автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Упрочнение стальных деталей рациональным сочетанием процессов горячего пластического формообразования и скоростной термообработки

На правах рукописи

005004936

Ососков Михаил Александрович

Упрочнение стальных деталей рациональным сочетанием процессов горячего пластического формообразования и скоростной термообработки

Специальность 05. 16. 09 - Материаловедение (Машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Набережные Челны - 2011

005004936

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Камская государственная инженерно-экономическая академия», г. Набережные Челны.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шибаков Владимир Георгиевич доктор технических наук, профессор Колесников Михаил Семенович

кандидат технических наук, доцент Муратаев Фарит Исхакович

Ведущая организация: ОАО «КАМАЗ-Металлургия»

Защита диссертации состоится 28 декабря 2011 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.309.01 в ФГБОУ ВПО «Камской государственной инженерно-экономической академии» по адресу: 423810, г. Набережные Челны, пр. Мира, 68/19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Камской государственной инженерно-экономической академии».

Автореферат разослан «_»_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Л.А. Симонова

Актуальность. В настоящее время в условиях жесткой конкуренции с иностранными автомобильными производителями, а также вследствие увеличения парка отечественных грузовых автомобилей срок эксплуатации которых превышает период работы, рекомендованной заводом-изготовителем, появились повышенные требования к долговечности узлов агрегата автомобиля, изготавливаемых из новых деталей и возникла необходимость замены отдельных частей агрегатов, вышедших из строя по причине износа.

Изготовление новых изделий и восстановление геометрии изношенных деталей в совокупности с последующей закалкой и управлением структурообразованием на этапе финишной термообработки позволяет упрочнить изделия до первоначальных свойств, а в ряде случаев (с учетом наследования эффекта термомеханического упрочнения) превышающих их уровень.

Таким образом, вновь изготавливаемые и восстановленные изделия будут обладать повышенными эксплуатационными характеристиками (прочность, надежность) по сравнению с новыми изделиями, изготовленными по традиционной технологии, при максимально полном использовании возможностей, которые заложены в конструкционных материалах и технологиях обработки.

Комбинация процессов пластического формообразования и методов воздействия по управлению структурообразованием металла на стадии окончательной закалки при финишной термообработке дает совокупность новых научных результатов и технических решений, позволяющих улучшать служебные свойства изделий.

Восстановление деталей различными методами, в том числе и методом горячей пластической деформации (прошивка, раздача, осадка, обжим и так далее) не дают требуемого эффекта упрочнения структуры и улучшения механических характеристик. Только при совмещении термической обработки в одной технологической операции с горячей деформацией возможно осуществить целенаправленное воздействие на металл и получить необходимые свойства и структуру.

В настоящий момент не раскрыт технологический аспект придания изделиям максимальных потребительских свойств при сочетании процессов пластического формообразования и завершающей термической обработки, что позволило сформулировать цель данного исследования.

Цель и задачи работы. Выявить закономерности управления структурой деталей при сочетании процессов пластического формообразования и скоростного нагрева со спрейерным охлаждением в синтетической закалочной среде с целью получения высокопрочного состояния изделия.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач: Выбор рациональных технологических параметров процесса пластического формообразования для деталей автомобиля из конструкционных марок сталей;

- Исследование влияния свойств синтетической закалочной среды (оксиэтилированного алкилфенола) на структурообразование при финишной

термообработке изделий из конструкционных сталей после пластической деформации;

- Разработка технологии упрочнения деталей при сочетании процессов пластического формобразования и скоростного нагрева со спрейерным охлаждением с учетом наследования термомеханического эффекта упрочнения.

Научная новизна:

1. Установлены и обоснованы зависимости охлаждающей способности закалочной среды на основе водорастворимого полимера, базирующиеся на эндо- и экзоэффектах химических реакций, протекающих с ее компонентами и позволяющие управлять структурообразованием стали в заданном интервале температур.

2. Установлен рациональный состав закалочной среды водного раствора ОЭАФ, обеспечивающий контролируемый теплоотвод в требуемой области температур с поверхности охлаждаемых изделий при скоростной финишной закалке с нагрева ТВЧ для достижения наилучшего комплекса физико-механических характеристик.

3. Установлена наследственность эффекта термомеханического упрочнения после финишной термообработки изделий из улучшаемых и цементуемых сталей с применением скоростного нагрева и спрейерного охлаждения деталей в водном растворе полимера ОЭАФ, обеспечивающая получение заданной микроструктуры с повышенными прочностными и пластическими характеристиками для деталей из конструкционных сталей по сравнению с традиционной технологией обработки.

Практическая значимость:

- Получен патент на легированную конструкционную сталь 12ХН2Р, обладающую повышенными физико-механическими свойствами при использовании эффекта термомеханического упрочнения;

Предложена закалочная среда на основе 5%-ого раствора водорастворимого полимера ОЭАФ для спрейерной закалки деталей с нагрева ТВЧ;

- Разработана групповая технология упрочнения вновь изготавливаемых и восстанавливаемых деталей из конструкционных сталей, базирующаяся на наследовании термомеханического эффекта в сочетании с финишным скоростным нагревом и спрейерным охлаждением деталей в водном растворе полимера.

Внедрение результатов исследований:

Результаты исследований нашли свое отражение при внедрении в производство легированной конструкционной стали 12ХН2Р в ОАО «КАМАЗ», изготовлении и восстановлении деталей типа шаровой палец для автомобиля КАМАЗ.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы обсуждались на следующих научно-технических конференциях: Международная научно-практическая конференция «International Know-how exchange meeting - Heat

treatment» (г. Фридрихсхафен, Германия, 2011); Международная научно-техническая конференция «Образование и наука - производству» (г. Набережные Челны, 2010); Межрегиональная научно-практическая конференция «Камские чтения» (г. Набережные Челны, 2009,2011).

Личный вклад автора. Автором получен патент на изобретение по теме диссертации. Поставлены цели, выбраны объекты и методы исследований, проведены теоретические и экспериментальные исследования, выполнены, обработаны и проанализированы основные результаты исследований. Также, при непосредственном участии автора, проводилась практическая реализация результатов исследований.

На защиту выносятся:

- Групповая технология упрочнения стальных изделий при сочетании процессов пластического формообразования и финишной термообработки с использованием наследственного эффекта термомеханического упрочнения;

- Рациональные показатели концентрации закалочной среды, позволяющие управлять структурообразованием на этапе финишной термообработки с учетом наследования эффекта термомеханического упрочнения.

Достоверность результатов работы. Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных методик и оборудования для исследования, а также сходимостью результатов с результатами других авторов.

Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 7 работах, среди которых 1 патент на изобретение и 2 публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы из 133 наименований. Она изложена на 127 страницах и содержит 42 рисунка и 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе приведена классификация деталей машин и их рабочих поверхностей, подвергающихся износу, описана возможность придания требуемых физико-механических свойств материалу при изготовлении новых и после восстановления геометрии и формы изношенных изделий. Отмечено, что свойства металла деталей из конструкционных сталей необходимо учитывать с рассмотрением всех предыдущих операций технологического процесса, так как качество деталей определяется в значительной степени «наследственностью» материала.

Методам восстановления и упрочнения деталей посвящены исследования отечественных и зарубежных авторов, среди которых следует упомянуть Тылкина М.А., Новикова А.Н., Балтера М.А., Бернштейна М.Л., Капуткину Л.М., В. Бэкофена, Головина А.Ф., Витенберга Ю.Р., Громова Н.П., Шибакова В.Г. и

др. Однако вопросам восстановления, а тем более дополнительного повышения физико-механических свойств уделено недостаточно внимания.

Сочетание процессов пластического формообразования и финишной термообработки с использованием эффекта термомеханического упрочнения является одним из основных способов достижения максимального уровня механических свойств стальными изделиями.

На основе анализа различных процессов восстановления изношенных и изготовления новых деталей показано, что особое место занимают методы пластической деформации. К достоинствам данного процесса можно отнести возможность управления структурой и свойствами изделия за счет температуры, времени, скорости и степени деформации, а также последеформационным охлаждением при горячей объемной штамповке.

Наследственность эффекта термомеханического упрочнения для вновь изготовленных и геометрически восстановленных деталей может быть достигнута в случае применения на завершающей стадии обработки -высокоскоростного нагрева и спрейерного охлаждения изделий. Из использующихся в настоящий момент закалочных сред для такого способа охлаждения предпочтение отдается водным растворам полимеров.

Показана возможность управления технологическим наследованием структурных и прочностных показателей, формирующихся посредством пластического формообразования с последеформационным охлаждением и последующим их участии в формировании требуемых физико-механических свойств и эксплуатационных показателей на этапе финишной поверхностной закалки с применением водного раствора ОЭАФ при спрейерном охлаждении.

Сформулированы цели и задачи исследования по упрочнению деталей автомобиля, изготовленных из конструкционных марок сталей.

Во второй главе описываются методики исследования свойств изделий, изготовленных из конструкционной улучшаемой стали 40Х и цементуемой стали 12ХН2Р, методики исследования свойств и охлаждающей способности водного раствора полимера ОЭАФ с наследованием эффекта термомеханического упрочнения, методика определения и корректировки концентрации водного раствора полимера, оборудование и оснастка, использованные при проведении экспериментов и исследований.

Последовательность проведения экспериментальных работ по упрочнению деталей в промышленных условиях включает в себя:

1) исследование микроструктуры и определение механических свойств материала проводилось на специально изготовленных микрошлифах и стандартных образцах в соответствие с DIN EN ISO 4507, ГОСТ 1497-73, ГОСТ 9454-78 на микроскопах Neophot-2, Эпитин-2, ММР - 4P при увеличениях 1001000 крат;

2) определение величины зерна (DIN EN ISO 643; EURONORM 103-71) после пластического формообразования и нагрева под закалку ТВЧ определялось методом травления, тонкая структура стали исследовалась при помощи электронного микроскопа при увеличении 100-500 крат;

3) исследование механических характеристик (твердость, прочность, пластичность, ударная вязкость) на ударных и разрывных образцах при комнатных температурах после каждого технологического этапа восстановления изделия с помощью разрывной машины WDE-100E, маятникового копра КМ-30, твердомер ТК-2М, ТШ-2М согласно DIN 50145, DIN 50190-3, DIN EN ISO 6506, DIN EN ISO 6507, DIN EN ISO 6508;

4) дифференциальный термический анализ закалочной жидкости Тосол-К с использованием дериватографа Q-1500D путем определения зависимости изменения массы от температуры и нахождения температурных интервалов эндо- и экзоэффектов, присущих данному полимеру;

5) исследование скорости охлаждения закалочной среды ОЭАФ (с применением полого цилиндрического медного образца с поверхностным хромо-никелевым гальваническим покрытием).

6) применение факторного эксперимента для определения основных параметров процесса восстановления и изготовления стальных изделий. Параметрами оптимизации служат стандартные характеристики механических свойств, в особенности ударная вязкость;

7) метод испарительного капания.

В третьей главе показано, что изготовление и восстановление геометрии и формы изношенных деталей из конструкционных сталей с одновременным достижением повышенных физико-механических характеристик изделий при использовании наследственности эффекта термомеханического упрочнения на этапе финишной термообработки позволяет повысить надежность и конструктивную прочность материала деталей, предназначенных для работы в жестких условиях эксплуатации, за счет улучшения структуры и механических свойств материала.

Важными параметрами операции восстановления и изготовления изделий на этапе пластической деформации являются скорость и степень деформации, температуры начала и конца деформации, скорости охлаждения и времени последеформационной выдержки, которые должны обеспечить получение динамически полигонизованной структуры металла.

Эффект улучшения свойств во многом связан с изменением состояния аустенита в процессе горячей деформации. Параметры процесса горячей деформации для изделий из конструкционных сталей назначались следующим образом:

1) Для нагрева под температуру горячей деформации исследуемые детали помещались в печь при температуре 950°С (окислительный нагрев в обычной атмосфере), время нагрева составило 1746 с;

2) Выдержка при данной температуре составила 261,9 с (15% от времени сквозного прогрева). Контроль за температурой процесса проводился по самописцу печи;

3) Для горячей пластической деформации оптимальной температурой, обеспечивающей пластичность металла и образование однородного раствора аустенита, является температура 930-950 °С.

4) Последеформационная выдержка составляет от 1 до 5 с для обеих марок сталей. Подтверждено, что последеформационная выдержка не более 5 с для улучшаемых и цементуемых марок сталей является достаточной для получения и сохранения в горячедеформированном аустените динамически полигонизованной структуры, которая имеет максимальное количество несовершенств.

Установлено, что температура поверхности восстанавливаемой детали в конце горячего деформирования составляет 880°С, что является достаточной температурой для закалки.

В таблице 1 и 2 приведено сопоставление свойств стали 40Х и 12ХН2Р соответственно после горячей пластической деформации (ГПД) с последеформа-

Таблица 1

Механические свойства стали 40Х, реализуемые ГПД с последеформационной закалкой

и КТО

№ Режим обработки Закалоч ная среда Режим горячего деформирования Механические свойства

Тн, °с Тд, °С О0,2> МПа МПа 8, % НВ кс^. Дж/

1 Горячая деформация+закалка+ низкий отпуск масло МЗМ-26 950 930 5 1720 2000 8,6 43 555

2 КТО (закалка без горячего деформирования)+ низкий отпуск масло МЗМ-26 II II „_„ 1650 1900 7 36 520

3 Горячая деформация+закапка +высокий отпуск масло МЗМ-26 и II и II 1111 750 870 27 54 207 137

4 КТО (закалка без горячего деформирования)+ высокий отпуск масло МЗМ-26 нет нет нет 550 650 45 64 277 1С:

5 Исходная микроструктура после горячей деформации - Перлит пластинчатый, феррит в виде сетки и игл видманштетта, величина зерна от 3 до 1 балла (хЮО).

6 Микроструктура режим № 2 Сорбит, феррит в виде разорванной сетки и единичных и г и баллом зерна 7-8 (хЮО).

7 Микроструктура режим №4 Однородный сорбит отпуска, балл зерна соответствует номеру 9-10 (х 100).

Таблица 2

Механические свойства стали 12ХН2Р, реализуемые ГПД с последеформационной

закалкой и КТО

Режим обработки Закалоч ная среда Режим горячего деформирования Механические свойства

Тн, "С Тд, "С Оц, МПа Ов, МПа 5,% НВ кси, Дж/см"

1 Горячая деформация+закалка +НИЗКИЙ отпуск масло МЗМ-26 950 930 3 1399 1595 13,2 56,9 530

КТО (закалка без горячего деформирования)+ низкий отпуск масло МЗМ-26 нет нет нет 987 1280 11 55 507

3 Горячая деформация+закалка +высокий отпуск масло МЗМ-26 Т1 II „_„ 698 820 22 51 216 129

4 КТО (закалка без горячего деформирования)+в ысокий отпуск масло МЗМ-26 нет нет нет 517 620 40 67 272 102

Исходная микроструктура после горячей деформации ¡РШРШШ; Ш®1 тяж Перлит+феррит в виде сетки игл видманштетга, величина зерна от 4 до 2 балла (х500).

_ Микроструктура режим № 2 Перлит сорбитообразный, частично сорбит. Балл зерна соответствует номеру 7-8 (хЮО).

Микроструктура режим № 4 Однородный сорбит отпуска. Балл зерна соответствует номеру 9-10 (хЮО).

шечание: температура высокого отпуска 550°С, температура низкого отпуска 150°С,

время выдержки 1-1,5 ч.

-ционной закалкой и контрольной термообработки (КТО) деталей, прошедших отпуск при температурах 150°С и 550°С.

Прочностные характеристики деталей из улучшаемой стали 40Х - и От, прошедших ГПД с последеформационной закалкой и высокий отпуск, оказались выше в среднем на 26 - 30%, а ударная вязкость (КСЦ) на 33 - 37% выше, чем у деталей, прошедших контрольную термообработку.

Прочностные характеристики деталей из цементуемой стали 12ХН2Р - Ов и <Тт, прошедших ГПД с последеформационной закалкой и высокий отпуск, оказались выше в среднем на 18 - 22%, а ударная вязкость (КСЦ) на 21 - 26% выше, чем у изделий, прошедших контрольную термообработку.

Размер зерна после ГПД с последеформационной закалкой в среднем уменьшился на 2 балла по сравнению с контрольной ТО - с балла 7-8 при обычной ТО до балла 9-10 при ГПД с последеформационной закалкой соответственно.

Установлено микроструктурным исследованием, что упрочнение происходит в локальных областях около зоны выдавливания, распространяясь только на сферическую часть деталей, подвергающуюся наиболее интенсивному износу. В области пластической деформации обнаружено измельченное зерно и повышенная твердость по сравнению с остальной участками восстановленной детали.

Повышенная ударная вязкость в улучшаемых и цементуемых сталях после горячей пластической деформации с последеформационной выдержкой и немедленной закалкой объясняется получаемой в результате быстрого охлаждения тонкой структуры мартенсита, которая наследуется от динамически полигонизованной структуры горячедеформированного аустенита. В горячедеформированном аустените создание субструктуры приводит к уменьшению пакетов образующегося мартенсита (без изменения среднего значения коэффициента формы), главным образом, за счет уменьшения доли крупных пакетов. Структура такой обработки более однородная и характеризуется увеличением своей дисперсии. Повышение вязкостных свойств стали обусловлено спецификой микроструктуры, формирующейся после пластической деформации с последеформационной выдержкой, немедленной закалкой и высокотемпературным отпуском. Структура представляет собой дисперсную феррито-карбидную смесь, отличающуюся от структуры стали, подвергаемой термическому улучшению - карбиды более дисперсные (0,1-0,2 мкм) и их распределение более равномерное.

Твердость поверхности деталей после низкого отпуска составляет > 500 НВ, что затрудняет проведение обработки резанием лезвийным инструментом.

Для подготовки деталей к чистовой механической обработке необходим отпуск при температуре 550°С в течение 1,5 ч.

Твердость поверхности деталей после ГПД с последеформационной закалкой и высоким отпуском составила 302 НВ, что обеспечивает удовлетворительную обработку резанием со скоростью 45-250 м/мин на токарно-

винторезном станке 16К20ФЗ. За критерий износа был выбран износ задней поверхности резца, равный 0,5 мм (таблица 3).

Таблица 3

Стойкость резца при износе 0,5 мм

Режим обработки Режим резания Стойкость, мин

КТО - закалка с 860-880°С + высокий отпуск при 550°С У= 60 м/мин, Бпр = 0,25 мм/об, 1= 1 мм 32-36

ГПД+закалка + высокий отпуск при 550°С 39-41

Примечание: V- скорость резания; 8пр -продольная подача; I- глубина резания.

Таким образом, оптимальными параметрами технологии восстановления деталей из стали 40Х и 12ХН2Р являются температура начала горячей деформации, равная 930-950°С, минимальная температура конца деформации 860°С, время последеформационной выдержки не более 5с (сталь 40Х) и Зс (сталь 12ХН2Р) и последующая закалка в масле с высоким отпуском.

Четвертая глава посвящена разработке и обоснованию технологии упрочняющей обработки вновь изготавливаемых и восстановленных деталей при сочетании процесса пластической деформации и скоростного нагрева со спрейерным охлаждением в синтетической закалочной среде.

Для упрочнения поверхностного слоя как новых, так и геометрически восстановленных деталей из улучшаемой стали 40Х и цементуемой стали 12ХН2Р предложена закалка с нагрева токами высокой частоты (ТВЧ).

Частота тока для достижения глубины слоя закаленного в пределах 2-7 мм для стали 40Х и 2-4 мм для стали 12ХН2Р составляет 66 КГц, а скорость нагрева Уф= 100 °С /с.

Для исключения нежелательного роста зерна проводилась закалка с использованием спрейерного охлаждения, что обеспечило равномерность омывания поверхности изделия, а в совокупности с применением водного раствора полимера ОЭАФ - исключить образование трещин, в отличие от охлаждения в водяной ванне, применяемое в традиционном способе производства шарового пальца из стали 40Х и объемной закалки в масле для шарового пальца из стали 12ХН2Р.

В работе исследован водный раствор полимера, представляющий собой оксиэтилированный алкилфенол (полигликолевый эфир дитретичной бутилкарболовой кислоты).

Определена зависимость изменения вязкости среды от концентрации полимера в растворе (рис.1). С увеличением содержания оксиэтилированного алкилфенола в воде до 15% и повышением температуры среды до 50°С вязкость раствора изменяется незначительно и не превышает 4сСт. Дальнейшее повышение количества полимера в растворе с 15 до 50% приводит к увеличению

г'1

; I /

/ /

100 50 ! / ^ /\

...........4................ У/ /

! ^

а 1В ^ 20 30 40 №

Рис.1 - Изменение вязкости раствора в зависимости от температуры и концентрации ОЭАФ

20°С, 40°С

вязкости среды температуре температуре температуре охлаждающей установило,

до 280 сСт при до 125 сСт при и до 100 сСт при Исследование способности среды что повышение

50°С.

концентрации полимера от 5 до 32,5% снижает эту характеристику в интервале температур диффузионного

превращения с 300°С /с до 120°С /с.

Характерной особенностью исследуемого охлаждающая характер изуется

отличительном водных раствороЕ полимера является способность, которая наличием двух

максимумов скорости охлаждения, один

из которых соответствует 650 С, другой 300 °С.

ОТА /"/.-

• \ / |

/ \ |

/ \

Рис.2 - Термогравитограмма 50% водного раствора оксиэтилированного алкилфенола:

Т - изменение температуры во времени: Тв - зависимость изменения массы от температуры; 1)10 - зависимость потери скорости массы от температуры; 13ТА -дифференциальная кривая изменения температуры.

Рис.3 - Влияние экзотермического эффекта при нагреве закалочной среды на охлаждающую способность 50%-ного водного раствора оксиэтилированного алкилфенола

Термогравитограмма 50%-ого водного раствора оксиэтилированного алкилфенола (рис.2) характеризует протекающие эндо- и экзоэффекты при нагреве закалочной среды до 900°С.

Эндотермический пик связан с кипением воды, конец которого соответствует нижнему кризису кипения - минимальной температуре устойчивого пузырькового кипения (180°С), а экзотермический пик с максимумом при 400°С связан с окислением продуктов разложения полимерной составляющей.

Сопоставление кривых охлаждения и дифференциальной кривой изменения температуры (ДТА) 50%-ого водного раствора оксиэтилированного алкилфенола показывает, что снижение охлаждающей способности в температурном интервале 300-600°С связано с экзотермическим эффектом, возникающим в процессе окисления полимерной составляющей закалочной среды.

На кривой ДТА максимум этого эффекта соответствует 400°С, чем и объясняется снижение до минимального значения скорости охлаждения при температуре 400°С (рис.3).

пузырькобого

5 и в га ¡5 за Концентрация. %

Рис.4 - Температурная зависимость стадий кипения водных растворов ОЭАФ

Рис.5 - Скорость охлаждения медного образца в воде (I), масле МЗМ-16 (2), 5%- ом (3), 15%- ом (4), 32,5%- ом (5) и 50%- ом (6) водном растворе ОЭАФ

Переход к пузырьковому кипению у 5%-ого раствора наблюдается при более высоких температурах, чем у воды. С повышением концентрации раствора температурный интервал смены стадий кипения уменьшается и смещается в область более низких температур с 480-400°С для 5%-ого до 350-320°С для 32,5%-ого раствора (рис.4).

Повышение концентрации полимера в растворе от 5 до 32,5% снижает охлаждающую способность в интервале температур диффузионного превращения (рис.5). Максимум скорости охлаждения уменьшается с 350°С/с

до 200°С/с. В интервале температур 450-100°С исследованные водные растворы по охлаждающей способности занимают промежуточное положение между охлаждающей способностью воды и масла МЗМ-16.С увеличением концентрации раствора с 5 до 50% максимум скорости охлаждения в этом интервале температур уменьшается с 350°С/с до 80°С/с, но все же превышает скорость охлаждения в масле МЗМ-16 (40°С/с).

При этом пленочное кипение существует до более низких температур, что связано с образованием пленки полимера, толщина которой возрастает с ростом концентрации. Температура окончания устойчивого пузырькового кипения практически одинакова для воды и исследованных растворов закалочной жидкости и соответствует 160°С.

В качестве охлаждающей среды для поверхностной закалки использован 5%-ный водный раствор ОЭАФ, так как исходя из полученных исследованиями данных (рис.4 и 5) данная концентрация по стадиям кипения и скорости охлаждения в интервале температур перлитного и мартенситного превращения наиболее благоприятна для управления структурообразованием металла, получения требуемой прокаливаемости слоя и твердости поверхности, исключения трещинообразования и деформаций при финишной термообработке.

Сравнение механических свойств стали 40Х и 12ХН2Р после пластической деформации с последующей закалкой и высоким отпуском с использованием на этапе финишной закалки воды и 5% водного раствора ОЭАФ показало преимущество синтетической закалочной среды (таблицы 4 и 5).

Время спрейерного охлаждения для обеих марок сталей составило 13 с. Установлено, что при спрейерном охлаждении деталей в 5%-ом водном растворе полимера ОЭАФ для стали 40Х твердость поверхности выше от 2,1 до 4,4% по сравнению с аналогичным процессом с закалкой в воде. Прочностные характеристики - а„ и ст7 после закалки в 5%-ом водном растворе полимера выше от 6,7 до 9,2 % по сравнению закалкой в воде с нагрева ТВЧ, а также от 11 до 15 % выше по сравнению с новой деталью. Показатель ударной вязкости КСи остался одинаковым по сравнению с закалкой в воде с нагрева ТВЧ, но увеличился на 32 - 37 % по сравнению с серийной деталью.

При спрейерном охлаждении деталей в 5%-ом водном растворе полимера для стали 12ХН2Р твердость поверхности выше от 3 до 5 % по сравнению с закалкой в воде с нагрева ТВЧ. Прочностные характеристики - о„ и ат после закалки в водном растворе полимера выше от 30 до 32 % по сравнению с закалкой в воде с нагрева ТВЧ, а также от 38 до 43 % выше по сравнению с новой деталью, показатель ударной вязкости КСи остался одинаковым по сравнению с закалкой в воде с нагрева ТВЧ, но увеличился от 22 до 26 % по сравнению с серийной деталью.

Таблица 4

Механические свойства деталей из стали 40Х после финишной термообработки

С о 5 ю р— га

л н

ё о п

о. р. аз

0) /и

и и

н 8

§ з а &

£ о. Н и

£5

Я с

2 Б

р а

1

Горячая деформация+закалка + высокий отпуск+закалка в воде с нагрева ТВЧ

56-56,5

217-230

870

750

137

Горячая деформация+закалка + высокий отпуск+закалка в 5%-растворе полимера Тосол-К с нагрева ТВЧ

58-59

263-285

950

820

137

Серийная деталь

56-58

248

826

705

100

Микроструктура режим №1

а) б)

а) Поверхность: среднеигольчатый мартенсит 4-5 балл (хЮО);

б) Сердцевина: перлит сорбитообразный и феррит в виде зерен (хЮО).

Микроструктура режим №2

а) б)

а) Поверхность: мелкоигольчатый мартенсит 5-6 балл (хЮО);

б) Сердцевина: сорбит отпуска (хЮО).

Микроструктура серийной детали

ЦНИ

а

б)

а) Поверхность: среднеигольчатый мартенсит 4-5 балл (хЮО);

б) Сердцевина: сорбит отпуска+пластинчатый перлит (х 100).

Таблица 5

Механические свойства деталей из стали 12ХН2Р после финишной

термообработки

№ п/п Тип обработки Твердость поверхности Твердость сердцевины, НВ Глубина слоя, Мм ЕВ О МП а МПа „ а о ъ ее Э и *

1 2 3 4 5 6

1 Горячая деформация+закалка + высокий отпуск +закалка в воде с нагрева ТВЧ 59-61 295-300 2,5 820 698 и:

2 Горячая деформация+закалка + высокий отпуск +закалка в 5%-растворе полимера Тосол-К с нагрева ТВЧ 61-63 315 4 1100 930 12;

3 Серийная деталь 59-60 290 1,2 826 705 1С

4

Микроструктура режим № 1 м щЩ я»

а) б) а) Поверхность: среднеигольчатый мартенсит 4-5 балл (х 1 б) Сердцевина перлит сорбитообразный (хЮО).

5

Микроструктура режим №2 Мк-И!»''' 1 ' &. миг ¡¡¡¡■■■■в

а) б) а) Поверхность: мелкоигольчатый мартенсит 5-6 балл (х I б) Сердцевина: сорбит отпуска (хЮО).

6

Микроструктура режим №3

а) а) Поверхность - среднеигольчатый мартенсит и остаточнг: аустенит (20%), далее в сердцевине - малоуглеродистый мартенсит.

В пятой главе описана реализация технологии упрочняющей обработки вновь изготавливаемых и восстанавливаемых деталей машин, которая представлена на рис.6. Описан технологический процесс, приведены его параметры и применяемое технологическое оборудование.

7 Последеформационная

Выдержка = 5 с для Ш 3 с для 12 Ш

Закалка пасло

НагреЬ

твч

Высокой 1550X1 отпаек

Спрейерное охлажденш 1 5%нон Ьодноп ростЬоре 03АФ

Низкой ¡170X1 отпуск

ГШ

\ Мех.оВрпВотка

■ т/т

резанием

Рис.6. Технология упрочнения стальных деталей при сочетании горячего пластического формообразования и скоростной термообработки

Основные выводы и результаты работы.

1. Установлено, что при пластической деформации с последующей последеформационной закалкой и высоким отпуском микроструктура деталей из конструкционных марок сталей более равномерная и мелкозернистая и представляет собой однородный сорбит отпуска. Балл зерна соответствует номеру 9-10, ГОСТ 5639-82.

Структура после контрольной термообработки - сорбит, перлит сорбитообразный и феррит в виде разорванной сетки и единичных игл. Балл зерна соответствует номеру 7-8, ГОСТ 5639-82.

2. Исследованиями установлено, что при горячей пластической деформации с последующей последеформационной закалкой и высоким отпуском механические характеристики сталей:

а) улучшаемых - на примере стали 40Х повышаются: а02 на 33,4 - 36,3%, ов на 30,7 - 33,8% , а ударная вязкость КСи на 33,2 - 37,1% по сравнению со сталью, прошедшей термоулучшение (нагрев до 880°С, закалку в масло и высокий отпуск при 550°С) за счет эффекта термомеханического упрочнения;

б) цементуемых - на примере стали 12ХН2Р повышаются: а02 на 18,9 -20,3%, <тв на 18,2 - 20,8%, а ударная вязкость КС11 на 21,3 - 26,4% по сравнению со сталью, прошедшей термоулучшение (нагрев до 860°С, закалку в масло и высокий отпуск при 550°С) за счет эффекта термомеханического упрочнения.

3. Предложена рациональная концентрация закалочной среды на основе 5%-ого водного раствора ОЭАФ для спрейерного охлаждения на этапе финишной термообработки, обеспечивающей контролируемый теплоотвод с поверхности охлаждаемого изделия за счет эндо- и экзоэффектов химических реакций компонентов закалочной среды, позволяющих управлять структурообразованием стальных деталей.

4. Впервые получена температурная зависимость стадий кипения водных растворов ОЭАФ. Выявлено, что переход к пузырьковому кипению у 5%-ного раствора наблюдается при более высоких температурах, чем у воды. С повышением концентрации раствора от 0 до 32,5% температурный интервал смены стадий кипения уменьшается и смещается в область более низких температур с 480-400 °С для 5%-ого раствора, до 350-320°С для 32,5%-ного раствора, а температура окончания устойчивого пузырькового кипения для исследованных растворов закалочной жидкости и соответствует 160°С. Более высокая твердость при закалке в 5%-ом растворе связана с расширенным температурным интервалом охлаждения на стадии пузырькового кипения.

5. Установлено, что высокий комплекс физико-механических свойств и исключение трещинообразования на этапе финишной термообработки деталей из конструкционных сталей, достигается при замедленном охлаждении изделий в интервале 450-350 °С при использовании 5%-ого водного раствора ОЭАФ с наследованием эффекта термомеханического упрочнения после пластического формообразования.

6. Установлено, что микроструктура закаленного слоя деталей:

а) из улучшаемых сталей на примере марки 40Х после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и прошедших закалку с нагрева ТВЧ в воде представляет собой среднеигольчатый мартенсит 4-5 балла. В сердцевине - перлит сорбитообразный и феррит в виде зерен.

Микроструктура закаленного слоя стали 40Х после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и закалки с нагрева ТВЧ в 5%-ом водном растворе полимера ОЭАФ представляет собой игольчатый мартенсит 5-6 балла. В сердцевине - сорбит отпуска.

Микроструктура закаленного слоя серийной детали представляет от поверхности - среднеигольчатый мартенсит, далее бейнит и троостит. Игольчатость мартенсита соответствует 4-5 баллам ГОСТ 8233-56;

б) для цементуемых сталей на примере марки 12ХН2Р после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и закалки с нагрева ТВЧ в воде представляет собой среднеигольчатый мартенсит 4-5 балла. В сердцевине - перлит сорбитообразный.

Микроструктура закаленного слоя стали 12ХН2Р после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и закалки с нагрева ТВЧ в 5%-ом водном растворе полимера ОЭАФ представляет собой игольчатый мартенсит 5-6 балла. В сердцевине - сорбит отпуска.

Микроструктура закаленного слоя серийной детали представляет на поверхности среднеигольчатый мартенсит и остаточный аустенит (20%), далее в

сердцевине - малоуглеродистый мартенсит. Игольчатость мартенсита поверхности соответствует 4-5 баллам ГОСТ 8233-56.

7. Разработана и внедрена групповая технология упрочнения для вновь изготавливаемых и восстанавливаемых деталей, изготовленных из конструкционных сталей, включающая процесс ВТМО и поверхностную закалку с высокочастотного нагрева путем спрейерного охлаждения 5%-ым водным раствором ОЭАФ.

В результате реализации данной технологии прочностные свойства деталей из улучшаемой стали увеличились в среднем от 15 до 18%, ударная вязкость на от 33 до 37%, прочностные свойства деталей из цементуемой стали от 18 до 23%, а ударная вязкость от 21 до 26% по сравнению с традиционной технологией обработки.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

Научные статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Ососков, М.А. Выбор рационального термомеханического режима восстановления деталей автомобиля пластической деформацией / Шибаков В.Г., Астащенко В.И., Панкратов Д.Л.,Ососков М.А. // КШП ОМД. - 2009.- № 06. - С. 44-47.

2. Ососков, М.А. Алгоритмы проектирования технологических процессов восстановления деталей автомобиля / Шибаков В.Г, Панкратов Д.Л, Валиев А.М., Ососков М.А. // Автомобильная промышленность,- 2009 г.- № 9 .- С.32-36.

Научные статьи и материалы докладов:

3. Ососков, М.А. Использование СРС - технологий для повышения эффективности технологических процессов обработки металлов давлением / Ососков М.А., Гончаров С.Н. // Проектирование и исследование технических систем. Межвузовский научный сборник.- № П.- Наб. Челны, ИНЭКА, 2007.-С.118-124.

4. Ососков, М.А.. Управление анизотропией материала при восстановлении изношенных деталей автомобиля методом пластической реновации в режиме высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) / Ососков М.А., Панкратов Д.Л. // Проектирование и исследование технических систем. Межвузовский научный сборник,- № 13. - Наб. Челны, ИНЭКА, 2009. -№ 13.-С.110-116.

5. Ососков, М.А. Высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) и влияние быстрого нагрева на наследование эффекта ВТМО в конструкционных сталях / // Ососков М.А., Панкратов Д.Л. // Проектирование и исследование технических систем. Межвузовский научный сборник,- № 14. -Наб. Челны, ИНЭКА, 2009. - № 13. -С.109-114.

6. Ососков, М.А. Структурная модель базы знаний автоматизированной системы проектирования технологического процесса реновации деталей машин / Ососков М.А., Панкратов Д.Л. // Сборник материалов международной научно-технической конференции: Образования и наука - производству. - Наб. Челны, ИНЭКА 2010.-С. 224-227.

7. Ососков, М.А. Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки / Ососков М.А., Ососков А.П, Перевертов А.В. // Патент № 2365664 от 27 августа 2009 г в ФГУ ФИПС.

Соискатель М.А. Ососков

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. НАДЕЖНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ (ИЗНОС, КАЧЕСТВО МЕТАЛЛА,

ТОЧНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И Т.Д.).

Выводы по главе 1 и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методика анализа химического состава исследуемого материала.

2.2. Методика исследования восстановления деталей в режиме горячей пластической деформации с последеформационной закалкой.

2.3. Методы и материалы металлографического анализа и механических испытаний вновь изготавливаемых и восстанавливаемых деталей после процесса горячей пластической деформации, и - скоростной термообработки:.

2.4. Методы и материалы закалки с нагрева токами высокой частоты (ТВЧ) и последующего спрейерного охлаждения в водном растворе полимера

ОЭАФ.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ СВОЙСТВ СТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ЭФФЕКТА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ

3.1. Анализ формоизменения, степени деформации, температуры, длительности последеформационной выдержки на механические свойства конструкционных сталей.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ СОЧЕТАНИЕМ ПРОЦЕССОВ ГОРЯЧЕГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ФИНИШНОЙ СКОРОСТНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ.

4.1. Исследование свойств закалочной жидкости и выбор ее рационального состава.

4.2. Выбор индукционного оборудования и расчет параметров нагрева для поверхностной индукционной закалки.

4.3. Исследование механических свойств стали 40Х и 12ХН2Р после горячей пластической деформации и скоростной термообработки.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ ВНОВЬ

ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ И ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ.

5.1. Реализация технологии горячей пластической деформации и последующей термообработки (оснастка и оборудование).

5.2. Реализация технологии высокочастотной закалки (оснастка и оборудование).

Вывод по главе 5.

В настоящее время в условиях жесткой конкуренции с иностранными автомобильными производителями, а также вследствие увеличения' парка отечественных грузовых автомобилей срок эксплуатации которых превышает период работы, рекомендованной заводом-изготовителем, появились повышенные, требования к долговечности узлов , агрегата автомобиля изготавливаемых из новых деталей и возникла необходимость замены частей-и отдельных изделий агрегатов, вышедших из строя по причине износа.

Изготовление новых изделий и восстановление геометрии изношенных деталей в совокупности с последующей закалкой и управлением структурообразованием на этапе финишной термообработки позволяет упрочнить изделия до первоначальных свойств, а в ряде случаев (с учетом наследования эффекта термомеханического упрочнения)-превышающих их уровень.

Таким образом, вновь изготавливаемые и восстановленные изделия» будут обладать повышенными эксплуатационными характеристиками (прочность, надежность) по сравнению с новыми изделиями, изготовленными по традиционной технологии*, при» максимально полном использовании возможностей, которые заложены в конструкционных материалах и технологиях обработки.

Комбинация процессов пластического формообразования и методов воздействия по управлению структурообразованием металла на стадии окончательной закалки при финишной термообработке дает совокупность новых научных результатов и технических решений, позволяющих улучшать служебные свойства изделий.

Восстановление деталей различными методами, в том числе и методом горячей пластической деформации (прошивка, раздача, осадка, обжим и так далее)' не дают требуемого эффекта упрочнения структуры и улучшения механических характеристик. Только при совмещении термической обработки 4 в одной технологической операции с горячей деформацией возможно осуществить целенаправленное воздействие на металл и получить необходимые свойства и структуру.

В настоящий момент не раскрыт технологический аспект придания изделиям максимальных потребительских свойств при сочетании процессов пластического формообразования и завершающей термической обработки, что позволило сформулировать цель данного исследования.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа методов объемного и поверхностногоупрочнения стальных деталей: определено, что сочетание процессов горячего пластического формообразования и скоростной термообработки с выбором рациональных параметров? технологического процесса; наиболее эффективно; для?повышения служебных свойств вновь изготавливаемых-и восстановленных, деталей.

2. Установлено; что при пластической деформации; с последующей последеформационной:закалкой и высоким отпуском микроструктура деталей из конструкционных, марок: сталей: более равномерная« и; мелкозернистая-: и? представляет .собой; однородный; сорбит отпуска. Балл зерна соответствует номеру 9-10, ГОСТ 5639-82. ■ . ,

Структура! после: контрольной! термообработки - сорбит,: перлит сорбитообразный: т феррит, в виде разорванной сетки; и единичных: игл. Балл зерна соответствует номеру 7-8; ТОСТ 5639-82.

3. Исследованиями.установлено,.что при горячей пластической деформации с последующей последеформационной закалкой и высоким отпуском механические характеристики сталей: , а) улучшаемых - на примере стали 40Х повышаются: а0дна 33,4 - 36,3%, ав на 30,7 - 33,8% , а ударная вязкость; КС и на 33,2 - 37,1.% по сравнению со сталью, прошедшей термоулучшение (нагрев до 880°С, закалку в масло и высокий отпуск ири 550°С) за счет эффекта термомеханического.упрочнения; б) цементуемых - на примере стали 12ХН2Р повышаются:, сго.2 на 18,9 -20,3%, ав на 18,2 - 20,8%, а ударная вязкость КСи на.21,3 - 26,4% по сравнению со сталью, прошедшей термоулучшение (нагрев до 860°С, закалку в масло и высокишотпуск приг550^С)'за счет эффекта термомеханического упрочнения.

4. Предложена рациональная концентрация закалочной среды на основе

5%-ого водного: раствора ОЭАФ для спрейерного охлаждения на этапе

116 финишной термообработки, обеспечивающей контролируемый теплоотвод с поверхности охлаждаемого изделия за счет эндо- и экзоэффектов химических реакций компонентов закалочной среды, позволяющих управлять структурообразованием стальных деталей.

5. Впервые получена температурная зависимость, стадий кипения водных растворов ОЭАФ. Выявлено, что переход к пузырьковому кипению у 5%-ого раствора* наблюдается при более высоких температурах, чем у воды. С повышением концентрации раствора от 0 до 32,5% температурный интервал смены стадий кипения уменьшается и смещается^ в область более низких температур с 480-400' °С для 5%-ого раствора, до 350-320°С для 32,5%-ого раствора, а температура окончания устойчивого1 пузырькового кипения для исследованных растворов закалочной жидкости и соответствует 160°С. Более высокая' твердость при« закалке в 5%-ом растворе связана с расширенным температурным интервалом охлаждения на стадии пузырькового кипения.

6. Установлено, что» высокий комплекс физико-механических свойств и. исключение трещинообразования на этапе финишной, термообработки, деталей из конструкционных сталей, достигается при замедленном охлаждении изделий в интервале 450-350 °С при использовании/ 5%-ого водного раствора? ОЭАФ с наследованием эффекта термомеханического упрочнения* после пластического формообразования.

7. Установлено, что микроструктура закаленного слоя .деталей: а) из улучшаемых сталей на примере марки 40Х после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и прошедших закалку с нагрева ТВЧ в воде представляет собой среднеигольчатый мартенсит 4-5 балла. В сердцевине - перлит сорбитообразный и» частично феррит в виде зерен.

Микроструктура закаленного слоя стали 40Х после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и закалки с нагрева ТВЧ* в 5%-ом. водном растворе полимера ОЭАФ представляет собой игольчатый мартенсит 5-6 балла. В сердцевине - сорбит отпуска.

Микроструктура закаленного слоя серийной детали представляет от поверхности - среднеигольчатый мартенсит, далее бейнит и троостит. Игольчатость мартенсита соответствует 4-5 баллам ГОСТ 8233-56; б) для цементуемых сталей на примере марки 12ХН2Р после горячей' пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и закалки с нагрева ТВЧ в воде представляет собой среднеигольчатый мартенсит 4-5 балла. В сердцевине - перлит сорбитообразный.

Микроструктура закаленного слоя- стали 12ХН2Р после горячей пластической деформации, последеформационной закалки с высоким отпуском и закалки с нагрева ТВЧ в 5%-ом водном растворе полимера ОЭАФ представляет собой игольчатый мартенсит 5-6 балла. В сердцевине — сорбит отпуска.

Микроструктура закаленного слоя серийной- детали представляет на поверхности среднеигольчатый мартенсит и остаточный аустенит (20%), далее в-сердцевине - малоуглеродистый мартенсит. Игольчатость мартенсита, поверхности соответствует 4-5 баллам ГОСТ 8233-56.

8. Разработана, и внедрена групповая технология упрочнения, для, вновь изготавливаемых и восстанавливаемых деталей, изготовленных из конструкционных сталей, включающая процесс ВТМО и поверхностную закалку с высокочастотного нагрева путем спрейерного охлаждения, 5%-ым водным раствором ОЭАФ.

В результате реализации данной технологии прочностные свойства деталей из улучшаемой стали 40Х увеличились в среднем от 15 до 18%, ударная вязкость на от 33 до 37%, прочностные свойства деталей, из цементуемой стали 12ХН2Р от 18 до 23%, а ударная вязкость от 21 до 26% по сравнению с традиционной технологией обработки.

1. Григорьев, А.К. Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве./ А.К. Григорьев, Г.Е. Коджаспиров. -Л.: Машиностроение, 1985. 143 с.

2. Колмогоров, В.Л. Восстановление ресурса металлов после холодной деформации и эксплуатации деталей машин/ В.Л. Колмогоров, C.B. Смирнов // Кузнечно-штамповочное производство.- 1998.- №5.- С.22-25.

3. Kolmogorov, V.L. Friction and wear model for heavily loaded sliding parts. Part I. Metal damage and fracture model/ V.L. Kolmogorov // I.J. Wear.- 1996^-№ 194.- P. 71-79.

4. Бернштейн, М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов./ М.Л. Бернштейн.- М.: Металлургия, 1972.- 318 с.

5. Кула, И.Б. Термомеханическая обработка сплавов на основе железа./ И.Б. Кула, М.А. Азрин // Достижения в области обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1981.- С.5-47

6. Тихонюк, А.Н. Высокотемпературная термомеханическая обработка при редуцировании и калибровании труб./ А.Н. Тихонюк // Проблемы термической и термомеханической обработки стали. Днепропетровск: 1981,-С.139-144

7. Карачунский, А.Д. Изготовление деталей сложного профиля методом термомеханической обработки. / А.Д. Карачунский, Н.И. Бердяев, OíH. Шикурин // Информлисток. Л.: ЦНТИ1977. №877. - С. 34-38'.

8. Шаврин, О.И. Повышение стойкости прокатных валков термомеханической обработкой./ О.И1 Шаврин, Л.Т. Крекнин // Сталь.- 1971.-№ 5.- С.442-445.

9. Шибаков, В'.Г. Реновация деталей пластической деформацией. / В.Г. Шибаков, Д.Л. Панкратов. М.: Машиностроение, 2000. 219с.

10. Маслов, H.H. Качество ремонта автомобилей./ H.H. Маслов. М.: Транспорт, 1975. - 368 с.

11. Королев, А.И. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей. / А.Н. Королев // Учебн. для вузов. -М.: Транспорт, 1964. 388 с.

12. Атрошенко, А.П. Возможность изготовления поковок из» стали 12Х2Н4А и 18ХНВА с применением термомеханической обработки. / А.П. Атрошенко, К.Н. Богоявленский и др. // сб. трудов ЛПИ.- 1967,- № 287. С. 7082.

13. Атрошенко, А.П. Повышение прочности дисков ТНА из сплавов ЭИ437БУ методом упрочняющей термообработки. / А.П. Атрошенко, К.Н. Богоявленский и др. // сб. трудов ЛПИ. -1967.- № 287. С.83-91.

14. Атрошенко, А.П. Исследование усилий штамповки на КГШП при изготовлении поковок из специальных сталей и сплавов с применением ТМО. / А.П. Атрошенко, К.Н. Богоявленский и др. // сб. трудов ЛПИ. -1967.- № 287.-С.92-101.

15. Атрошенко, А.П. Изготовление поковок из стали 40ХНМА с применением термомеханической обработки. / А.П. Атрошенко, К.Н. Богоявленский и др. // сб. трудов ЛПИ.- 1968.- № 299.- С .118-122.

16. Атрошенко, А.П. Исследование процесса поковок типа вилок и крестовин с применением термомеханической обработки. // А.П. Атрошенко, К.Н. Богоявленский и др. // сб. трудов ЛПИ.- 1969.- № 308.- С. 1568-165.

17. Богоявленский, К.Н. Изготовление деталей пластическим деформированием. / К.Н. Богоявленский, П.В. Камнев.- Л.: Машиностроение, 1975.- 424 с.

18. Ассонов, А.Д. Термическая обработка деталей машин. / А.Д. Ассонов. -М.; Машиностроение, 1969. 263 с.

19. Брон, Л.И. Влияние ТМО на усталостную прочность стали. / Л.И. Брон, Л.И., И.И. Левитес, А.Г. Рахштадт // Металловедение и термическая обработка металлов. -1963.- № 4. С. 25-29.

20. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов. / И.И. Новиков.- М.: Металлургия, 1974. 400с.

21. Бернштейн, М.Л. Наследование эффектов упрочнениями пониженной склонности стали к водородной хрупкости, создаваемых ВТМО. / М.Л. Бернштейн, Л.А. Плавич, Н.Б Жук // Физико-химическая механика материалов. 1970. -т.6. - № 6. - С.49-54.

22. Сарак, В'.И. Суворова С.О., Энтин Р.И. Механизм деформационного старения мартенсита. / В.И. Сарак, С.О. Суворова, Р.И. Энтин // Исследования по термомеханической обработке стали. М.: ЦНИИчермет, 1966.-сер. 12. - № 6. - С. 31-33.

23. Бернштейн, М.Л. Термическая обработка труб для нефтяной промышленности. / М.Л! Бернштейн, H.A. Дреган // Металловедение и термическая обработка металлов. -1965.- №5. — С.36-39.

24. Бернштейн, М.Л. Горячая пластическая деформация и механизм упрочнения при термомеханической обработке. / М.Л. Бернштейн // Сталь. -1972.-№2.-С.157-165.

25. Бернштейн, М.Л. Термомеханическая обработка рессорно-пружинных сталей и ее обратимость. / М.Л. Бернштейн, А.Г. Рахштадт // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1972. - № 3. - С.96-99.

26. Шаврин, О.И. Повышение износостойкости и контактной прочности стале 9Х и ШХ15 термомеханической обработки. / О.И. Шаврин, Л.Т. Крекнин //Вестник машиностроения,- 1971.- № 6. С.60-63.

27. Балтер, М.Е. Упрочнение деталей машин. / М.Е. Балтер. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1978. -184 с.

28. Романив, О.Н. Влияние ВТМО на работу разрушения конструкционных сталей. / О.Н. Романив, И.Р. Дякив, Ю.В. Зима // Повышение конструктивной прочности сталей и сплавов.М.: МДНТП. 1970. - №2. - С.187-191.

29. Гуляев, А.П. Влияние ТМО, содержания углерода и способа выплавки на свойства стали Х5М2СФ. / А.П. Гуляев, А.М. Ким-Хенкина // Металловедение и термическая обработка металлов. 1969. - № 4. - С.36-40.

30. Бернштейн, M.JI. Влияние углерода и холодной пластической деформации после закалки на свойства стали. / M.JI. Бернштейн, М.Е. Блантер, С.Ш. Шамиев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1965. -№9. - С. 32-35.

31. Иванова, B.C. Усталость и хрупкость металлических материалов. / B.C. Иванова, С.Е. Гуревич, И.М. Копьев и др. -М.: Наука, 1968. 215 с.

32. Boric, F. Fatigue properties of ausforming steel. / Boric F., Justusson W., Zackey V.F // Transactions of the ASM. 1963. -v.56.- №5.- P. 327-338.

33. Бернштейн, М.Л. Особенности упрочнения стали при термомеханической обработке. / М.Л. Бернштейн, Займовский, Л.М. Капуткина // Металловедение и термическая обработка металлов.-1967.- № 5.-С.18-21.

34. Жадан, В.Т. Влияние деформационно-скоростных параметров прокатки при ВТМО на структуру и свойства стали. / В.Т. Жадан// Сталь.- 1975.- № 10.-С.85-90.

35. Контер, Л.Я. Исследование высокотемпературной термомеханической обработки подшипниковой стали. / Л.Я. Контер, В.Л. Захарова, М.Л. Бернштейн // Труды ВНИИП. 1964. - №4. - С. 25-30.

36. Дрюкова, И.Н. Анизотропия свойств стали после термомеханической обработки. / И.Н. Дрюкова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1965. - № 2. - С.41-43.

37. Бернштейн, М.Л. Влияние способа деформации при ВТМО на свойства конструкционных сталей. / М.Л. Бернштейн, Г.Г. Пецов // Повышение конструктивной прочности сталей и сплавов. 1960 с. - № 4. - С. 112-120.

38. Микляев, П.Г. Анизоторопия механических свойств материалов. / П.Г. Микляев, Я.Б. Фридман. М.: Металлургия, 1969.- 268 с.

39. Романив, О.Н. Об одном случае механической анизотропии стали после термомеханической обработки. / О.Н. Романив // Физико-химическая механика материалов. -1965. № 4. - С.75-78.

40. Тихомирова, Л.Б. Изменение прочности и развитие рекристализационных процессов в горячедеформированном аустените. / Л.Б. Тихомирова, Л.И. Тушинский, П.В. Решедько // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1975. - № 2. - С.90-93.

41. Хромов, В.Н. Способ восстановления шестерен. / В.Н. Хромов, Ю.В. Кулешков, В.Н. Бугаев // Патент РФ № 2110387 от 10.05.1998.

42. Круглов, О.М., Антонов В.Н. Устройство, техническое обслуживание, ремонт легковых автомобилей, мотоциклов и мотороллеров / О.М. Круглов, В.Н. Антонов. М.: Высшая школа, 1980. -317 с.

43. Канорчук, В.Е. Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование. / В.Е. Канорчук, А.Д. Чигринд, О.Л. Голяк, П.М. Шодки. М.: Транспорт, 1995.- 303 с.

44. Охрименко, Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. / Я.М. Охрименко. М.: Машиностроение, 1976. - 560 с.

45. Котов, П.Н. Ремонт тяжелых мотоциклов. / П.Н. Котов, A.A. Капустин.- JL: Машиностроение, 1990. 355 с.

46. Шадричев, В.А. Основы технологии автостроения и ремонта автомобилей. / В.А. Шадричев. Л.: Машиностроение, 1976. - 560с.

47. Каменецкий, Б.И. Обухов В.А. Исследование изготовления полых деталей радиальным обжатием трубных заготовок жидкостью высокого давления. / Б.И. Каменецкий, В.А. Обухов // Кузнечно-штамповочное производство. 1996. - №7. - С.5-9.

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

49. Monroe, R.W. Evaluating Quenchants and Facilities for Hardening steel. / R.W. Monroe, S.E. Bates // Journal of Heat Treating. 1983. - Vol. 3. - № 2. - P.83-99.

50. Фиргер, И.В. Термическая обработка сплавов / И.В. Фиргер. — Л.: Машиностроение, 1982. 304 с.

51. Houghton Chemie H.R. Fischer -Hildelsheim. Prospekt Chlodziwa Aquatensid.

52. Лебедев, Ю.А. Исследование температурного поля круглого стержня при индукционном нагреве. / Ю.А. Лебедев, О.И. Шаврин, Л.Н. Маслов, А.В*.

53. Трухачев // Повышение прочности и долговечности деталей машин. Ижевск.1972. -№4. -С.93-101

54. Семенов, В:М. Состояние и перспективы применениятермомеханической обработки для упрочнения рессорно-пружинных сталей. /

55. В.М. Семенов. М.: ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш, 1977. - 51 с.

56. Шаврин, О.И. Высокотемпературная термомеханическая обработка цементованных деталей. / OtH. Шаврин, A.B. Трухачев, А.Н. Ильина, А.Г. Князев // Вопросы металловедения и титановых сплавов. Межвузовский сборник научных трудов, Пермь. 1978. - С.38-43.

57. Охрименко, Я.М. Неравномерность деформации при ковке. / Я.М. Охрименко, В.А. Тюрин. М.: Машиностроение, 1969. - 185 с.

58. Корчак, С.Н. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и инструментов // С.Н. Корчак, A.A. Кошин, А.Г. Ракович и др.- М.: Машиностроение, 1988. 112 с.

59. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем. / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. М.: Питер, 2000.- 384 с.

60. Лахтин Ю.М. Термическая обработка в машиностроении // Ю.М. Лахтин, А.Г. Рахштадт. М.: Машиностроение, 1980. - 783 с.

61. Жадан, В.Т. Использование математической модели сортовой прокатки с ВТМО для расчета технологических параметров. / В.Т. Ждан, B.C. Берковский, В.А. Осадчий // Сталь. 1981. - № 6. - С. 44-45.

62. Жадан, В.Т. Комплексная математическая модель процесса сортовой прокатки с применением ВТМО. / В.Т. Жадан // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1978. -№11.- С.55-59.

63. Шибаков, В.Г. Прогнозирование разрушения металла при холодной объемной штамповке. / В.Г. Шибаков, Г.А. Навроцкий. — М.: Academia, 2000. -88 с.

64. Семенов, Е.И. Ковка и штамповка. / Е.И. Семенов и др. М.; Машиностроение, 1986.-233 с.

65. Кацевич, JI.C. Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей. / JI.C. Кацевич. М.: Энергия, 1977. - 304 с.

66. Кутателадзе, С.С. Справочник по теплопередаче. / С.С. Кутателадзе, В.М. Боришанский . Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 414 с.

67. Казанцев, Е.И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. / Е.И. Казанцев. MI: Металлургия, 1975. - 368 с.

68. Шмыков A.A. Справочник термиста. / A.A. Шмыков. М.: Машгиз, 1961.- 182 с.

69. Григорьев, П.А. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. / П.А. Григорьев. Л.: Энергия, 1967. - 218 с.

70. Шейндлин, А.Е. Излучательные свойства твердых материалов. Справочник/ А.Е. Шейндлин. М.: Энергия, 1974. - 472 с.

71. Астащенко, В.И. Технологические методы управления структурообразованием стали при производстве деталей машин./ В.И. Астащенко, В.Г. Шибаков. М.: Academia, 2006. - 328 с.

72. Фельдштейн, Э.И. Обрабатываемость стали в связи с условиями термической обработки/ Э.И. Фельдштейн. М.: Машгиз, 1953. — 254 с.

73. Вульф, A.M. Резание металлов / A.M. Вульф.- JL: Машиностроение, 1973.-496 с.

74. Белугин И.И. A.c. 518688 G01 3/58 Способ косвенного определения относительной обрабатываемости сталей перлитного и ферритного классов. / И.И. Белугин, Д.И. Брон, Г.М. Кохова Г.М.- № 2063865/28 заявл. 01.10.74 опубл.25.06.76 бюл.№ 23.

75. Бернштейн, M.JT. Структура деформированных металлов. / M.JI. Бернштейн. М. Металлургия, 1977.- 431 с.

76. Таран, Ю.Н. Влияние динамического и статического разупрочнения на технологическую пластичность стали 10Х17Н13М2Т./ Ю:Н.Таран, В.Н. Кирвалидзе, К.М.Жак и др. // Известия Вуз. Черная металлургия.- 1980. №12. -С. 71-75

77. Шаврин, О.И. Технология и оборудование термомеханической обработки деталей машин. / О.И. Шаврин. М.: Машиностроение, 1983. - 176 с.

78. Бернштейн, М.Л. Термомеханическое упрочнение проката. / M.JI. Бершнштейн // Технология автомобилестроения. 1976. -№ 3. - С. 1-5.

79. Д-р Вюнич. Технология изотермического отжига. / Д-р Вюнич. М.: ЗИЛ, 1977.-35 с.

80. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. / Ю.П. Адлер, Ю.М. Грановский, Е.П. Маркова.- М.: Машиностроение, 1979. 288 с.

81. Прудковский, Б.А. Зачем металлургу математические модели? / Б.А. Прудковский. М.: Наука, 1989. - 192 с.

82. Чичнев, Н.А. Методы исследования процессов обработки металлов давлением. / Н.А. Чичнев, А.Б. Кудрин, П.И. Полухин. М.: Металлургия,1977.-312 с.

83. Колмогоров, В:Л. Механика обработки металлов давлением. / В.Л. Колммогоров. М.: Металлургия, 1986.- 688 с.

84. Коршак, В.В. Химическое строение и температурные характеристики полимеров-/ В.В. Коршак. М.: Наука, 1970. - 419 с.

85. Павлова, G.A. Термический анализ органических и высокомолелкулярных соединений / С.А. Павлова, И.В. Журавлева, Ю.И. Толчинский. М.: Химия, 1983. - 120 с.

86. Рабек, Я. Экспериментальные методы в химии полимеров / Я*. Рабек. -М.: Мир, 1983. 4.2. - С. 171-202.

87. Уэндландт, У. Термические методы анализа. / У. Уэндландт. М.: Мир,1978.-258 с.

88. Дедек, В.В'. Закалка стальных полос./ В.В. Дедек. М.: Металлургия, 1977.-248 с.

89. French, H.I. ASST / H.I. French. Transactions ASST. vol. XVII. - 1930, P.84-89.

90. Вишняков, Д.Я. Технология обработки стали. / Д.Я. Вишняков. М.: Московский институт стали, 1948. - 142 с.

91. Смирнов, А.В. Закалка и цементация в жидких средах. / А.В. Смирнов, А.А. Бабошин , Н.И. Масалов. М.: Госметаллургиздат, 1933. - 148 с.

92. Петраш, Л.В. Закалочные среды. / Л.В. Петраш. -Л: Машгиз, 1960. -106 с.

93. Mohr Terry, W. A better way to evaluate quenchants./ W. Mohr Terry// Métal. Progr. 1974. - № 5- P. 85-86.

94. Blanckard, P.M., Properties of quenchants. / P:M. Blanckard // Metallurgia and Metall-Forming. 1973. - № 6. - P: 177-180.

95. Плетнева, H.A. Закономерность испарения капель в сфероидальном состоянии. / H.A. Плетнева, П.А. Ребиндер // Физическая химия. 1946.- Т.20. -№ 9. - С. 961-962.

96. Le- Chateiler, М.Н. Revue de Metallurgie. / M.H. Le- Chateiler // Metyallurgie.- 1994. №1.1.-P.473 -475.

97. Мединский, JT.Б. Непосредственное определение охлаждающей способности среды. / Л.Б. Мединский // Заводская лаборатория. 1959: - № 5. -С. 628-670;

98. Вейенберг, Ф; Приборы и методы физического металловедения. / Ф. Вейенберг. Нью-Йорк, 1970. - 417 с.

99. Гордиенко, Л.К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. / Л.К. Гордиенко. М.: Наука, 1973.- 224 с.

100. Бернштейн, МЛ. Структура деформированных металлов./ М.Л. Бернштейн. М.: Металлургия, 1977. - 432 с.

101. Бащенко, А.П. Термомеханическое упрочнение конструкционных сталей при прокатке на среднесортном стане / А.П. Бащенко, В.Г. Гросвальд, Б.Л-Каневский и др. // Сталь. 1975. - №8. - С. 738-740;

102. Губенко, В.Т. Влияние скорости деформации при ВТМО на структурообразование и механические свойства стали Х18Н10Т. / В.Т. Губенко, М:Ж БернштейщЗ^Т. Жадан//Тр. МИСиС. 1975; - №80.> С.40-43:

103. Григорьев, А.К. Высокотемпературная термомеханическая обработка аустенитной хромоникелевой стали. / А.К. Григорьев, Г.Е. Коджаспиров, JIJI. Мадорский, Ю.Г. Сергеев // Вопросы судостроения. 1978. - № 26. - С.57-62.

104. Штейнберг, М.Т. Влияние ВТМО с малой скоростью деформации на жаропрочность стали X18H10T / М.Т. Штейнберг, М.А. Смирнов, A.M. Толстов, Ю.П. Буланов // Свойства и применение жаропрочных сплавов. М.: Наука, 1966.-271 с.

105. Сурков, Ю.П. Влияние длительных нагревов на структуру хромоникельмарганцовистой аустенитной стали, подвергнутой ВТМО. / Ю.П. Сурков, Ф:Н; Берсенева, E.H. Соколков // Физика металлов и металловедение. -1969.-№28.-С. 1007-1011.

106. Григорьев, А.К. Исследование разупрочнения стали при прокатке в режимах ВТМО. / А.К. Григорьев, Г.Е. Коджаспиров // Изв. вузов. Черная металлургия. 1978. - №8. - С. 102-105.

107. Берштейн, М;Л.Изменение внутреннего трения пружинной стали под влиянием термомеханической обработки. / М.Л. Бернштейн, В.Ф. Васильков,. С.А. Гусейнов и др. // Изв. АН СССР. Металлы,. -1975. №1. - С. 122-125.

108. Винников, Я.Я. Наследование мартенситом дислокационной структуры аустенита. / Я.Я. Винников, JI.M. Утевский // Металловедение. М.: Наука, 1971. - С.438-441.

109. Синельников, М.И. Механизм образования зубчатости на границах зерен при горячей пластической деформации / М.И. Синельников, Я.И. Спектор, К.И. Мурина, Н.В. Тихий // Физика металлов и металловедение. -1973.-№36.-С. 420-423.

110. Бернштейн, M.JI. Современное состояние вопроса термомеханического упрочнения стали. / М.Л. Бернштейн // Металловедение. -М.; Наука, 1971. С. 94-100.

111. Пучков, Б.И.Свойства алюминиевой бронзы после повторной поперечной деформации. / Б.И. Пучков, А.Г. Рахштадт, И.Л. Рогельберг // Металловедение и термическая обработка металлов. 1969. - №6. - С.36-39.

112. Пучков, Б.И. Исследование влияния деформации и отжига га анизотропию предела упругости сплава меди с 7% Al. / Б.И. Пучков, А.Г. Рахштадт, И.Л. Рогельберг. // ФММ. 1962. - т. 13. - № 5. - 728 с.

113. Смирнов, B.C. Сопротивление деформации и пластичность металлов. / B.C. Смирнов, А.К. Григорьев, В.П. Пакудин. М.: Металлургия, 1975. - 272 с.

114. Синельников, М.И. Кинетика разупрочнения и структура аустенита при горячей пластической деформации / М.И. Синельников, Я.И. Спектор, Н.В. Тихий и др. // Физика металлов и металловедение. 1974. - т.38. - №7. - С. 1250-1255.

115. Laslay Stanley, В. Metall quenching with cils and synthetic malia / B. Laslay Stanley // Ind. Heat.- 1976. №10. - C. 8-14.

116. Гончар, В.И. Влияние промежуточных структур на свойства конструкционных сталей. / В.И. Гончар В.И. и др. // Изв. Вузов.: Машиностроение. 1966. - №1. - С. 149.

117. Гуляев, А.П. Влияние продуктов превращения на сопротивление разрушению улучшаемой конструкционной стали. / А.П. Гуляев и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. -№7.-С. 60-67.

118. Кобаско, Н.И. Закалка стали в жидких средах под давлением. / Н.И. Кобаско. Киев: «Наукова Думка», 1980. - 203 с.

119. Кобаско, Н.И. Оценка охлаждающей способности закалочных сред с использованием характеристик процесса кипения. / Н.И. Кобаско, Д.М. Констанчук // Металловедение и термическая обработка металлов. -1973. -№10.- С.21-26.

120. Приходько, B.C. Охлаждающие среды для закалки. / В".С. Приходько.- М.: Машиностроение, 1977. 32 с.

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

122. Головин, Г.Ф. Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева. / Г.Ф. Головин, Н.В. Зимин. -Л.: Машиностроение, 1979. — 120 с.

123. Бернштейн, М.Л. Диаграммы горячей деформации, структура и свойства сталей. / М.Л. Бернштейн и др. М.: Металлургия, 1989. - 543 с.

124. Гуляев, А.П. Образование трещин при термической обработке стальных изделий. / А.П. Гуляев, С.П. Якушев // Станки и инструмент. 1961. -№8. - С.27-29.

125. Конторович, Л.В. Приближенные методы высшего анализа. / Л.В. Конторович, В.И. Крылов. М.: Физматгиз, 1962. - 242 с.

126. Малинкина, Е.И. Образование трещин при термической обработке стальных изделий. -М.: Машиностроение, 1965. 173 с.

127. Демичев, А.Д. Высокочастотная закалка. / А.Д. Демичев, Г.Д. Головин, С.В. Шашкин. М.: Машиностроение, 1965. — 88 с.

128. Богатырев, Ю.М. Влияние скорости охлаждения на образование трещин при закалке. / Ю.М. Богатырев, A.C. Шкляров, К.З. Шепеляковский // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1967. -№4.- С. 15-17.