 5 м/с, за счет использования в качестве упругого элемента пружин сжатия, наличия системы подачи жидкости и приспособления для крепления порошковых образцов.

2. Показано влияние содержания углерода, концентрации легирующих элементов и способов их введения на ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей. Установлено, что наибольшей износостойкостью обладают порошковые стали, содержащие 0,7+0,8% углерода, 3,5+4% хрома и 4+5% никеля, равномерно растворенных в матрице.

3. Обосновано, что ударно-абразивную износостойкость порошковых сталей можно повысить за счет снижения остаточной пористости. Наибольшую износостойкость имеют хромоникелевые порошковые стали с остаточной пористостью не более 5+6 %, полученные ДГП. ППД порошковых спеченных заготовок с усилием 300+ 35 ОН повышает ударно-абразивную износостойкость в 3 раза относительно спеченных образцов за счет снижения остаточной пористости поверхностного слоя. Накатка с большим усилием приводит к избыточному накоплению пластической деформации, шелушению обрабатываемой поверхности и снижению ударно-абразивной износостойкости

4.Теоретически и экспериментально обоснована эффективность предложенного способа снижения энергозатрат при спекании и повышения ударно-абразивной износостойкости легированной порошковой стали из поликомпонентной шихты за счет выбора химического и гранулометрического состава используемых порошков в зависимости от парциальных коэффициентов гетеродиффузии компонентов, что позволило сократить время гомогенизации порошковой стали ПК08Х4Н5 с 12 до 4+6 ч.

5. Определены концентрационные зависимости коэффициентов взаимной диффузии и парциальных коэффициентов гетеродиффузии в порошковых системах Ре-Сг-(Гр), Ре-№-(Гр) и Сг-№-(Гр). Установлено, что в системе Бе-Сг при введении графита коэффициент взаимной диффузии снижается за счет образования слоя карбидов вокруг хромосодержащих частиц, а в системах Сг-№ и Бе-М графит интенсифицирует массоперенос.

6. Установлено, что ударно-абразивный износ порошковой стали ПК08Х4Н5 после спекания при 1200°С, закалки от 950°С и низкого отпуска при 200°С снижается по мере уменьшения коэффициента вариации концентрации хрома и никеля до 0,3.

7. Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать оптимальные размеры и конфигурацию заготовки для обеспечения равномерного распределения остаточной пористости в осесимметричных изделиях с внутренним конусом, полученных методом ДГП.

8. Предложены технологические схемы производства порошковых деталей клапана насоса высокого давления НП-720><105, подверженных в процессе эксплуатации ударно-абразивному износу. Экономическая эффективность от внедрения разработанной технологии определяется снижением норм расхода материала и трудоемкости при производстве деталей и повышением ресурса работы клапанного узла. В производственных условиях ЗАО «ТРАСТ ИНЖИНИРИНГ» расчетный экономический годовой эффект от внедрения составит около 1,5 млн. руб.

1. ГОСТ 27674-88 Трение изнашивание и смазка. Термины и определения.

2. Трение, износ, и смазка (трибология и триботехника)/ Чичинадзе А.В., Берлингер Э.М., Браун Э.Д. и др.; Под общ. ред. А.В. Чичинадзе.—М.: Машиностроение. 2003.-576.; ил.

3. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

4. Сорокин Г.М., Короткое В.А. О природе ударно-абразивного изнашивания. Машиноведение. №3, 1970. стр. 109-113.

5. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Колокольцев М.Г. Абразивное изнашивание.—M Машиностроение, 1990-224с.: ил.

6. Рыжков Э.В., Колесников Ю.В., Суслов А.Г. Контактирование твердых тел при статических и динамических нагрузках. Киев: Наук, думка, 1982. С. 168.

7. Бирюков В.И., Виноградов В.Н., Михайлычев В.Н. Абразивное изнашивание нефтепромыслового оборудования. М.: Недра, 1977, 195 с.

8. Прис К. Эрозия. Пер.с анг./ Под ред. К. Прис.—M .Мир, 1982.—464 с.;ил.

9. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызностность): Учебник—4-е изд., перераб. и доп.—М.: «Издательство МСХА», 2001.—616 е., ил. 280 ISBN 5-94327-004-3.

10. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М: Машиностроение, 1976. 270 с.

11. П.Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука. 1970. 252 с.

12. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для студентов вузов.—2изд., перераб. и доп.—М.: Машиностроение, 1989.-328с.: ил.

13. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции: Учеб. для вузов.— 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Стройиздат,1986.—320 е.: ил.

14. Ito T., Matsushima M, Takata К., Hattori Y. Factors Influencing Fretting Corrosion of Tin Plated Contacts // SEI Technical Review. No 64. April, 2007

15. Коррозия. Справочное изд. / Под ред.Л. Л. Шрайера, пер. с англ. М.: Металлургия, 1981.-631 с.

16. Шпеньков Г.П. Физикохимия трения / Под ред. Д.Н.Гаркунова. Минск: Изд-во БГУ им В.И.Ленина, 1978.204 с.

17. Защита от водородного износа в узлах трения/ Под ред. A.A. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. -133 с.

18. Виноградов В.Н. и др. Изнашивание при ударе.—М .'Машиностроение, 1982-192 с.

19. Волков A.C. Ермаков В.И. Буровые геологоразведочные насосы.—М.: «Недра», 1978. 205 с.

20. Пародии A.M. Разработка безвольфрамового наплавочного материала для упрочнения поверхностей изделий, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания. Диссер. .к.т.н. -М.; 1984.-228 с.

21. Попов С.Н. Физические и материаловедческие основы изнашивания деталей машин. http://www.zntu.edu.ua/base/i2/iff/k3/ukr/tribos/ books/books, htm

22. Радомысельский И.Д., Сердюк Г.Г., Щербань Н.И. Конструкционные порошковые материалы. -Киев.: Техника, 1985.-152 е., ил.

23. Федорченко И.М., Францевич И.Н., Радомысельский И.Д. и др. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, областьприменения: Справочник. Отв. ред. Федорченко И.М.- Киев: Наук, думк, 1985,- 624 с.

24. Львовский М.М. и др. Сб. « Применение новых материалов и сплавов», № 14-70-8, НИИИНФОРМТЯЖМАШ, М., 1970, с. 11-21.

25. Анциферов В.Н.,Акименко В.Б. Спеченные легированные стали. М: «Металлургия», 1983. 88с.

26. Шатт В. Порошковая металлургия. Спеченные и композиционные материалы. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1983. 520 с. с ил.

27. Ермаков С.С. и др. Порошковые материалы.—Алма-Ата: Гылым, 1991.— 344 с.

28. Айзенкольб Ф. Успехи порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1969, 540 с.

29. Андриевский P.A. Наноструктурные материалы Текст. / P.A. Андриевский, A.B. Рагуля // М.: Akademia. 2005.-180 с.

30. Витязь П.А. Порошковые материалы на основе железа и меди. Атлас структур / П.А. Витязь, Л.Ф. Керженцева, Л.Н. Дьячкова, Л.В. Маркова // Минск: Булорусская наука. 2008. 155 с.

31. Львовский М. М. Исследование и разработка износостойких порошковых материалов для нагруженных деталей тепловозов: дисс. канд. техн. наук. -Новочеркасск, 1986. 156 с.

32. Вязников Н.Ф. Легированная сталь. Металлургиздат, М., 1963.

33. Плинер Ю.Л., Игнатенко Г.Ф., Лапко С.И. Металлургия хрома.-М. Металлургия, 1965. 186 с.

34. Салли А.Х., Брэндз Э.А. Хром. Перевод с английского. «Металлургия», М., Изд. 2-ое, 1971.

35. Елютин В.П., Павлов Ю.А., Левин Б.Е. Ферросплавы. Металлургиздат. М., 1951.

36. Радомысельский И.Д. Порошковая металлургия, 1974, №4, с. 36-45.

37. Куцер М.Е., Керзенцева Л.Ф., Худокормов О.Н. и др.—Порошковая металлургия. Минск: Высшая школа, №4, 1977, с .55-58.

38. Караваев В.М., Масленников H.H., Гревнов JI.M.- Порошковая металлургия: Науч. тр./ППИ. Пермь: РИО ППИ, 1976, № 182, с. 46-49.

39. Пумпянская Т.А., Буланов В.Я., Зырянов В.Г. Атлас структур порошковых материалов на основе железа. М.: Наука, 1986. -264 с.

40. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И. Мухин Г.Г. и др. Материаловедение: учебник для вузов.-М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.-648стр.: ил.

41. Балыпин М. Ю., Кипарисов С. С. Основы порошковой металлургии.- М.: Металлургия, 1978. 184 с.

42. Эстрин Б.М. Производство и применение контролируемых атмосфер.-М.; 1963, 344 с.( Государственное научно-техническое издательство по черной и цветной металлургии).

43. Ермаков С.С. Термическая обработка порошковых стальных деталей. Л.: ЛДНТП, 1981.24 с.

44. Гуляев А.П. Материаловедение: учебник для ВУЗов, 6-е изд. измен, и доолн.—М . Металлургия. 1986 г. 544 с.

45. Жорняк А.Ф., Радомысельский И.Д. Получение деталей с высокими свойствами из порошков. ГОСИНТИ, М., 1964, с.3-21.

46. Жорняк А.Ф., Радомысельский И.Д. Порошковая металлургия. №4. 1964 г. С. 65-75.

47. Ермаков С.С. Порошковая металлургия: Учеб. Пособие. J1.: ЛПИ, 1986. 86 с.

48. Сердюк Г.Г., Свистун Л.И. Технология порошковой металлургии в 3-х частях. Ч.З. Спекание и дополнительная обработка: Учеб.пособие / Кубан.гос.технолог.ун-т.- Краснодар: Изд. ГО УВПО «КубГТУ»,2005.- 244с.

49. Гасанов Б.Г. Взаимная диффузия и гомогенизации в порошковых сплавах: Моногр./ Юж.-Рос.гос. техн. ун.-т.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002.-113 с.

50. Анциферов В.Н. и др. Порошковая металлургия, 1968, №11, С 98-101 .

51. Анциферов В.Н., Черепанова Т.Г. Физико-химическая механика материалов. 1970, №1. с. 54.

52. Титаренко C.B., Радомысельский И.Д. и др. Порошковая металлургия №10, 1971, с. 60-63.

53. Радомысельский И.Д., Аракелян Н.А. Сб. « Термическая и химико-термическая обработка в порошковой металлургии», «Наукова думка», Киев, 1969, с. 123.

54. Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. -М., «Металлургия», 1977. 216с.

55. Дорофеев Ю.Г., Мариненко Л.Г., Устименко В.И. Конструкционные порошковые материалы и изделия.-М.: Металлургия, 1986.-143с. ♦

56. Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование в металлокерамике. Изд.-во «Металлургия», 1972, 176 с. %

57. Никифоров Г.Д. и др. Сварочное производство, 1967, №12, с. 4-7.

58. Дорофеев Ю.Г., Жердицкий Н.Т. Порошковая металлургия. №10. 1965.

59. Дорофеев Ю.Г., Жердицкий Н.Т. Сб. «Использование метода динамического горячего прессования в стружковой и порошковой металлургии». Ростовское книжное издательство, 1966. стр. 77.

60. Дорофеев Ю.Г., Жердицкий Н.Т. Порошковая металлургия. №7. 1966. стр. 22.

61. Цыркин А.Т. Исследование особенностей получения, структуры и свойств металлокерамических материалов для тяжелонагруженных узлов тепловоза. Дисс. .к.т.н. Новочеркасск 1970.

62. Дорофеев Ю.Г., Жердицкий Н.Т. Сб. «Вторичные и металлокерамические материала из порошка и стружки». Ред. изд. отд. НПИ, Новочеркасск, 1967. стр. 77.

63. Häuser K.-Feiwalzen. Teil. 2: Feiwalzbare Werkstoff und Vorbearbeitung der Werkstücke. Techn. Rundschau, 1968, 60, №38,41,43,45.

64. Кудрявцев И.В. Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин. М.: НТО Машпром, 1966.

65. Проскуряков Ю.Г. Технология упрочняющее-калибрующей обработки металлов. М., «Машиностроение», 1971.

66. Курдюмов И.В., Перкас М.Д., Хандрос Л.Г. О роли искажений второго рода в упрочнении металлов. Физика металлов и металловедение, 1959, Т.VII, вып. 5, с. 747-751.

67. Дерягин Г.А. Повышение выносливости деталей машин технологическими методами. М., Оборонгиз, 1960.

68. Позднякова И.В. Износостойкость и остаточные напряжения при дорновании. В сб.: Упрочнение деталей машин механическим наклепыванием. М., «Наука», с. 142-150.

69. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин.—2-е изд., перераб. и доп.—М.: Машиностроение, 1978.—184 е., ил.

70. Мясников Ю.Г. Рентгенографическое исследование дробеструйного наклепа. Тр. семинара, сб. 5: Качество поверхности деталей машин. М.: Изд. АН СССР, 1961, с. 256-259.

71. Михайлович А. Значение микроструктурных исследований в развитии современных металлокерамических материалов. В сб.: Современные проблемы порошковой металлургии. Киев, «Наукова думка», 1970, с. HS-MO.

72. Миркин Л.И. Об усталостном упрочнении металлических сплавов при пластической деформации. Физика металлов и металловедение, 1959, т VII, вып. 4, с. 628-630.

73. Кудрявцев И.В., Рымынова Е.В. Повышение твердости стали в результате наклепа.—«Металловедение и термическая обработка металлов», 1961, №10, с.29-31.

74. Школьников Л.М., Стеценко Е.Г., Шахов В.И. Пути повышения эффективности поверхностного упрочнения тепловозных коленчатых валов.—«Вестник машиностроения», 1972, №1, с. 47-49.

75. Грозинская З.П. Разрушение поверхностного слоя при наклепывании сталей. Тр. семинара сб. 5: Качество поверхности деталей машин. М., Изд. АН СССР, 1961, с. 88-93.

76. ГОСТ 18318-94 «Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием».

77. ГОСТ 6613-86. Проволочные сетки с квадратными отверстиями.

78. ГОСТ 23.207-79 Обеспечение износостойкости изделиий. Метод испытаний машиностроительных материалов на ударно-абразивное изнашивание. Текст.- Введ. 1981-0101.-М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов,2001.-IV, 27.: ил.; 29 см.

79. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Испытательная установка для исследования ) ударно-абразивного и ударно-гидроабразивного износа конструкционных и специальных материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. -№ 11. - Т.76. - С. 60-63.

80. Патент РФ № 93981 от 17.05.2010 г. Испытательная установка для ударно-абразивного и удйрно-гидроабразивного изнашивания.

81. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В Зт. Т1- 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой.-М.: Машиносроение, 2001.-864с. :ил.

82. Бахметьев В.В., Колокольцев В.М., Савинов А.С., Лимарев П.С. Расчет энергосиловых параметров установки для испытания металлов и сплавов на ударно-абразивный износ. /- Вестник МГТУ им Г.И. Носова.2007. №2.-стр 55-59.

83. Беккерт М. Способы металлографического травления (справочник). М.: Металлургия, 1988. - 256 с.

84. Дорофеев Ю.Г., Егоров С.Н., Устименко В.И. Порошковое металловедение. Учебное пособие. Новочеркасск, изд. НПИ, 1981, с.87.

85. Шкодин К. К., Ермаков С. С., Дьяков В. Е. Исследование пористой структуры и газопроницаемости образцов в зависимости от фракционного состава// Горячее прессование. Новочеркасск: издательство НПИ. - 1979. с. 113-115.

86. Кальпер В. Д., Зильберман А. Г. Практика микрозондовых методов исследования металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. - 214 с.

87. Патент RU 2198765. Способ изготовления деталей из порошковой стали. Анциферов В.Н., Шацов A.A. опуб. 20.02.2003 г.

88. Горелик С. С., Расторгуев JI. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электронооптический анализ. М.: Металлургия, 2002. - 3-60 с.

89. Русаков А. А. Основы рентгенографии металлов. М.: Атомиздат, 1994. -172 с.

90. Гимельфарб Ф. А. Рентгеноспектральный анализ слоистых материалов. -М.: Металлургия, 1988. 151 с.

91. Анциферов В.Н., Пещеренко С.Н., Курилов П.Г. Взаимная диффузия и гомогенизация в порошковых материалах. М : Металлургия, 1988. 152 с.

92. Голованов A.A. Диффузионные процессы в порошковых материалах и их роль в формировании структуры. Диссер.к.т.н. Новочеркасск. 2000 г.

93. Герцрикен С.Д. Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960.—564 с.

94. Боровский И.Б.и др. Процессы взаимной диффузии и гомогенизации сплавах. Монография под редакцией Гурова К.П., Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 1973 г.—359с.

95. Бабич Б.Н., Вершинина Е.В., Глебов В.Л.и др.; под ред. КХВ. Левинского. Металлические порошки и порошковые материалы: справочник /. М: ЭКОМЕТ 2005.-520 с: ил.

96. Дорофеев Ю.Г., Дорофеев В.Ю., Бабец A.B. Основы теории спекания: Учеб. пособие / Новочерк. гос. Техн. ун.-т. Новочеркасск: НГТУ, 1996.-84 с. ISBN 5-88998-021-1.

97. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов.—М.: Машиностроение, 1982—192 е., ил.

98. Мариненко Л.Г. Особенности структуры и свойства легированных материалов, полученных из металлических порошков методом ДТП. Диссертация на соискание степени кандидата техн. Новочеркасск. 1973.

99. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1984.—312с.

100. Анциферов В.Н., Еремина Е.Ю., Пещеренко С.Н. Влияние пористости на взаимную диффузию в порошковых материалах/Порошковая металлургия. 1987. №4. С. 42-45.

101. Ефимов А.Д. Разработка технологии производства порошковых биметаллических материалов с износостойким рабочим слоем. Дисс.канд. техн. наук.-Новочеркасск.: 2010,-157 с.

102. Процессы массопереноса при спекании / Хермель В., Кийбак Б., Шатт В.И. и др.; Под ред. В.В. Скорохода-Киев: Наук, думка, 1987.-152 с.

103. Кидин И.Н., Мозжухин Е.И., Суриков М.А. и др. Исследование процесса образования структуры при спекании легированных сталей методом порошковой металлургии. В сб.: Порошковая металлургия. Материалы IX Всесоюзной конференции. Рига, 1968. с. 174-180.

104. Кидин И.Н., Мозжухин Е.И., Суриков М.А. Процессы диффузии при спекании легированных сталей, полученных из смеси порошков. В сб. : Металлокерамические керамические материалы. Киев. 1972. с. 77-82.

105. Zapf G. Handbuch der Fertigungstechnik, Bd. 1: Urformen, Kap.4, Hrsg.: G. Spur; München, Hansen-Verlag, 1981

106. Блантер M.E., ЖТФ СССР, т 20, стр. 217-221, 1950.

107. Волков A.C., Ефимов В.И. Буровые геологоразведочные насосы. М.: «Недра», 1987, 205 с.

108. Волков A.C. Ермаков В.И. Буровые геологоразведочные насосы.—М.: «Недра», 1978. 205 с.

109. Дорофеев Ю.Г., Устименко В.И., Волчков А.И. Проектирование и производство заготовок: учебное пособие.—Н овочеркасск. Полит, ин.-т. Новочеркасск, 1990, 80с.

110. Горохов В.М., Дорошкевич Е.А., Ефимов A.M., Звонарев Е.В. Объемная штамповка порошковых материалов.—Минск .: Навука и техника, 1993.272 стр.

111. Петросян Г.Л. Пластическое деформирование порошковых материалов.—М.,1. Металлургия, 1988. 152с.

112. Григорьев А.К., Рудской А.И. Деформация и уплотнение порошковых металлов.—М.: Металлургия, 1992 -192 с.

113. Бессарабов А.Н. Теоретические предпосылки бездефектного холодного и горячего формования пористых заготовок и их реализация. Диссер. . к.т.н. -Новочеркасск, 2002, 189 с.

114. Дьяченко И. М. Экономика порошковой металлургии. Челябинск: Металлургия, 1990. 153 с.

115. Седых А. М., Юзов О. В. Анализ производственно-хозяейственной деятельности металлургических предприятий.-М.: Металлургия, 2005.-125с.