Влияние структуры стали электрошлакового переплава на свойства цементированных и азотированных поверхностей деталей машин

Осуществлен анализ влияния структуры стали электрошлакового переплава (ЭШП) на свойства цементированных и азотированных поверхностей деталей машин. Отмечено, что при использовании ЭШП достигается наибольшая эффективность упрочнения зубьев зубчатых колес как цементацией, так и ионным азотированием. Литая сталь, закристаллизовавшаяся в водоохлаждаемой металлической форме, обладает не только повышенной прочностью (по сравнению с прокатом), но и ускоренной диффузией углерода при цементации и азота при азотировании. Обнаруженные закономерности обусловлены более равномерной структурной и химической однородностью приграничных объемов зерна, в формировании которых особая роль отводится примесной меди. Равномерная концентрация меди в указанных объемах стали ЭШП не только снижает склонность материала к локализации пластической деформации при его деформировании, но и способствует более эффективному формированию упрочненного слоя при азотировании и цементации деталей. Отмеченные особенности являются основой повышения несущей способности крупногабаритных зубчатых колес, получаемых из литых заготовок электрошлакового передела. Проведен комплекс исследований и получены результаты, которые свидетельствуют о том, что управление зернограничными эффектами в стальном современном материале на стадии его кристаллизации может быть существенным фактором повышения характеристик упрочненного слоя при изготовлении цементированных и азотированных зубчатых колес из литых заготовок электрошлакового переплава.

электрошлаковый переплав, структура стали, литая сталь, цементация, азотирование

1. Патон, Б. Е. Электрошлаковый металл / Б. Е. Патон, Б. И. Медовар. – Киев: Наук. думка, 1981. – 680 с.

2. Важник, Л. Н. Повышение сопротивления усталости цементованных зубчатых колес смещением очага разрушения под поверхность / Л. Н. Важник // Вестн. машиностроения. – 1987. – № 9. –С. 6–11.

3. Моисеенко, В. И. Управление структурной однородностью и равнопрочностью конструкционных сталей и деталей машин / В. И. Моисеенко, П. Л. Мариев // Вклад вузовской науки в развитие приоритетных направлений производственно-хозяйственной деятельности, разработку экономичных и экологически чистых технологий и прогрессивных методов обучения: материалы 54-й междунар. науч.-техн. конф.: в 10 ч. – Минск: БГПА, 2000. – Ч. 6. – С. 16.

4. Моисеенко, В. И. Основы структурной равнопрочности стали и элементов крупногабаритных деталей машин / В. И. Моисеенко, П. Л. Мариев. – Минск: Ин-т техн. кибернетики НАН Беларуси, 1999. – 200 с.

5. Куслицкий, А. Б. Неметаллические включения и усталость стали / А. Б. Куслицкий. – Киев: Техника, 1976. – 125 с.

6. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди: справочник / М. Е. Дриц [и др.]. – М.: Наука, 1979. – 248 с.

7. Мариев, П. Л. Повышение конструкционной равнопрочности крупногабаритных деталей и сварных узлов карьерных самосвалов / П. Л. Мариев. – Минск: Ин-т техн. кибернетики НАН Беларуси, 2001. – 180 с.

8. Сусин, А. А. Химико-термическое упрочнение высоконапряженных деталей / А. А. Сусин. – Минск: Беларус. навука, 1999. – 175 с.