Упрочняющие технологии и покрытия

Номер: 2008 / 12

Общие вопросы упрочнения

Общие вопросы упрочнения

1. Фрактография поверхности чугунных прокатных валков после плазменного упрочнения и эксплуатации

   Surface fractography of cast iron rolls after laser strengthening and service life

   Ефимов О.Ю. | Efimov O.Y. | Юрьев А.Б. | YUrev A.B. | Иванов Ю.Ф. | Ivanov Y.F. | Громов В.Е. | Gromov V.E. | Коновалов С.В.Konovalov S.V.

   Авторы статьи

   Authors

   Ефимов О.Ю.

   Efimov O.Y.

   Юрьев А.Б.

   YUrev A.B.

   Иванов Ю.Ф.

   Ivanov Y.F.

   Громов В.Е.

   Gromov V.E.

   Коновалов С.В.

   Konovalov S.V.

   ---

   Фрактография поверхности чугунных прокатных валков после плазменного упрочнения и эксплуатации

   Установлено, что плазменное упрочнение чугунных валков прокатного стана, повышающее его износостойкость, приводит к формированию слоистой структуры. Методами сканирующей электронной микроскопии выполнен анализ дефектов этой структуры. Установлены причины отслаивания поверхностного слоя и его разрушения при эксплуатации.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   термоупругие напряжения, структура, графит, микротрещины, микропоры, кристаллизация, излом.

   Surface fractography of cast iron rolls after laser strengthening and service life

   It is shown that plasma strengthening of rolling mill cast iron rolls, increasing it’s wear resistance leads to the layer structure formation. The analysis of such defect structure is made by scanning electron microscopy methods. The reasons of surface layer ply separation and fracture during service life are established.

    

   ---

   Keywords

   thermoelastic stresses, structure, graphite, microcracks, micropores crystallization, fracture.

2. Влияние исходной структуры стали на фазовые превращения при электромеханической обработке

   Peculiarities of initial steel structure influence on phase transformations during electromechanical treatment

   Тарасов В.В. | Tarasov V.V. | Малышко С.Б.Malyshko S.B.

   Авторы статьи

   Authors

   Тарасов В.В.

   Tarasov V.V.

   Малышко С.Б.

   Malyshko S.B.

   ---

   Влияние исходной структуры стали на фазовые превращения при электромеханической обработке

   Рассмотрено влияние исходной структуры стали на полноту диффузионных процессов при электромеханической обработке, а также глубину и микротвердость поверхностного слоя. Выявлена возможность полного превращения пластинчатого и зернистого перлита в аустенит. Определены минимальные температуры нагрева перлита разной дисперсности для этого превращения. Предложена оптимальная предварительная термическая обработка для доэвтектоидных сталей.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   электромеханическая обработка, углеродистая сталь, исходная структура, диффузия.

   Peculiarities of initial steel structure influence on phase transformations during electromechanical treatment

   The influence of initial steel structure on completeness of diffusive processes and on depth and micro hardness of surface layer during electromechanical treatment is discussed. Possibility of complete transformation of lamellar and globular pearlite in austenite is shown. For this transformation minimum temperatures of heating of pearlite different dispersity are defined. Optimum preliminary heat treatment for hypo eutectoid steels is recommended.

    

   ---

   Keywords

   electromechanical ireatment, carbon steel, initial structure, diffusion.

Термическая обработка

Термическая обработка

1. Электродуговая закалка чугунных валков с оплавлением поверхности

   Electroarc Hardening of Cast – iron Cuttings with Surface Thermal Reflow

   Сафонов Е.Н.Safonov E.N.

   Авторы статьи

   Authors

   Сафонов Е.Н.

   Safonov E.N.

   ---

   Электродуговая закалка чугунных валков с оплавлением поверхности

   Установлены закономерности формирования структуры при поверхностной термической обработке электрической дугой прямого действия валкового чугуна с пластинчатым графитом СП-61, а также количественные соотношения фазового состава, микротвердости структурных составляющих в зоне термического влияния с параметрами режима обработки. Определен диапазон управления характеристиками термообработанного рабочего слоя валков в результате изменения параметров режима.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   структура, чугун, графит, термическая обработка, фазовый состав.

   Electroarc Hardening of Cast – iron Cuttings with Surface Thermal Reflow

   There have been established regularities of structure forming under surface thermic processing of rolling cast- iron by the direct action electric arc with flaked graphite of СП–61 type. Also there have been defined the quantitative correlation of phase composition, structure constituent microhardness in the thermic influence zone with the parameters of the processing procedure. There has been determined the control range of cuttings heat–treated working layer at the expense of regime parameters change.

    

   ---

   Keywords

   structure, cast iron, graphite, thermic processing, phase composition.

Обработка концентрированными потоками энергии

Обработка концентрированными потоками энергии

1. Электронно-пучковая модификация плазменных металлокерамических покрытий

   Electron beams modification of plasma metal-ceramic coatings

   Иванов Ю.Ф. | Ivanov Y.F. | Колубаева Ю.А. | Kolubaeva Y.A. | Филимонов С.Ю. | Filimonov S.Y. | Овчаренко В.Е.Ovcharenko V.E.

   Авторы статьи

   Authors

   Иванов Ю.Ф.

   Ivanov Y.F.

   Колубаева Ю.А.

   Kolubaeva Y.A.

   Филимонов С.Ю.

   Filimonov S.Y.

   Овчаренко В.Е.

   Ovcharenko V.E.

   ---

   Электронно-пучковая модификация плазменных металлокерамических покрытий

   Приведены результаты исследования структуры и свойств плазменного металлокерамического покрытия на стальной подложке, напыленного композиционным порошком (TiC-(Ni-Cr), после импульсного электронно-пучкового облучения покрытия в субмиллисекундном диапазоне времени. Показано, что при увеличении размера частиц композиционного порошка от 53 до 100 мкм уменьшается шероховатость и пористость покрытия, в результате электронно-пучкового облучения на поверхности покрытия образуется поликристаллическая структура и повышается прочность сцепления покрытия с подложкой. Установлено, что по мере повышения степени переплава покрытия с подложкой снижается твердость покрытия.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   импульсный электронный пучок, плазменные покрытия, металлокерамика, твердые сплавы.

   Electron beams modification of plasma metal-ceramic coatings

   The results of studying the structure and properties of the coating generated on steel by plasma spraying of particles of metal ceramic compact material (TiC-(Ni-Cr) and then treated by impulse low energy high current electron beam of submillisecond impact are shown. It is found that surface roughness and micropores decreases at increasing the particles size within 53…100 µm, fnd electron-beam treatment of the coating results in the polycrystal structure on the surface layer, the adhesion between the coating and the base increases. It has been shown that while increasing the degree of smelting between coating and base, the coating hardness decreases.

    

   ---

   Keywords

   рulse electron beam, plasma coatings, metal-ceramic, hard alloy.

2. Нанесение эрозионно стойких нанопокрытий системы Ti-Si-B, содержащих max-фазу, на поверхность деталей из сплава Ti6Al4V вакуумно-плазменным методом с сепарацией плазмы от капельной фракции

   Deposition of Ti-Si-B erosion resistance nanocoating with max-phase on the surface of Ti6Al4V alloy parts by vacuum plasma method with plasma separation from drop fraction

   Шулов В.А. | Shulov V.A. | Пайкин А.Г. | Paikin A.G. | Теряев Д.А. | Teryaev D.A. | Быценко О.А. | Bytsenko O.A. | Горохов В.М.Gorohov V.M.

   Авторы статьи

   Authors

   Шулов В.А.

   Shulov V.A.

   Пайкин А.Г.

   Paikin A.G.

   Теряев Д.А.

   Teryaev D.A.

   Быценко О.А.

   Bytsenko O.A.

   Горохов В.М.

   Gorohov V.M.

   ---

   Нанесение эрозионно стойких нанопокрытий системы Ti-Si-B, содержащих max-фазу, на поверхность деталей из сплава Ti6Al4V вакуумно-плазменным методом с сепарацией плазмы от капельной фракции

   Проанализированы экспериментальные данные о формировании эрозионностойких нанопокрытий Ti-Si-B, содержащих МАХ-фазу, на поверхности деталей из сплава Ti6Al4V вакуумно-плазменным методом с сепарацией плазмы от капельной фракции, о физико-химическом состоянии поверхностных слоев, усталостных и эрозионных свойствах образцов и лопаток с этими покрытиями.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   мах-материалы, эрозионная стойкость, усталостная прочность, вакуумно-плазменный метод.

   Deposition of Ti-Si-B erosion resistance nanocoating with max-phase on the surface of Ti6Al4V alloy parts by vacuum plasma method with plasma separation from drop fraction

   This paper reviews researches on deposition of TiSiB erosion resistance nanocoating with MAX-phase on the surface of Ti6Al4V alloy parts by vacuum plasma method with plasma separation from drop fraction, on physical and chemical state of surface layers, fatigue and erosion properties of samples and blades with these coatings.

    

   ---

   Keywords

   max-materials, erosion resistance, fatigue strength, vacuum plasma method.

Полимерные и композитные покрытия

Полимерные и композитные покрытия

1. Перспективные методы модификации поверхности металлов лазерной обработкой

   Perspective methods of the surface modification of metalls by the laser processing

   Архипов В.Е. | Arkhipov V.E. | Биргер Е.М. | Birger E.M. | Лондарский А.Ф. | Londarskiy A.F. | Москвитин Г.В. | Moskvitin G.V. | Поляков А.Н.Polyakov A.N.

   Авторы статьи

   Authors

   Архипов В.Е.

   Arkhipov V.E.

   Биргер Е.М.

   Birger E.M.

   Лондарский А.Ф.

   Londarskiy A.F.

   Москвитин Г.В.

   Moskvitin G.V.

   Поляков А.Н.

   Polyakov A.N.

   ---

   Перспективные методы модификации поверхности металлов лазерной обработкой

   Рассмотрены развитие и применение наиболее современных методов поверхностной обработки материалов с использованием энергии лазерного излучения. Приведены технологические особенности методов поверхностной обработки материалов: импульсного лазерного напыления покрытий, глазирования и наклёпа, разрабатываемых и применяемых в США. На основе приведённых результатов показана перспективность технологии лазерного импульсного нанесения покрытий с получением уникальных по своим свойствам наноструктур и наноматериалов. Показана возможность использования лазерного глазирования для существенного изменения структуры и свойств поверхности рельсов с целью получения уникальных сочетаний свойств и предотвращения образования дефектов.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   лазерная обработка, импульсное лазерное напыление, лазерное глазирование, наноструктура, наноматериалы, дефект, трещина.

   Perspective methods of the surface modification of metalls by the laser processing

   The data on the state of development and utilization of the most up-to-date methods of the material surface treatment by the laser emission energy utilization are presented. The technological peculiarities of the material surface treatment by impulse laser covering sputtering, glazing and hardening, which are being developed in the USA, are considered and presented. On the basis of the data presented, the availability of the technology of the laser impulse covering sputtering with providing of unique behavior of nanostructures and nanomaterials is demonstrated. The authors indicate the possibility of laser glazing for significant modification of the machine parts surface structure and properties, for example, for metal railing for obtaining the unique wear resistance characteristics composition, as well as prevention of the cracks defects propagation.

    

   ---

   Keywords

   laser treatment, impulse laser evapolation, laser glazing, nanostructure, nanomaterial, defect, crack.

2. Влияние технологических параметров электродугового испарения на температуру поверхности конденсации, фазовый состав, структуру и свойства пленок на основе ZrN

   Study of influence of arc spraying technological operation factors on the surface condensation temperature, phase composition, structure and properties of films based on ZrN

   Каменева А.Л. | Kameneva A.L. | Клочков А.Ю. | Klochkov A.Y. | Пименова Н.В. | Pimenova N.V. | Торсунов М.Ф. | Torsunov M.F. | Крохалева Е.Г.Krohaleva E.G.

   Авторы статьи

   Authors

   Каменева А.Л.

   Kameneva A.L.

   Клочков А.Ю.

   Klochkov A.Y.

   Пименова Н.В.

   Pimenova N.V.

   Торсунов М.Ф.

   Torsunov M.F.

   Крохалева Е.Г.

   Krohaleva E.G.

   ---

   Влияние технологических параметров электродугового испарения на температуру поверхности конденсации, фазовый состав, структуру и свойства пленок на основе ZrN

   Установлены технологические параметры, непосредственно влияющие на температуру конденсации, фазовый состав, структуру и свойства пленок на основе ZrN, получаемых методом электродугового испарения. Проведение технологического процесса в соответствии с оптимальными технологическими параметрами позволило получить износостойкие пленки, позволяющие в сложных технологических условиях обрабатывать аустенитные стали, повысить стойкость инструмента из быстрорежущей стали в 1,7 раза и улучшить качество обработанной поверхности.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   режущий инструмент, повышение стойкости, электродуговое испарение, неравновесные условия, температура поверхности конденсации, фазовый состав, структура и свойства, пленки на основе ZrN.

   Study of influence of arc spraying technological operation factors on the surface condensation temperature, phase composition, structure and properties of films based on ZrN

   The influence of process parameters on the surface condensation temperature, phase composition, structure and properties of films based on ZrN have been installed. It has been found that wearproof films based on ZrN with required functionality may be obtained by vacuum-arc vaporization only within a narrow range of process parameters. The decreasing of wearing of a cutting tool in the part cutting from austenitic steel and improvement of machined surface quality has been reached.

    

   ---

   Keywords

   cutting tool, raising of stability, arc spraying, condensation nonequilibrium, surface condensation temperature, phase composition, structure, properties, film based on ZrN.

3. Импульсное лазерное осаждение тонкопленочных покрытий с применением капельной заслонки

   Pulsed laser deposition of thin-film coatings with the application of a droplet shutter

   Фоминский В.Ю. | Fominsky V.Y. | Романов Р.И. | Romanov R.I. | Гнедовец А.Г. | Gnedovets A.G. | Кошманов В.Е.Koshmanov V.E.

   Авторы статьи

   Authors

   Фоминский В.Ю.

   Fominsky V.Y.

   Романов Р.И.

   Romanov R.I.

   Гнедовец А.Г.

   Gnedovets A.G.

   Кошманов В.Е.

   Koshmanov V.E.

   ---

   Импульсное лазерное осаждение тонкопленочных покрытий с применением капельной заслонки

   Разработана двухмерная компьютерная модель разлета и осаждения лазерно-инициированного потока атомов в камере, содержащей дисковую заслонку для улавливания капельной фракции. Модель позволяет варьировать состав и давление газовой среды, рассеивающей атомарный поток в теневую область, проводить расчет важных параметров осаждаемого потока атомов на различных участках поверхности основы. Результаты моделирования использованы для объяснения особенностей экспериментально выявленного структурообразования покрытий WSex, сформированных импульсным лазерным осаждением с применением заслонки.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   импульсное лазерное осаждение, капли, наноструктура, компьютерное моделирование, диселенид вольфрама.

   Pulsed laser deposition of thin-film coatings with the application of a droplet shutter

   A two-dimensional computer model of expansion and deposition of the laser-initiated flow of atoms in the camera containing a disk shutter for the catching of the droplet fraction is developed. The model makes it possible to vary composition and pressure of the gaseous medium which scatters the atomic flow into the shadowed region, and to conduct the calculations of the important parameters of the deposited flux of atoms in different sections of the surface of the substrate. The results of simulation are used for explaining the special features of the experimentally revealed structure of WSex coatings formed by pulsed laser deposition with the application of the shutter.

    

   ---

   Keywords

   pulsed laser deposition, drops, nanostructure, computer simulation techque, diselenine of tungsten.

Обработка комбинированными методами

Обработка комбинированными методами

1. Технология ремонта опорных катков тяжелой строительной дорожной техники с применением полимерных композиционных материалов

   The prepairing technolody of heavy road-building running rollers with application of polymeric composite materials

   Гончаров С.В. | Goncharov S.V. | Тарасенко А.Т. | Tarasenko A.T. | Иванов В.А.Ivanov V.A.

   Авторы статьи

   Authors

   Гончаров С.В.

   Goncharov S.V.

   Тарасенко А.Т.

   Tarasenko A.T.

   Иванов В.А.

   Ivanov V.A.

   ---

   Технология ремонта опорных катков тяжелой строительной дорожной техники с применением полимерных композиционных материалов

   Традиционно ремонт опорно-ходовой части строительной дорожной техники выполняли с помощью операций, основанных на нанесении металла на изношенную поверхность. Однако полимерные материалы в некоторых случаях стали применять в узлах трения взамен традиционно применяемых металлов. Применение технологии центробежного формирования обеспечило восстановление важной составляющей ходовой части тяжелой техники - опорного катка.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   композиционные материалы, технология восстановления, тяжелая дорожная техника.

   The prepairing technolody of heavy road-building running rollers with application of polymeric composite materials

   Traditionally repair of heavy road building tractors was maked with operations based on metal drawing on a worn out surface. However, the polymer materials lately have succeeded in the development so, that in some cases it began possible to apply them in those units of friction where the metals were traditionally applied. Due to centrifugal formation technology it became to possible restoration of the important part of heavy road building tractors.

    

   ---

   Keywords

   composite materials, repairing technology, heavy road-building machinery.

Контроль качества упрочняющей обработки

Контроль качества упрочняющей обработки

1. Оценка напряженно-деформированного состояния упрочненного слоя металла при поверхностно – пластическом деформировании

   Estimation of a tensely deformed condition of a strengthened metallic layer during surface plastic distortion.

   Рудых Н.В.Roudykh N.V.

   Авторы статьи

   Authors

   Рудых Н.В.

   Roudykh N.V.

   ---

   Оценка напряженно-деформированного состояния упрочненного слоя металла при поверхностно – пластическом деформировании

   Приведена методика оценки напряженно-деформированного состояния поверхности металлической детали по искажению изображения металлографических зерен, которое фиксируется цифровой фотокамерой и обрабатывается на ПЭВМ. В основе методики лежит микроструктурный метод измерений конечных пластических деформаций металлов. Описываются структура системы анализа металлографического изображения, алгоритм разрабатываемой программы расчета напряженно-деформированного состояния по микроструктурному изображению.

   
   

   ---

   Ключевые слова

   микроструктурный метод, металлографическое изображение, напряженно-деформированное состояние.

   Estimation of a tensely deformed condition of a strengthened metallic layer during surface plastic distortion.

   That work represents the estimation of a tensely deformed condition of a strengthened metallic layer during surface plastic distortion. It is imaged by a digital camera and processed by the computer. The method is based on a microstructural techinque of end-point plastic destortion of metals. It describes a system analysis structure of metallographic image - algorithm of developing application of calculation stress-deformated condition by microstructure procedure.

    

   ---

   Keywords

   microstructure procedure, metallographic image, stress-deformed condition.