Багров Валерій Анатолійович. Підвищення стійкості штампів відновленням економнолегованими сплавами системи Cr-Mn-Mo-Ti на основі заліза

brief description

Багров Валерій Анатолійович. Підвищення стійкості штампів відновленням економнолегованими сплавами системи Cr-Mn-Mo-Ti на основі заліза : Дис... канд. наук: 05.02.01 2002

Багров В.А. Підвищення стійкості штампів відновленням економнолегованими сплавами системи Cr-Mn-Мо-Ti на основі заліза. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.02.01 - Матеріалознавство. Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків; 2002 р.
Дисертація присвячена питанням зниження енерго- і ресурсовитрачань при відновленні металообробного інструменту.
В даний час проблема підвищення зносостійкості за рахунок застосування економнолегованих сплавів є актуальною задачею.
Об'єктом дослідження в дисертаційній роботі є процес підвищення зносостійкості сплавів для відновлення інструменту штампів гарячої обробки металу.
У результаті проведених досліджень установлено взаємозв'язок між застосуванням карбідної фази із структурою, зносостійкістю та теплостійкістю. Показано вплив засобу утворення карбідів TiС (екзогенний чи ендогенний) і технології наплавлення на їх розподіл в об’ємі наплавленого металу.
На основі критеріїв механіки руйнування показано вплив температури на інтенсивність зношування.
Проведені виробничі випробування наплавленого інструменту на АТ "Світло шахтаря", м. Харків і ВАТ Артеммаш "Победа труда", м. Артемівськ, показали позитивні результати. Економічний ефект склав 84 тис.грн.

1. На основі виконаних досліджень розроблені економнолеговані зносостійкі сплави і технологія їх нанесення для відновлення ритин матриць штампів гарячої обробки металу. Використання цих сплавів і технології їх нанесення забезпечує зниження енерго- та ресурсозатрат та підвищення довговічності штампового інструменту.
2. Встановлено, що підвищенню теплостійкості i зносостійкості сприяє збільшення змісту фази [ТіС] і її рівномірний розподіл. Перерозподіли карбідної фази, які проходять в результаті старіння та деформацій i підвищених температур при терті, є одними із основних факторів підвищення контактної міцності та мікропластичності поверхневих шарів досліджуваних сплавів систем Cr-Mn-Ti та Cr-Mn-Mo-Ti на основі заліза.
3. Встановлено, що екзогенне утворення зміцнюючої фази [TiC] i наплавлення зі знеструмленою присадкою забезпечує рівномірному розподілу карбідів у наплавленому металі. Відвернення зносостійких шарів при наплавлені на інструментальні сталі запобігається зближенням хімічного і фазового складу наплавленого металу і зони проплавлення, зменшенням вільного вуглецю за рахунок карбідоутворення, застосуванням дисперсійного твердіння.
4. На основі експериментальних досліджень механічних властивостей при підвищених температурах i зносостійкості та критеріїв механіки руйнування встановлено, що при температурах 573...773 К i великих відносинах радіусів тріщин до глибини її залягання, відповідальними за руйнування мартенситностаріючих сплавів є механічні i температурні напруги; зі збільшенням температури i зменшенням відношення радіуса тріщини до глибини її залягання, основним фактором, який впливає на руйнування, є нагромаджена пластична деформація.
5. На основі експериментальних досліджень встановлено, що підвищенню зносостійкості і довговічності поверхні інструменту штампів гарячого деформування відповідають сплави, у яких у сполученні з маркою оброблюваного матеріалу сумарна Т.Е.Р.С. наближається до нуля.
6. Розроблена технологія наплавлення обсічних штампів вторичнотвердіючою сталлю 20ХЗГ9М5Т2С, яка забезпечує відсутність тріщин в наплавленому і основному металі, задовільну обробку наплавленого металу різанням, зменшення складності та тривалості термічної обробки матриць.
На основі експериментальних досліджень та виробничих випробувань встановлено, що автоматичне наплавлення зі знеструмленою присадкою збільшує техніко-економічні показники плавлення коефіцієнт наплавлення до 30 г/Аг, доля участі основного металу у наплавленому знижується до 11...14 %, знижує питомі витрати топняка і енергетичні витрати - збільшує удільну енергію на формування шва вище умовної границі сплавлення та тепловий К.П.Д. на 60...70 % та 40...50 %, знижує коефіцієнти відносної маси шлаку на 24...28 %, підвищує коефіцієнти засвоєння легуючих елементів на 70...80 % на відміну від одноелектродного натоплення.
7. Фактичний економічний ефект від впровадження результатів розробок по відновленню штампового інструменту на AT "Світло шахтаря", м. Харків та ОАТ Артеммаш «Победа труда", м. Артемівськ, складає 84 тис. грн., очікуваний народногосподарський економічний ефект з рахунком дисконтування складе 360 тис. грн.