Оценка структуры упрочненного слоя лезвия лемехов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

11. Кисарин, О. А. Трещинообразование в кремниевом стержне большого диаметра [Текст] / В. Н. Яркин, Ю. В. Реков, И. Ф. Червоный // Металлургия. Сб. науч. раб. Запорожье : ЗГИА, 2010. - Вып. 21. - С. 125-131.

12. Беляев, Н. М. Рядно А.А. Методы нестационарной теплопроводности [Текст] / Н. М. Беляев, А.А. Рядно. - М. : Высшая школа, 1978. - 326 с.

13. Слухоцкий, А. Е. Индукторы для индукционного нагрева [Текст] / А. Е. Слухоцкий, С. Е. Рыскин. - Л. : «Энергия», 1974.

- 264 с. с ил.

------------------□ □----------------------

Розглянуто питання зміни структури матеріалу леза лемеша при обробці його вібраційним деформуванням

Ключові слова: мікротвердість, металографічні випробування, вібраційне зміцнення, структура, лезо лемеша

□ □

Рассмотрены вопросы изменения структуры материала лезвия лемеха при обработке его вибрационным упрочнением

Ключевые слова: микротвердость,

металлографические исследования, вибрационное упрочнение, структура, лезвие лемеха

□ □

The questions of changing the structure of the material blade ploughshare handling its vibration hardening

Keywords: microhardness, metallographic investigations, vibration hardening, the structure, the blade ploughshare ------------------□ □----------------------

УДК 612.9-621.98

ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ УПРОЧНЕННОГО СЛОЯ ЛЕЗВИЯ ЛЕМЕХОВ

В. В. Дудник

Ассистент, аспирант Полтавская государственная аграрная академия ул. Сковороды, 1/3, г. Полтава, Украина, 36003 Контактный тел.: (0532) 22-29-81

1. Введение

Одной из важнейших проблем сельскохозяйственного машиностроения является повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин. Недостаточная надежность сельскохозяйственных машин вызывает значительные расходы запасных частей, что повышает затраты на их эксплуатацию и ремонт [1].

Существенная роль в обеспечении ресурса почвообрабатывающих машин отводится разработке и применению прогрессивных технологических процессов, позволяющих значительно улучшить качественные показатели восстанавливаемых лемехов.

В повышении надежности и долговечности рабочих органов машин значительная роль принадлежит упрочняющим обработкам рабочих поверхностей ответственных деталей [2].

2. Постановка проблемы

Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения долговечности почвообрабатывающих органов путем упрочняющих обработок их поверхностей. К числу таких эффективных методов может быть

отнесена технология восстановления и упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин с использованием виброколебаний.

В этой связи особую актуальность приобрели вопросы проведения исследований: по выявлению связей технологических параметров при вибрационной обработке; изменению прочностных характеристик материала деталей при их восстановлении, обеспечивающих необходимую надежность и долговечность.

Поэтому исследования, направленные на создание технологии упрочнения таких деталей с использованием механических колебаний, могут быть отнесены к числу важных и актуальных для агропромышленного комплекса.

3. Анализ основных исследований и публикаций по данной проблеме

Основная задача при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин заключается в выборе эффективной технологии, позволяющей восстановить не только заданные геометрические параметры, но и обеспечить их высокую износостойкость.

Ресурс лемеха определяется скоростью затупления и прочностью материала лезвия. Ширина затылочной стороны фаски на нем не менее 2,5 мм является основным критерием преждевременной выбраковки.

Известно несколько способов упрочнения и восстановления почвообрабатывающих рабочих органов: заточка, оттяжка, закалка, газоплазменная наплавка износостойкими порошками и др. [3-5].

Указанные способы в виду недостаточного высокого качества восстановления, довольно высокой сложности и стоимости не нашли пока должного применения в сельском хозяйстве при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин.

Имеются и другие способы восстановления, которые, в основном, применяются в машиностроении и находятся в стадии экспериментальных исследований.

Применяемая технология восстановления должна обеспечивать создание запаса надежности технологического процесса восстановления.

В этом плане представляют особый интерес разработки по упрочнению методом вибрационного деформирования.

4. Результаты исследований

Механические и технологические свойства материала как новой, так и восстановленной детали зависят от его структуры.

Материалом серийно выпускаемых лемехов является сталь Л-53. Ее химический состав представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав лемешной стали Л-53

Содержания компонентов, %

Материал С Мп а S Р

Сталь Л-53 0,47...0,57 0,50.0,80 0,15.0,35 >0,05 >0,04

Механические свойства применяемых лемешных сталей приведены в табл. 2.

Таблица 2

Механические свойства лемешных сталей

Марка стали ,а шС От, МПа 5в, % НВ

Сталь Л-53 640 380 14,0 241

Сталь Б5Т 750 440 9,0 285

Сталь 45 610 360 16 220

Макроструктурные исследования проводилась на образцах, изготовленных из лезвия режущей части лемеха следующих вариантов:

- новых лемехов из стали Л-53;

- новых лемехов из стали Л-53, подвергнутых вибрационному упрочнению;

- восстановленных приваркой сегментов из стали 45 с наплавкой сормайтом;

- восстановленных приваркой сегментов из стали 45 с наплавкой сормайтом с последующим вибрационным упрочнением;

- новых лемехов из стали 65Г.

Величина зерна определялась методом визуальной оценки видимых под микроскопом зерен и их сравнением с эталонной школой в соответствии с ГОСТ 5639-82.

Проведенными металлографическими исследованиями установлено, что материал основы в зоне наплавки имеет ферритно-перлитную структуру (рис. 1).

Рис. 1. Микроструктура материала лемеха Л-53, х600

Исследование металлографической структуры в зоне наплавки (рис. 2) свидетельствует об отсутствии каких-либо повреждений.

Рис. 2. Микроструктура границы соединения основного (сталь Л-53) и наплавленного материала, х600

Материал соединения представляет собой границу раздела основного и наплавленного материалов практически без переходной зоны.

Исследования микроструктуры показали, что при вибрационном упрочнении структура металла (рис. 3) формируется более мелкозернистая и равномерная по сравнению со структурой образцов, которые не подвергались вибрационной обработке (рис. 4).

Е

Рис. 3. Микроструктура стали Л-53 после вибрационного деформирования, х400

Рис. 4. Микроструктура стали Л-53 без упрочнения, х400

Исследования изменений микротвердости образцов проведены в различных местах основного и наплавленного материалов с целью выявления их количественных значений по глубине материала образцов.

Установлено, что по глубине в материале наплавки и основы лемеха после вибрационного упрочнения микротвердость имеет следующие значения (табл. 3).

Таблица 3

Результаты измерения микротвердости

Глубина слоя, мм 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Материала наплавки

Микротвердость, Н/мм2 740 535 422 350 306

Материала основы лемеха

Микротвердость, Н/мм2 619 466 380 322 280

Результаты измерений твердости по глубине поверхностного слоя лезвия лемеха в зависимости от технологии восстановления и марки стали показаны на рис. 5.

Как видно из рисунка, изменение твердости по глубине материала лемехов для указанных видов восстановления носит идентичный характер.

Твердость материала на поверхности лезвия лемеха в зависимости от технологического процесса восстановления составила: восстановленных приваркой сегментов из стали 45 с наплавкой сормайтом и вибрационным упрочнением - 57.59 НЯС; новых лемехов из стали Л-53, подвергнутых вибрационному упрочнению - 66.68 НЯС; новых лемехов из стали 65Г и упрочненных вибрационным деформированием

- 71.74 НЯС.

3 /т

/ / х/'1

10 1,5 го к т

Рис. 5. Изменения твердости по глубине в зависимости от метода восстановления лемеха: 1 — восстановление приваркой сегментов из стали 45 с наплавкой сормайтом и виброупрочнением; 2 — новых лемехов из стали Л-53, подвергнутых виброупрочнению; 3 — новых лемехов из стали 65Г, подвергнутых вибрационному упрочнению

Твердость образцов лемехов, восстановленных приваркой шин из стали 45 и вибрационным упрочнением в 1,23.1,35 раза выше твердости лемехов из стали 65Г без вибрационного упрочнения.

Анализ полученных характеристик твердости материала лезвия лемехов показывает, что значительное влияние на рассматриваемые характеристики оказывают как режимы процесса наплавки, та и вибрационного упрочнения.

5. Выводы

Проведенные исследования позволяют заключить:

- при вибрационном деформировании микроструктура металла более мелкозернистая и равномерная;

- в результате вибрационного воздействия на наплавленный металл на 23.35% возрастает твердость обработанной поверхности лезвия лемеха;

- изменение твердости материала лезвия испытанных образцов по глубине носит идентичных характер.

Литература

1. Постанова Кабінету Міністрів від 30 травня 2007 р. №785 “Про затвердження Державної програми реалізації технічної по-

літики в агропромисловому комплексі на період до 2011 р.”.

2. Проблеми реалізації технічної політики в агропромисловому комплексі / за ред. Я.К. Білоуса. - К.: ННУ “ІАЕ”, 2007.

- 215 с.

3. Беликов И.А. Повышение долговечности рабочих органов плуга керамическими материалами: Автореф. дис. канд. техн. наук / И.А Беликов. - М.: 2002. - 20с.

4. Гончаренко В.В. Восстановление и упрочнение режущей кромки лемеха пайкой металлокерамических пластин / В.В. Гончаренко, А.В. Фебряков, Ю.А. Кузнецов, М.Г. Дегтярев // Механизация и электрификация сельского хозяйства.

- 2006. - №11. - С. 21-22.

5. Верхуша В. Не поспішайте вибраковувати леміш / В. Верхуша, О. Боятян // АПК. Наука, Техника, практика. - №9. - С. 19.

-------------------□ □-----------------------

Досліджено вплив умов поліморфного перетворення заліза (0,06% С) на його деформацію в атмосфері водню. Проаналізовано можливі механізми формозміни при динамічній над пластичності Ключеві слова: водень, поліморфні перетворення, надпластічність

□ □

Исследовано влияние условий полиморфного превращения железа (0,06% С) на его деформацию в атмосфере водорода. Проанализированы возможные механизмы формоизменения при динамической сверхпластичности

Ключевые слова: водород, полиморфные превращения, свехпластичность

□ □

This article represents the influence of conditions of polymorphic transformation of iron (0,06% C) on the deformation in a hydrogen atmosphere. The mechanisms of dynamic superplasticity were analyzed

Key words: hydrogen, polymorphic transformation, superplasticity -------------------□ □-----------------------

УДК 669.11:620.19З.55

ДИНАМИЧЕСКАЯ СВЕХПЛАСТИЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗА В АТМОСФЕРЕ ВОДОРОДА

А.В. Толстенко

Кандидат технических наук, доцент Кафедра “Физика и материаловедение” Днепропетровский государственный аграрный

университет

ул. Ворошилова, 5, г. Днепропетровск, 49000 E-mail: [email protected]

1. Введение

Развитие, обобщение и приведение в единую систему различных механизмов динамической сверхпластичности - непременное условие совершенствования практического применения этого явления.

Одним из первых эффект описал А.Совер [1], для железа, подвергнутого испытаниям на кручение в условиях температурного градиента.

Было установлено, что железо при полиморфных а-^у превращениях имеет пластичность, которая превышает пластичность у-фазы при более высокой температуре.

Термин «свехпластичность» был предложен А.А.Бочваром [2] для обозначения пластичности сплавов А1^п в процессе эвтектоидного превращения, которая превышала пластичность исходных компонентов.

В настоящее время установлено, что повышенная деформация наблюдается в ультромелкозернистых

сплавах (структурная сверхпластичность), а также при аллотропических превращениях (динамическая сверхпластичность) металлов и сплавов.

2. Анализ исследований и публикаций

Проанализируем эксперименты, в которых описана динамическая сверхпластичность при термоци-клировании вокруг температуры а-^у превращения в железе.

М.Г. Лозинский и И.С.Семенова [3] термоциклиро-вали образцы технически чистого железа при температуре 1073-1273 К. Локальная деформация наблюдалась в тех частях образцов, где проходило а-^у превращение. С увеличением числа термоциклов размер зерна уменьшался. Эффект формоизменения авторы связывали с разрушением межатомных связей при фазовых превращениях, когда атомы совершают переход на новые позиции.

уз