DOI: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-635-641


УДК669.14-15:621.78

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ КОЛЕБЛЮЩЕГОСЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕРМОУПРОЧНЕННЫХ ОБРАЗЦОВ СТАЛИ 40Х

Ильина Е. Е., Продан Н. В., Вологжанина С. А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Ильина Е.Е., Продан Н.В., Вологжанина С.А. Использование пульсаций давления колеблющегося газового потока для обработки термоупрочненных образцов стали 40х // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 4. С. 635–641. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-635-641

Аннотация

Предмет исследования.Представлен опыт применения усовершенствованной технологии аэроакустической обработки материалов для повышения ударной вязкости образцов конструкционнойстали марки 40Х. В основе метода лежит воздействие на образец пульсирующего воздушного потока, содержащего колеблющиеся ударно-волновые структуры. В результате в образце возникают так называемые волны Максвелла, которые могут привести к благоприятному изменению микро- и субструктуры, а также фазовой структуры, в частности, в закаленных сталях. Полученных изменений может оказаться достаточно для повышения ударной вязкости и снижения опасного уровня остаточных напряжений, возникающих в процессе предшествующих обработок. Это способствует уменьшению деформации деталей и понижению вероятности их разрушения при дальнейшей обработке или эксплуатации. Достоинством технологии является исключение дополнительной термической обработки, например, релаксационного отжига, служащего для уменьшения остаточных напряжений. Это может оказаться полезным, в частности, для сохранения высокой твердости и износостойкости, полученной при закалке и низком отпуске (около 200 °С), так как релаксационный отжиг, имеющий, как правило, более высокую температуру, приведет к их снижению. В качестве показателя положительного влияния рассматриваемой обработки принято увеличение ударной вязкости образцов. Основные результаты.Определены характеристики и режимы экспериментального акустического излучателя, реализующего аэроакустическую обработку. Проведены эксперименты по оценке влияния аэроакустического воздействия на ударную вязкость широко используемой стали 40Х. Полученные результаты позволяют предполагать, что применение аэроакустической обработкидля упрочненных термической обработкой образцов приводит к увеличению ударной вязкости исследованного материала. При этом сохраняется повышенное значение твердости, полученное после термообработки. Практическая значимость. Результаты работы дополняют полученные ранее экспериментальные данные по аэроакустической обработкеметаллических материалов. Они могут быть использованы (после повышения статистической достоверности данных) при разработке технологии обработки деталей, для которых важно наличие высокой твердости и износостойкости при достаточной ударной вязкости.


Ключевые слова: термическая обработка стали, закалка, отпуск, аэроакустическая обработка, резонатор, генератор акустического из-лучения, волны Максвелла, ударная вязкость

Благодарности. Авторы выражают благодарность Ивановой Т.Б. за проведение фрактографических исследований на базе кафедры НТМ Университета ИТМО и Приходько О.А. за ценные замечания и рекомендации.

Список литературы

1. Булат П.В., Засухин О.Н., Усков В.Н. О классификации режимов течения в канале с внезапным рас-ширением // Теплофизика и аэромеханика. 2012. Т. 19. № 2. С. 209–222.
2. Засухин О.Н., Булат П.В., Продан Н.В. Колебания донного давления // Фундаментальные исследова-ния. 2012. № 3–1. С. 204–207.
3. Ильина Е.Е., Вологжанина С.А., Иванов Д.А. Влияние термоакустической обработки на свойства по-верхностных слоев стальных изделий // Материалы XXII Уральской школы металловедов-термистов. Орск, 2014. Вып. Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов. С. 222–223.
4. Ильина Е.Е., Вологжанина С.А., Иванов Д.А., Иголкин А.Ф., Засухин О.Н. Оценка влияния термоаку-стической обработки на свойства стали 40Х // Материалы XVII межд.научн-практ. конф. Технология упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика. СПб., 2015. С. 292–295.
5. Воробьева Г.А., Иводитов А.Н., Сизов А.М. О структурных превращениях в металлах и сплавах под действием импульсной обработки // Известия АН СССР. Металлы. 1991. №6. С. 131–137.
6. Ерофеев В.К., Воробьева Г.А. Концептуальная модель влияния АТАО на свойства металлических ма-териалов // Металлообработка. 2009. №3. С. 31–38.
7. Ерофеев В.К., Воробьева Г.А. Исследование влияния аэроакустической обработки на структуру инст-рументальных быстрорежущих сталей и сплавов // Металлообработка. 2009. № 6. С. 34–40.
8. Иванов Д.А. Повышение конструкционной прочности металлических материалов путем обработки нестационарными газовыми потоками без предварительного нагрева // Технико-технологические проблемы сервиса. 2011. №4 (18). С. 24–29.
9. Булат П.В., Продан Н.В., Засухин О.Н., Иванов Д.А. Акустический излучатель. Полезная модель №152649. Дата приоритета 28.11.2014.
10. Вагапов И.К., Ганиев М.М., Шинкарев А.С. Теоретическое и экспериментальное исследование дина-мики ультразвуковой виброударной системы с промежуточным бойком // Известия вузов. Машино-строение. 2008. № 5. С. 324.
11. Витязь П.А., Гордиенко А.И., Хейфец М.Л. Проектирование процессов, использующих для упроч-няющей обработки конструкционных материалов концентрированные потоки энергии // Упрочняю-щие технологии и покрытия. 2011. № 1. С. 8–14.
12. Гаврилова Т.М. Контактное трение в зоне деформации при ультразвуковом поверхностном пластиче-ском деформировании // Вестник машиностроения. 2008. № 8. С. 36–39.
13. Киселев Е.С., Благовский О.В. Применение ультразвуковой обработки при изготовлении ответствен-ных деталей // Технология машиностроения. 2011. № 5. С. 33–37.
14. Марочник сталей и сплавов /Под ред. А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2001. 672 с.
15. Новиков И.И. Металловедение. В 2 т. / Под ред. В.С. Золотаревского. Т. 2. М.: МИСиС, 2009. 496 с.
 



Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика