Исследование структуры малоуглеродистой стали после высокочастотной закалки

В технологии современного машиностроения все более широкое распространение находит прогрессивный метод поверхностной закалки стальных деталей при индукционном нагреве токами высокой частоты. т.к. к настоящему времени назрела техническая необходимость в новых, более совершенных, чем прежние, методах местного упрочнения металла.

---

Собираетесь заказать дипломную работу по торговле, но не знаете где? Обращайтесь в Work5! Мы выполним дипломную работу по всем вашим требованиям.

---

. Развитие металлургии и ответственного машиностроения, необходимость создания легких и прочных конструкций требовали разработки высокопроизводительного метода способного обеспечить серийное и массовое производство таких конструкций, поэтому применение токов высокой частоты в электротермии в последнее несколько десятилетий получило дальнейшее развитие. По-прежнему остается наиболее распространенной поверхностная закалка, разработанная в 1935 г. проф. В.П. Вологдиным. При этом виде термической обработки не требуется больших затрат электрической энергии; осуществление такой обработки стало возможным практически на всех машиностроительных заводах. В воздании и дальнейшей разработке вопросов металловедения высокочастотной термической обработки большую роль сыграли работы К.А. Малышева, В.А. Павлова, А.С. Завьялова, И.Н. Кидина, К.З. Шепеляковского, В.Г. Гриднева, К.Ф. Стародубова, В.Д. Садовского, М.Г. Лозинского и многих других. В последние годы, огромное количество отечественных работ в данной важнейшей области, но в большинстве случаев в них изучаются лишь электротехнические вопросы метода высокочастотной закалки в точки зрения повышения коэффициента действия генератора. Не отрицая исключительной важности рационального подбора электротехнических агрегатов для осуществления высокочастотной закалки, становится понятным, что одностороннее рассмотрение этих вопросов, оторванное от теории и практики металловедения и термической обработки, мало способствует широкому и правильному внедрению этого метода. Поэтому важной проблемой в настоящее время является выяснение причин влияния высокочастотной закалки на структуру и свойства стали и определению условий, при которых она дает наилучшие результаты. Целью настоящей дипломной работы является изучения влияния высокочастотной закалки на структуру малоуглеродистых улучшаемых сталей. В связи с поставленной целью в работе планируется изучить: а) основные теоретические положения по термической обработке токами высокой частоты малоуглеродистых сталей; b) установить взаимосвязь физико-механических свойств исследуемой стали с ее структурой; c) обозначить пути и перспективы применения данного метода термической обработки.

В работе было изучено влияние предварительной закалки при температуре 860°С, охлаждение в масле и последующий отпуск при 500°С на структуру и свойства малоуглеродистой стали 40Х. Было установлено: 1) Указанные режим термической обработки позволяет добиться твердости стали, которая изменяется от 170 до 600 HV в зависимости от расстояния от поверхности исследуемого образца; 2) Данная термическая обработка обеспечивает высокую поверхностную твердость и вязкую сердцевину для детали, обеспечивая структуру сорбит отпуска на поверхности детали и феррито-перлитную структуру в ее сердцевине, что является благоприятной структурой для деталей, работающих при усталостных (знакопеременных) нагрузках; 3) Дальнейшее применения методов высокочастотной закалки необходимо усовершенствовать, варьируя такие параметры термической обработки как температура и скорость нагрева под закалку, температура и режим отпуска стали, а также рационально подбирать скорость и среду охлаждения; 4) Важнейшей и сложной проблемой является изучение природы необратимой, как принято называть в литературе, отпускной хрупкости, которая представляет собой сложную металловедческую проблему, нуждающуюся в решении в 21 веке.

1. Гуляев А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. – М. : Металлургия, 1948. – 556 с. 2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов : учеб. для ВУЗов / Ю.М. Лахтин. – М. Металлургия, 1983. – 360 с. 3. Корягин Ю.Д. Индукционная закалка сталей: учеб.пособие / Ю.Д. Корягин, В.И. Филатов. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. – 52 с. 4. Новиков И.И., Золоторевский В.С., Портной К.К. Металловедение: учеб.для ВУЗов. В 2-х т. Т.II Коллектив авторов / под общ. ред. В.С. Золоторевского. – М.: Издательский Дом МИСиС, 2009. – 528 с. 5. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. и др. Материаловедение / Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001. – 648 с. 6. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с. 7. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловдение и термическая обработка 8. Шаповалов В.И. - В кн.: Водородное материаловедение и химия гидридов металлов: Сборник трудов VI международной конференции. - Ялта: ADEF-Ukraine, 1999. С. 213. 9. Тарасов Б.П., Фокин В.Н., Клянкин С.Н. и др. - В кн.: Водородное материаловедение и химия гидридов металлов: Сборник трудов VI международной конференции. -Ялта: ADEF-Ukraine, 1999. С. 108. 10. Галактионова Н.А. Водород в металлах/ Н.А. Галактионова. - М.: Металлургиздат, 1959. - 256 с. 11. Гельд П.В., Рябов РА. Водород в металлах и сплавах/ П.В. Гельд, РА. Рябов. - М.: Металлургия, 1974. - 272 с. 12. Х.Дж.Гольдшмидт Сплавы внедрения: выпуск 2, перевод с англ. С.Н. Горина и др., под ред. д.т.н. Н.Т.Чеботарева/ Х.Дж.Гольдшмидт. - М.: Мир, 1971.-464 с. 13. 8. Гудремон Э. Специальные стали: перевод с немецкого, под ред. А.С. Займовского и М.Л. Бернштейна, в 2-х т.Т.2 Легированные стали (продолжение)/ Э. Гудремон. - М.: Металлургиздат, 1960. - 682 с. 14. Колачев БА. Водородная хрупкость металлов/ Б.А. Колачев. - М.: Металлургия, 1985. - 216 с. 15. В. Зайт. Диффузия в металлах / Под ред. В. И. Болтакса. - М.: Изд. 16. Кидин И.Н. Термическая обработка стали при индукционном нагреве. М.: Металлургиздат, 1950. 316 с. 17. Гевелинг Н.В. поверхностная электротермообработка, М.: ОНТИ, 1936. 112 с. 18. Вологдин В.П. Поверхностная индукционная закалка. М.: Оборонгиз, 1947. 243 с. 19. Лозинский М.Г. Промышленное применение индукционного нагрева. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 470 с. 20. Кидин И.Н. Физические основы электротермической обработки металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1969, 375 с. 21. Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М.: Машиностроение, 1972. 287 с. 22. Шепеляковский К.З. Технология термической обработки стали при индукционном нагреве. М.: Машиностроение, 1973. 52 с. 23. Гамазков С.М. Нагрев деталей для закалки под водой токов высокой частоты, Вестник машиностроения, №11-12, 1945 24. Лозинский М.Г. Новый метод поверхностной закалки стали при индукционном высокочастотном нагреве под водой, Известия АН СССР, в.4 1946 25. Савицкий Е.М. – Перспективы развития металловедения // Металлы. – 1970. - №6. 26. Большакова М.Ю. Исследование влияния состава и структуры упрочненного поверхностного слоя на долговечность тяжелонагруженных зубчатых колес: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Пермь, 2011. – 36с. 27. Осоков М.А. Упрочнение деталей рациональным сочетанием процессов горячего пластического формообразования и скоростной термообработки: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Набережные Челны, 2011. – 40с. 28. Давыдов А.В. Повышение качества валков станов холодной прокатки на основе совершенствования технологии их термической обработки: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Магнитогорск, 2009. – 33 с. 29. Кидин И.Н. Влияние высокочастотной закалки на структуру и твердость углеродистой стали // Сталь. – 1948. - №6 30. Блантер М.Е. Образование аустенита и структура закаленной стали, ВНИТОМаш, Машгиз, 1948 31. Малышев К.А. Павлов С.С. Влияние электронагрева при закалке на структуру и механические свойства стали марок 48Х и 43ХНЗМ, Труды Института физики металлов УФАН, в.9, 1946 32. Шапошников Н.А. Механические испытания металлов. 2-е изд. – М. – Л.: Мишгиз, 1954. – 436 с. 33. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. 3-е изд. Ч.2. – М.: Мишиностроение, 1974. – 368 с. 34. Тимощук Л.Т. Механические испытания металлов. – М.: Металлургия, 1971. – 224 с. 35. Зилова Т.К., Новосильцева Н.И. // Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Т.2. – М.: Металлургия, 1971. – 224 с. 36. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. – М.: Машгиз, 1979. – 190 с. 37. Лаборатория металлографии. 2-е изд. / Е.В. Панченко, Ю.А. Скаков, Б.И.Кример и др. – М.: Металлургия, 1965. – 439 с. 38. Коваленко В.С, Металлографические реактивы: справочник, 3-е изд. – М.: Металлургия, 1981. – 120 с. 39. Буряковский Г.А., Мининзон Р.Д. Поверхностные дефекты легированных сталей. – М.: Металлургия, 1987. – 158с. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Справочное пособие в трех томах. Под ред. А.Т.Туманова. Физические методы исследования материалов. Том 1. Под ред. С.Т.Кишкина. - М.: Машиностроение, 1971. – 554 с. 40. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов .-М.: Металлургия, 1980.-320с.