Технічні науки/8.Обробка матеріалів в машинобудуванні

Гончаренко М. В.

Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна

Керування процесом термоциклічної обробки відновлених деталей

Важливим питанням використання ТЦО відновлених деталей є визначення оптимальної кількості термоциклів, оскільки це, з одного боку, впливає на енергетичні витрати процесу, а з іншого - визначає його якісні показники. Проведення стандартних механічних випробувань найчастіше не дає точних результатів, бо в більшості своїй не є структурно чуттєвими в достатнній мірі, а використання високих технологій (спектральний, рентгеноструктурний, електронно-оптичний аналізи) є дуже коштовним.

Вдалим виявилося використання для оптимізації процесу ТЦО вимірювання внутрішнього тертя.

Для цього в зоні відновленої деталі готують вимірювальну площину площею 1-5 мм². Після проведення певної кількості термоциклів на вимірювальну площину з допомогою акустично проникненої склейки встановлюється кварцовий перетворювач, з’єднаний з вимірювачем добротності і вимірюється величина внутрішнього тертя.

Експериментально встановлено, що величина амплітудо-незалежного високочастотного фону внутрішнього тертя у відновлених деталях зменшується зі збільшенням кількості термоциклів. Періодично виконуючи вказані вимірювання, при збільшенні кількості термоциклів визначають момент досягнення мінімального значення фону внутрішнього тертя, а відповідне цьому значення кількості термоциклів уважають оптимальним [1, 2, 3]. При необхідності встановлення чисельних значень стандартних параметрів, наприклад ударної в’язкості, використовують експериментально визначені залежності.

Так, наприклад, ТЦО піддають відновленю наплавленням деталь зі сталі 40. Якість ТЦО контролюють по фону внутрішнього тертя. Отримана залежність показала, що мінімум величини фону внутрішнього тертя досягається при п’яти термоциклах. Подальше збільшення термоциклів веде до погіршення механічних властивостей.

Проведені випробування зразків на ударний згин в аналогічних умовах термообробки показали, що оптимальною кількістю термоциклів є 7-9. Це пов’язане з меншою структурною суттєвістю ударної в’язкості. 3 метою отримання стандартних параметрів механічних властивостей установлюють залежність між стандартними параметрами та величиною внутрішнього тертя для матеріалів, які цікавлять.

При поліномізації експериментальних результатів вимірювання внутрішнього тертя ударної в’язкості здобуто залежність параметрів, що розглядаються, один від одного, яка є лінійною й може бути подана у вигляді формули 1.

(1)

де KCV_p - ударна в’язкість

α_i і β_i - коефіцієнти поліномізації, їх значення наведені в табл. 1.

Q_ф^-1 - внутрішнє тертя

Таблиця 1

Коефіцієнт α_і і β_і програми поліномізвції

Марка сталі	Зона	αі	Δαі	βі	Δβі
Вст.3	Наплавка	853	31,3	7,11	0,318
	ЗТВ	2320	4,76	21,6	0,0482
40	Наплавка	1410	7,0	13,0	0,0707
	ЗТВ	1400	3,26	13,8	0,131
40Х	Наплавка	1820	14,4	17,0	0,145
	ЗТВ	2300	8,97	21,8	0,0909
65Г	Наплавка	4220	6,08	41,7	0,115
	ЗТВ	3570	12,2	35,0	0,122

Здобута залежність дає змогу оцінювати значення ударної в’язкості й пов’язані з цим параметром властивості за рівнем внутрішнього тертя (рис. 1) з необхідною точністю. Це дозволяє суттєво спростити технологію проведення міцнісних випробувань без необхідності виготовлення спеціальних зразків.

Рис. 1 Взаємозв’язок ударної в’язкості фону та внутрішнього тертя;

__________ наплавка; _ _ _ _ _ _ _ ЗТВ;

1, 2- стальВст.3; 3, 4 – сталь 40; 5, 6 – сталь 40Х; 7, 8 –сталь 65Г

Література:

1. Постиков В. С. Внутреннее трение в металлах. – М: Металлургия, 1969.- 330 с.

2. Коровайченко Ю. Н. Оценка влияния термоциклической обработки на комплекс физико-механических сварных соединений методом внутреннего трения // Конструирование и технология производства сельскохозяйственных машин. – К.: Техніка, - 1981. – вып. 2. – С. 17-18.

3. Коровайченко Ю. М., Гончаренко М. В. Вплив композиційних матеріалів на внутрішнє тертя. Наукові нотатки // Міжвузівський збірник. – Луцьк.: ЛП, 1996. – С. 59-61.