- •Ивановский государственный энергетический университет
- •Лекция 1
- •1. Физические основы деформационного упрочнения металлов
- •1.1 Параметры состояние поверхностного слоя деталей машин
- •Субструктура
- •Задание 1.1
- •2.2 Образование и размножений дислокаций
- •Задание 2.1
- •3.2. Физические основы разрушения металлов
- •Задание 3.1
- •4.2.2 Водородное охрупчивание
- •4.2.3 Отличия водородного изнашивания от водородного охрупчивания
- •4.2.4 Методы уменьшения и предупреждения водородного изнашивания
- •4.3 Абразивное изнашивание
- •4.4 Окислительное изнашивание
- •4.5 Изнашивание вследствие пластической деформации
- •4.6 Изнашивание вследствие диспергирования
- •4.7 Изнашивание в результате выкрашивания вновь образуемых структур
- •4.8 Коррозия
- •4.9 Кавитационное изнашивание
- •4.9.1 Гидродинамическое изнашивание
- •4.9.2 Вибрационная кавитация
- •4.10 Эрозионное изнашивание
- •4.11 Схватывание и заедание поверхностей при трении
- •4.12 Изнашивание при фреттинг- коррозии
- •4.13 Трещинообразование на поверхности трения
- •4.13.1 Усталостное изнашивание
- •4.13.2 Трещинообразование термического происхождения
- •4.14 Избирательный перенос при трении
- •4.14.1 Использование избирательного переноса в узлах машин
- •Задание 4.1
- •5.2 Классификация методов отделочно-упрочняющей обработки деталей машин
- •5.2.1 Упрочнение с созданием пленки на поверхности
- •5.2.2 Упрочнение с изменением химического состава поверхностного слоя металла
- •6.2. Расчет глубины деформационного упрочнения поверхностного слоя
- •6.2.1 Расчет приближенного значения накопленной деформации поверхностного слоя
- •Задание 6.1
- •Задание 6.2
- •Лекция 7
- •7. Алмазное выглаживание
- •7.1 Силы, возникающие при алмазном выглаживании
- •7.2 Трение и смазка
- •7.3 Инструменты для выглаживания
- •7.4 Вибровыглаживание
- •Задание 7.1
- •8.2 Азотирование
- •8.3 Термодиффузионное хромирование
- •8.4 Силицирование
- •8.5 Оксидирование
- •8.6 Фосфатирование
- •8.7 Сульфидирование
- •8.8 Гальванические покрытия поверхностей деталей машин
- •8.8.1 Электрическое хромирование
- •8.8.2 Железнение
- •8.9 Электромеханический способ упрочнения детали
- •Задание 8.1
- •9.1 Лазерное упрочнение
- •9.1.1 Лазерная наплавка
- •9.1.2 Лазерное оборудование
- •9.2 Электронно-лучевая обработка
- •9.2.1 Электронно-пучковое оборудование
- •9.3 Методы детонационного и плазменного нанесения покрытий
- •9.3.1 Оборудование для детонационного нанесения покрытия
- •9.3.2 Плазменное поверхностное упрочнение деталей
- •9.3.3 Оборудование для плазменного упрочнения деталей
- •Техническая характеристика установки мпу-4:
- •9.3.4 Технологические варианты плазменного упрочнения деталей
- •Задание 9.1
- •10.2 Ионное распыление
- •10.3 Магнетронное распыление
- •10.4 Ионное осаждение покрытий
- •10.5 Ионно-диффузионное насыщение
- •10.6 Ионное легирование (имплантация)
- •Задание 10.1
- •Задание 10.2
- •Лекция 11
- •11. Магнитное упрочнение деталей машин
- •11.1 Методы магнитной обработки
- •11.2 Сущность магнитной обработки
- •Задание 11.1
- •12.1.1 Выбор материалов для трущихся деталей
- •12.1.2 Выбор материалов при конструировании узлов трения
- •12.1.3 Числовые критерии работоспособности материалов в парах трения
- •12.1.4 Правила сочетания материалов
- •12.1.5 Пористость материала
- •12.1.6 Расположение материалов пар трения по твердости
- •12.1.7 Замена в узлах машин трения скольжения трение качения
- •12.1.8 Учет температурных деформаций детали
- •12.1.9 Способы установки узлов, уменьшающие дополнительные нагружения при монтаже и в эксплуатации
- •12.1.10 Защита рабочих поверхностей пар трения от загрязнения
- •12.2 Методы повышения износостойкости деталей и узлов трения машин в эксплуатации
- •12.2.1 Изменение свойств смазочного материала при эксплуатации
- •12.2.2 Отложения на деталях и в смазочной системе
- •12.2.3 Пенообразование
- •12.2.4 Обкатка машин
- •Задание 12.1
- •Ответ 5.1
- •Ответ 7.3
- •Ответ 11.2
- •Ответ 12.1
- •Ответ 12.2
Задание 7.1
Перечислите свойства алмазного выглаживания.
Задание 7.2
Чем определяется микрорельеф после выглаживания?
Задание 7.3
Преимущества вибровыглаживания перед выглаживанием.
Лекция 8
8. Химико-термическая обработка рабочих поверхностей деталей
8.1 Цементация
Цементация- процесс насыщения углеродом поверхностного слоя деталей из малоуглеродистой (до 0,3% С) стали в целях придания ему большей твердости при достаточно вязкой сердцевине детали.
В зависимости от среды, в которой протекает процесс, различают цементацию:
а) в твердом;
б) в газообразном;
в) жидком карбюризаторе.
Глубина цементации – 0,5…2,3 мм.
Средняя скорость науглероживания – 0,08…0,1 мм/ч.
Температура – 950…980 0С.
В соответствии с изменением содержания углерода по глубине цементованный слой можно разделить на три зоны:
заэвтектоидная (перлит + тонкая сетка цементита). С = 1 – 1,1%;
эвтектоидная (перлит). С = 0,85%;
доэвтектоидная (перлит + феррит).
Детали, прошедшие цементацию в твердом карбюризаторе, подвергают термической обработке, виды и режимы которой определяют маркой стали, глубиной цементации, назначением детали и ее конфигурацией.
Преимущества газовой цементации перед твердой:
продолжительность процесса уменьшается в 1,5- 2 раза;
снижается себестоимость производства;
регулирование цементованного слоя и содержания углерода;
механизация процесса.
Жидкостную цементацию производят в расплавленных солях, содержащих активные добавки SiC и NaCN при температуре 820 – 900 0С.
Время – 20…40 мин.; - толщина цементованного слоя – 0,1- 0,2 мм.
Время – до 2 часов; - толщина цементованного слоя – до 0,6 мм.
Применяют для мелких деталей.
Недостаток:неравномерность глубины цементации.
Преимущества:
возможность производить закалку деталей непосредственно после цементации;
отсутствие окалины и обезуглероживания поверхности.
8.2 Азотирование
Азотирование – процесс насыщения азотом поверхностного слоя деталей, изловленных из черных металлов.
Качество азотированного слоя определяется соотношением в нем структурных фаз, зависящим от состава стали, температуры азотирования, времени выдержки, степени диссоциации аммиака.
Легирующие элементы: (алюминий, хром, молибден, ванадий) образует с азотом твердые и стойкие нитриды. Азотированию подвергают стали, содержащие в качестве легирующих элементов по крайней мере алюминий и хром.
Температура азотирования – 500 0С;
Скорость дифундирования азота вглубь – 0,01 мм/ч.;
Время – 60-70 часов, глубина азотированного слоя – 0.6…0,7 мм.
Преимущества:
азотированная поверхность обладает устойчивостью против коррозии на воздухе, в пресной воде, в паровоздушной среде, в газовой среде.
Недостатки:
при азотировании детали увеличиваются в размерах и могут деформироваться. Поэтому азотированные детали подвергают либо полированию, либо шлифованию.
Применение:для изделий, от которых требуется высокая циклическая прочность, большая твердость, износостойкость (коленчатые валы, цилиндры двигателей, поршневые кольца, седла клапанов, борштанги и др.).