Формування структури поверхневого композитного шару з підвищеними фізико-механічними властивостями у литих високолегованих залізних сплавах при комплексній хіміко-термічній обробці

Короткий зміст

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі представлено загальну характеристику роботи: обґрунтовано актуальність теми, визначено мету, задачі, об’єкт, предмет і методи досліджень, висвітлено наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, особистий внесок здобувача, публікації, апробацію отриманих результатів дисертації, а також структуру дисертації.

У першому розділі наведено огляд літературних джерел з питань закономірностей формування структури та властивостей у високолегованих залізних сплавах при комплексній хіміко-термічній обробці. В роботі проаналізовані основні технологічні напрямки вдосконалення структури різального інструменту, що відображено в роботах таких вчених як Геллер Ю.О., Таран Ю.М., Мовчан В.І., Чаус О.С., Позняк Л.О., Кремнєв Л.С., Калинушкін Є.П. та ін. Аналіз наявних літературних даних показав, що хіміко-термічна обробка є добре відомим засобом поверхневого зміцнення інструменту різноманітного призначення. Це дозволяє уникнути карбідної неоднорідності, яка притаманна литим швидкорізальним сталям. При навуглецюванні низьковуглецевих матричних сплавів в поверхневому шарі виробу формуються двофазні композиційні структури, в яких мартенситна матриця армована волокнистими карбідами, що дозволяє значно підвищити механічні та експлуатаційні властивості. Процес виплавки низьковуглецевої швидкорізальної сталі пов’язаний з труднощами, оскільки шихта складається на 50% з брухту інструменту. Це викликає необхідність розробки вдосконаленої технології.

В розглянутих роботах не достатньо вивчені закономірності формування структури у високолегованих залізних сплавах, що пов’язані з перебігом евтектоїдного і перитектоїдного перетворень в ізотермічних умовах.

У результаті аналізу літературних даних визначені етапи рішення актуальної науково-технічної задачі – вивчення закономірностей структурних і фазових перетворень при комплексній хіміко-термічній обробці у високолегованих залізних сплавах та розробка, на підставі отриманих результатів, технологій виробництва литого металообробного інструменту з композитним поверхневим шаром.

У другому розділі наведені дані про матеріал і методики дослідження. Матеріалом служили литі сплави 20Р18 і 20Р6М5, а також стандартні швидкорізальні сталі Р18 і Р6М5. При проведенні досліджень окрім відомих методик та обладнання були сконструйовані спеціальні лабораторні установки. Особливістю яких є можливість варіювати режимами хіміко-термічних обробок у широких межах для одержання заданої структури в поверхневому шарі виробу.

У третьому розділі досліджено структурні та фазові перетворення при зневуглецюванні литих високолегованих залізних сплавів 20Р18 та 20Р6М5.

Підвищення вмісту вуглецю до 2% у високолегованих залізних сплавах дозволяє збільшити частку евтектичної складової у вихідному литому стані (рис. 1 а, б), що покращує ливарні властивості розплаву та дозволяє проводити технологічні операції в рідко-твердому стані. Зневуглецювання є необхідною операцією для отримання феритної структури в поверхневому шарі литого високолегованого залізного сплаву, потрібної для здійснення подальших обробок, що призводять до формування структури природного композиту на поверхні металорізального інструменту, яка забезпечує високі експлуатаційні властивості виробу.