Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование износостойкости в условиях фреттинг-коррозии конструкционных материалов при лазерном облучении

Диссертация: Исследование износостойкости в условиях фреттинг-коррозии конструкционных материалов при лазерном облучении
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Высокие скорости нагрева и охлаждения приводят к фиксации ме-тастабильного состояния вещества в зоне лазерного воздействия и возрастанию микротвердости в 1,5,., 3 раза. Исследования показали, что степень упрочнения образцов при импульсной обработке на I." .2 Ша выше, чем при использовании непрерывного лазера, что очевидно обусловлено большей скоростью цикла нагрев-охлаждение в случае импульсного… Читать ещё >

Исследование износостойкости в условиях фреттинг-коррозии конструкционных материалов при лазерном облучении (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Введение
  • ШВА I. ПРОБЛЕМА ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
    • 1. 1. Существующие представления о разрушении поверхностей в условиях фреттинг-коррозии
    • 1. 2. Анализ повреждаемости деталей машин и механизмов фреттинг-коррозией
  • Постановка задачи исследования
  • ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
    • 2. 1. Установка и методика испытаний на изнашивание в условиях фреттинг-коррозии
    • 2. 2. Установка и методика для исследования трибофизи-ческих и электрических свойств контакта при фреттинг-коррозии
    • 2. 3. Установка и методика для испытаний образцов на фреттинг-усталость
    • 2. 4. Физические методы исследования материалов после испытаний
    • 2. 5. Математическое обеспечение экспериментов
  • ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗНМШВАНИЯ ПРИ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
    • 3. 1. Формирование микроструктуры под действием лазерного облучения и ее влияние на износостойкость
    • 3. 2. Исследование структурных изменений поверхностных слоев при фреттинг-коррозии
    • 3. 3. Некоторые особенности механизма изнашивания в условиях фреттинг-коррозии при лазерном упрочнении поверхности. П
  • Выводы
  • ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ И
  • УСТАЛОСТЬ В УСЛОВИЯХ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ
    • 4. 1. Влияние лазерного облучения на механические свойства конструкционных сталей
    • 4. 2. Структурно-напряженное состояние и фреттингостойкость некоторых конструкционных сталей после лазерного упрочнения
    • 4. 3. Фрактографические особенности разрушения металлов упрочненных излучением ОКГ в условиях фреттингусталостного нагружения
  • Выводы
  • ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ В УСЛОШЯХ ФРЕТТИНГ-К0РР03ИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
    • 5.
    • 5.
    • 5.
    • 5.
  • Исследование основных технологических параметров лазерного упрочнения поверхности
  • Исследование износостойкости конструкционных материалов, подвергнутых ОКГ-облучению
  • Исследование влияния лазерного облучения на износостойкость твердых сплавов в условиях фреттинг-коррозии.±
  • Построение оптимизационной модели технологическоготпо процесса на примере стали У
  • Выводы

В решениях ХХУТ съезда КПСС поставлена задача коренного улучшения качества промышленной продукции, повышения ее надежности и долговечности. Успешное выполнение этой проблемы во многом зависит от результатов исследований в области износостойкости и усталостной прочности деталей, работающих в условиях контактного взаимодействия. Одним из аспектов этой проблемы является фреттинг-корро-зия, которая зачастую сопровождает вибрационные процессы. Существенный вклад в решение проблемы фреттинг-коррозии внесли советские ученые Алябьев А. Я., Ахматов А. С., Голего Н. Л., Иванова B.C., Шевеля В. В., Ковалевский В. В., Балацкий Л. Т., Филимонов Г. Н., а также зарубежные исследователи А. Бартель, Д. Годфри, Г. Томлинсон, Р. Уотерхауз, И. Холлидей, В. Хирст и др. Однако представления о природе фреттинг-коррозии далеки от своего окончательного завершения. Это обстоятельство во многом определяет то, что вопрос о формировании качества поверхности деталей с оптимальными эксплуатационными свойствами методами поверхностной обработки остается открытым. Одним из прогрессивных технологических методов управления качеством поверхностного слоя является лазерное упрочнение. Актуальность исследований в этом направлении несомненна и потому, что технологическое обеспечение надежности и долговечности излучением лазера мало распространено в отраслях машинои приборостроения, несмотря на то, что является значительным резервом, а в ряде случаев и единственно возможным в условиях некоторых производств. Особенно эффективно лазерное упрочнение деталей со сложной конфигурацией поверхностей, коробление которых должно быть минимальнымпри необходимости получения строго заданного профиля упрочненного слояпри малой поверхности обрабатываемой зоныпри обработке деталей, собранных в конструкцию. Все это и послужило основанием для проведения настоящего исследования.

ГЛАВА I.

ПРОБЛЕМА ФРЕТТИНГ-К0РР03ИИ МЕТАЛЛОВ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

§ 1.1. Существующие представления о разрушении поверхностей в условиях фреттинг-коррозии.

Первые описания фреттинг-коррозии, как повреждения поверхностей, находящихся в контакте, относятся к I9II году [l52]. Однако, систематическое экспериментальное исследование явления началось с 1927 года Г. А. Томлинсоном, который совместно с П.Л.Тор-пом и Г. Д. Гафом в 1939 году издала работу с попыткой объяснить явление фреттинг-коррозии [l80, 181]. Они считали, что на первой стадии фреттинг-коррозии износ осуществляется за счет молекулярного взаимодействия, которое вызывает появление точек соединения поверхностей. При относительном перемещении связи разрушаются с вырывом молекул с поверхностей. Эти микрочастицы затем быстро окисляются. Такое предположение следовало из того факта, что фреттинг-коррозия наблюдалась при малых удельных нагрузках и малых амплитудах, причем протекающие процессы не зависят от частоты и нагрузки. Однако, в работе [l08] было установлено, что частицы износа имеют размеры от 10 * мкм до нескольких микрометров, и величина износа зависит от нагрузки в контакте. Значительное распространение явления фреттинг-коррозии в узлах деталей машин и механизмов привлекло внимание многих исследователей. Некоторые из них [l53, 154, 155, 158, 159, 162, 163 ] пытались перенести классические идеи из трения скольжения [72, 56, 4, 26] в механизм разрушения при фреттинг-коррозии. Например, Д. Годфри [l58, 159], А. Д. Феннер [127], Райт К.Г.Р. [l08] считали, что в начальной стадии фреттинг-коррозии происходит образование узлов схватывания за счет адгезии и механическое разрушение микровыступов с последующим окислением продуктов износа. При достижении равновесного количества продуктов износа прекращается адгезт материалов, и износ становится абразивным на установившейся стадии.

И.М.Фенг и БД. Райтмайер [153,155], поддерживая идею преобладания механического фактора при фреттинг-коррозии, считают, что при схватывании и разрушении микроконтактов не происходит образование свободных продуктов износа, а наблюдается перенос материала с одной поверхности на другую. Образование же частиц износа возможно лишь при малых адгезионных взаимодействиях. В теории фреттинг-коррозии И. М. Фенга и Б. Д. Райтмайера отрицается роль химического взаимодействия поверхности с окружающей средой. Идею химической пассивности поверхностей поддерживают Д. Годфри и И.М. Бей-ли [l59], исходя из экспериментов с не окисляющимися материалами (стекло, платина, кварц и др.). Ими также было установлено, что масса продуктов износа уменьшается с ростом твердости поверхностей. Исследуя дорожку износа при фреттинг-коррозии они наблюдали образование пленок, считая их как результат уплотнения окислов.

Разрушение поверхности при фреттинг-коррозии в начальной стадии в результате сильной адгезии или холодной сварки, переноса металла наблюдали многие исследователи [127,159,162,163]. Однако, И. С. Холлидей и В. Хирст обнаружили, что при амплитудах микроскольжения меньше 20 мкм узлы схватывания отсутствуют и процессы изнашивания ослабляются, поскольку трение цроисходит между окислами. При больших амплитудах количество мостиков сварки увеличивается и характер повреждения такой же, как и при трении скольжения.

Против механического фактора, как ведущего механизма разрушения поверхности при фреттинг-коррозии, выступали исследователи [l23,149,183,184,190,192]. Они считали, что при наличии кислородной среды фреттинг-коррозия обусловлена химическими цроцессами, а механическое взаимодействие способствует образованию ювениль-ных поверхностей и удалению продуктов износа. Однако, при отсутствии в среде кислорода, Р. Б. Уотерхауз считает механический износ решающим в процессе фреттинг-коррозии [ 192 ]. Поскольку механический и химический факторы в условиях фреттинг-коррозии взаимосвязаны, то теории авторов [ 123,183] являются упрощенными.

Экспериментальные данные, представленные в работах [ 30, 51 80,118,171,193 ], показывают, что окислением и механическим износом невозможно объяснить влияние на износ при фреттинг-коррозии природы контактируемых материалов, так как не учитываются твердость, црочность, коэффициент трения, склонность к окислению и т. д. В работах И. А. Одинга и В. С. Ивановой [ 51 ], В. Н. Степанова [П8] была установлена связь фреттинг-коррозии с электрофизическими явлениями на границе контакта. На основании экспериментальных данных был предложен вакансионный механизм электроэрозионного разрушения поверхностей при фреттинг-коррозии, возникающий в результате протекания термоэлектротока. Исходя из этого, влияние электроэрозии на циклическую прочность металлов определялось суммарным действием двух факторов: поверхностным разрушением металла и образованием вакансий в подповерхностных слоях за счет диффузии атомов из глубины к поверхности, что связывалось со свойствами контактирующих материалов, с их положением в ряду Вольта по контактной разности электрических потенциалов.

На основании исследований А. С. Ахматова и М. С. Островского [ 19,104 ] были сделаны следующие выводы о механизме фреттинг-коррозии в условиях смазки:

1.Первопричиной фреттинг-повреждения является фрикционное взаимодействие в условиях вибрационного нагружения, окислительные процессы играют сопутствующую роль.

2. Смазка, находящаяся на контактирующих поверхностях в виде граничных слоев [ 20 ], препятствует развитию фреттинг-коррозии.

3. Отличительной чертой фреттинг-коррозии является накопление мелкодисперсных продуктов износа в зоне контакта, откуда их вынос затруднителен.

4. Накопление продуктов износа в зоне контакта приводит к разрыву граничной пленки и к катастрофическому износу.

Обобщив экспериментальные и теоретические работы, П.Л.Хар-рикс [l65] дает следующее объяснение процесса фреттинг-коррозии. В начальный период контакта поверхностей происходит разрушение окисных пленок, что облегчает адгезию металла. Так как коэффициент адгезии зависит от физических и механических свойств материала, то интенсивность износа будет зависеть от твердости металла и окисла. Прочность адгезии определяет перенос металла и степень пластической деформации. Образование продуктов износа происходит вследствие механо-химических процессов и износа. Появление продуктов фреттинг-коррозии уменьшает металлический контакт. В установившемся режиме разрушаются участки металла, деформированные в начальный период. Абразивное изнашивание не является определяющим фактором во фреттинговом износе. Усталостное повреждение, возможно, способствует износу при фреттинг-коррозии. Известные опытные факты по влиянию вибраций на прочность металлов [84 ], на износ при трении скольжении [157 ], на разрушение структуры поверхности [12б] позволяли предполагать влияние усталостных процессов на фреттинг-коррозию. Предположения о возможности влияния усталостных процессов на процессы при фреттинг-коррозии высказывали Г. А. Тошшнсон [l8l], Р. Б. Уотерхауз [ 123, 143 ], П. Л. Харрикс, однако, они рассматривались как пассивный фактор. Возникновение усталостных трещин в результате адгезии микровыступов и их расшатывание наблюдали Р. Б. Уотерхауз и Б. Бе-сун [l43], К. Нишиока И К. Хиракава [169] и другие.

В начале 70-х годов в работах советских ученых Алябьева А. Я., Голего Н. Л., Шевеля В. В. [б, 6, 7, 8, 9, 34, 35, 36 ] на основании комплексного исследования процессов при фреттингкоррозии с учетом особенностей деформации, разрушения и химических реакций была предложена новая трактовка механизма износа. Модель разрушения металлических контактирующих поверхностей в условиях фреттинг-коррозии состоит из трех стадий [ю, 35] .

На первой стадии происходит пластическое взаимодействие микронеровностей контактирующих поверхностей, этоз^у способствует схватывание ювенильных участков металла после разрушения окисных пленок на взаимодействующих микровыступах, упрочнение поверхностей контакта и циклическая текучесть подповерхностных слоев. Разрушившиеся вследствие усталости микровыступы и срезавшиеся узлы схватывания создают первичные продукты разрушения, часть которых окисляется. Измерения микротвердости показывают, что уже на первой стадии образуются разупрочненные участки, не находящиеся в непосредственном контакте, связанные с циклической нагружен-ностью микроконтактов.

На второй стадии развития фреттинг-коррозии продолжает накапливаться усталостная повреждаемость в подповерхностных слоях, формируется коррозионно-активная среда при адсорбции на окислах кислорода и влага, количество продуктов износа в зоне трения достигает равновесного значения. В тончайших поверхностных слоях возникает разупорядоченная мелкодисперсная структура, внутренне окисленная, которая может играть защитную роль, уменьшая скорость износа. Таким образом, вторая стадия фреттинг-коррозии может быть названа инкубационной. В это время предварительно упрочненные слои испытывают более умеренные циклические нагрузки и в них накапливается усталостная поврездаемость за счет циклов упрочнение-разупрочнение, усугубляемая окислительными и коррозионными процессами, а также появляются усталостные микротрещины. Продукты износа активно участвуют в процессе, передавая локальные давления.

На третьей стадии происходит катастрофическое разрушение зон повреждаемости, предварительно разрыхленных усталостными и коррозионными процессами. С учетом возможности протекания электрохимических процессов эту стадию можно определить как стадию коррозионно-усталостного разрушения. Таким образом, в рассматриваемом механизме фреттинг-коррозии на первых двух стадиях при протекании усталостно-окислительных, а затем коррозионно-уста-лостных процессов создаются структурные предпосылки для интенсивного процесса разрушения поверхности на третьей стадии.

В настоящее время накоплен обширный материал по влиянию внешних механических факторов нагружения контактируемых тел, природы материалов, среды, температуры, электрических контактных явлений, электрохимических процессов на развитие фреттинг-коррозии. Однако, это пока не позволяет с уверенностью дать рекомендации по уменьшению износа в условиях фреттинг-коррозии и повышению фрет-тинг-усталостной прочности. Например, Солкинд М. И. и Лукас Р. И. 174] отмечают, что на сегодняшний день не существует теста на фреттинг-усталость малогабаритного образца, который бы точно воспроизводил механизм фреттинга и регулирующие его параметры. Более полный обзор по проблеме фреттинг-коррозии можно найти в работах [144, 147, 170, 176, 187, 191] .

Решение проблемы повышения износостойкости в условиях фреттинг-коррозии в последнее время развивается двумя путями: конструктивным и технологическим, при этом в каждом конкретном случае выявляется ведущий механизм фреттинг-коррозии [147, 189, 191] .

В промышленности применяют различные технологические способы обработки поверхностей: пластическое деформирование, термическую и химико-термическую обработку, металлизацию напылением и наплавку поверхностей, электроискровое упрочнение и т. д. Влияние некоторых методов на износостойкость поверхностей в условии фреттинг-коррозии было исследовано в работе [ 4 ] .

Исследование образцов, поверхности которых были подвергнуты дробеструйной и гидродробеструйной обработке, виброшлифованию совместно с виброупрочнением, показало увеличение износостойкости в условиях фреттинг-коррозии, особенно в области малых удельных нагрузок. Увеличение износостойкости поверхностей, упрочненных пластическим деформированием, объясняется уменьшением пластичности поверхностного слоя, превращением остаточного аустенита в мартенсит, наличием остаточных напряжений сжатия. Было установлено, что из гальванических покрытий — лужение обладает наибольшей сопротивляемостью фреттинг-коррозии во всем диапазоне удельных нагрузок [4, 123, 108]. Однако необходимо учитывать, что лужение является типичным катодным покрытием, поэтому способствует коррозии сплавов на основе железа.

Хорошие результаты были получены при испытаниях пластмассовых пленок на сопротивляемость фреттинг-коррозии при малых удельных нагрузках [п, 98] .

Диффузионное упрочнение стальных поверхностей различными химическими элементами дает возможность в значительной мере предотвратить развитие повреждений в условиях фреттинг-коррозии [42]. Это связано с низкой склонностью к схватыванию, высокой демпфирующей способностью при сохранении высокой микротвердости. Однако методы химико-термической обработки дороги, длительны и оказывают значительное влияние на объемную прочность металла. В этом смысле более привлекательны методы модификации поверхностных слоев металла при воздействии на них высококонцентрированных потоков энергии. Одним из таких методов, который в последние годы получает все более широкое распространение для увеличения износостойкости, является лазерное облучение [90, 125]. Физико-химические методы исследования поверхностей после импульсного лазерного облучения показали наличие значительного перераспределения углерода, хрома [74, 52, 93 ] и протекание процессов восходящей диффузии [бб, 135], возникновение в поверхности углеродистых и легированных сталей мартенсита реечной или пакетной морфологии [25, 90 ]. Повышенная дисперсность и искаженность кристаллической решетки после лазерного облучения [92], а также ярко выраженная микрохимическая неоднородность при достаточно полном общем наеыщении легирующими элементами [ 28 ] значительно повышают коррозионную стойкость конструкционных материалов [ 96 ] .

Высокие скорости нагрева и охлаждения приводят к фиксации ме-тастабильного состояния вещества в зоне лазерного воздействия и возрастанию микротвердости в 1,5,., 3 раза. Исследования показали, что степень упрочнения образцов при импульсной обработке на I." .2 Ша выше, чем при использовании непрерывного лазера, что очевидно обусловлено большей скоростью цикла нагрев-охлаждение в случае импульсного лазера. При этом износостойкость в условиях однонаправленного скольжения возрастает в несколько раз при толщине упрочненного слоя в десятки микрон [74, 90, 92, 112, 125]. Авторы [28, 16] отмечают, что импульсная лазерная обработка повышает износостойкость инструментальных сталей в условиях трения скольжения в 3. I0 раз по сравнению с обычной термической обработкой. При этом более стабилен коэффициент трения, меньше повреждается поверхность контакта, отсутствуют участки схватывания и смещения материала, микротвердость поверхности не изменяется при нагревании в процессе трения.

Повышение износостойкости после лазерного облучения стаж 5ХНМ в 1,4.1,8 раз в условиях повышенных температур наблюдали авторы [41], что объясняется ростом теплостойкости облученной стали за счет значительного насыщения твердого раствора легирующими добавками при одновременном возникновении мелкозернистой структуры [53 ].

Облучение кромок штампов из сталей У8 и У10А на установке «Квант-16» позволило увеличить микротвердость поверхности с Н 630 до Н 1200−1350, а долговечность инструмента до первой перешлифовки в 2.3 раза*.

При испытании стали 45, облученной непрерывным лазерным излучением, на машине СМЦ — 2 по схеме вал-частичный вкладыш было получено увеличение износостойкости в 1,8.2,9 раз, при наибольшем уменьшении коэффициента трения в 2,6 раза [82] •.

По данным работы [90 ] импульсная лазерная обработка деталей из чугуна СЧ 18−36 с исходной перлитно-ферритной структурой позволила получить ледебуритную структуру с твердостью HV666. При этом износостойкость повысилась в 9 раз.

Испытания на усталость стали 1045 после непрерывного лазерного облучения показали повышение усталостной долговечности примерно в 15 раз и предела выносливости приблизительно на 30% [172] •.

Имеются данные по эффективности применения лазерного излучения для упрочнения твердых сплавов. Повышение износостойкости более трех раз было получено авторами [68, 125] при лазерном упрочнении стеллитов (ВЗК), нанесенных на поверхность стали XI8HI0T клапанной пары золотник-седло.

В работе [105] установлено повышение износостойкости после лазерного облучения твердых сплавов группы ВК в 2.2,5 раза при испытаниях на изнашивание в условиях трения скольжения по стали У7А со скоростью 10 ц/о и нагрузке 2252 Н. Как отмечается в работах [l28, 129], стойкость твердосплавного инструмента упрочненного излучением ОКГ может повышаться в 2.7 раз как в условиях непрерывного, так и прерывистого резания со скоростью 50.100 м/с. Таким образом, лазерное излучение, позволяющее варьировать энергию и ее длительность в широких пределах, создает в поверхности металла высокую степень упрочнения, износостойкие структуры высокой дисперсности, обогащенные легирующими добавками, может служить инструментом, позволяющим уменьшать активность процессов при фреттингкоррозии.

Предлагаемая диссертационная работа посвящена решению комплекса вопросов, связанных с исследованием изнашивания при фреттинг-коррозии конструкционных сталей после лазерного упрочнения, и изысканию научно-обоснованных принципов построения и оптимизации технологического процесса лазерного упрочнения.

Задачами данной работы являются:

1. Разработка установок и методики многофакторного анализа исследования фреттинг-процесса.

2. Комплексное исследование износостойкости поверхностей, подвергнутых лазерному упрочнению в условиях фреттинг-коррозии. Установление основных закономерностей механизма изнашивания в этих условиях.

3. Исследование технологических возможностей лазерного упрочнения по созданию оптимальных износостойких структур в поверхностных слоях металла при трении в условиях фреттинг-коррозии.

4. Оптимизация технологического процесса лазерного упрочнения с учетом технологической наследственности по параметрам фреттинго-стойкости.

5. Внедрение результатов исследований в цромышленность.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Проведен количественный анализ повреждаемости фреттинг-кор-розией деталей автомобилей, станков текстильной промышленности, испытательного оборудования. Установлено, что от 20% до 40% деталей различных узлов могут быть подвержены этому виду повреждения.

2. Установлено влияние исходного структурного состояния конструкционных сталей на фреттингостойкость после лазерного упрочнения. Показано, что троостосорбитная структура материала перед облучением является оптимальной. Установлено повышение коэффициента трения в среднем на 17% при модификации поверхности сталей лазерным излучением, что связано с ростом коррозионной стойкости поверхности.

3. Исследовано влияние микрогеометрии и твердости поверхности перед лазерным облучением на износостойкость в условиях фреттинг-коррозии, при этом установлено:

— для каждого материала с шероховатостью0,25.0,4 мкм существует оптимальная энергия, при облучении которой фреттингостойкость поверхности наибольшая. Увеличение или уменьшение уровня энергии создает в материале структурную неоднородность, приводящую к уменьшению износостойкости на 30.40%, Повышение шероховатости требует увеличения значений оптимальной энергии на 10.15%. Для высоколегированных сталей оптимальная энергия уменьшается на I.2 Дж;

— оптимальной является твердость поверхности в пределах 42.44НДС. Лазерное облучение на том же уровне энергии материала с большей твердостью приводит к его перенаклепу, а менее твердого — к структурной неоднородности упрочненного слоя, что в обоих случаях приводит к увеличению износа.

4. Показано, что однократное лазерное облучение поверхности доэвтектоидных и заэвтектоидных, а также высоколегированных сталей формирует в поверхности остаточные напряжения растяжения 300. .450 МПа, низколегированные стаж типа 40Х, 20ХНЗА под действием сжатия порядка 200.300 Ша.

5. Установлены фрактографические особенности характера разрушения материалов, упрочненных излучением ОКГ. Предложена модель износа отслоением частиц металла в условиях фреттинг-коррозии.Установлено, что лазерное облучение поверхности снижает ее чувствительность к удельной нагрузке при фреттинг-коррозии. Показано, что лазерное облучение сталей при возрастании концентрации углерода приводит к росту фреттингостойкости. Наблюдалась корреляция между прочностью материала, упрочненного излучением ОКГ и износом в условиях фреттинг-коррозии.

6. Установлено, что сплавы, содержащие карбиды титана и вольфрама при упрочнении лазерным излучением с длительностью импульса.

100 не увеличивают фреттингостойкость в 2 раза.

7. Показана технологичность и рациональность использования формирующего устройства лазерного излучения в форме полосы размерами (1,5×12)*10~3м. Определен оптимальный коэффициент перекрытия зон термического влияния при контурной обработке равный для полосы 0,15, а для круга 0,5. Установлено, что облучение поверхности излучением в форме полосы с коэффициентом перекрытия зон 0,15 уменьшает износ в 1,2.1,4 раза по сравнению с обработкой излучением в форме круга с коэффициентом перекрытия зон 0,5.

8. Предложена и проведена апробация метода оптимизации технологического процесса по критерию износостойкости в условиях фреттинг-коррозии. Применение технологического процесса лазерного упрочнения поверхности обеспечило повышение эксплуатационной фреттингостойкости в 1,5.3 раза.

Внедрение отдельных результатов исследований в промышленность позволило получить экономический эффект 47,6 тыс. рублей и ожидаемый -50 тыс. рублей.

Показать весь текст

Список литературы

  1. .Г., Гольдштейн В. Л. Интенсификация теплообмен на излучением с помощью покрытий, М., «Энергия», 1977, с. 225.
  2. Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В., Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий, М., Наука, 1971.
  3. Ю.П., Введение в планирование эксперимента, М., Металлургия, 1969.
  4. А.Я. и др., Эффективность предотвращения фреттинг-коррозии при обработке поверхности технологическими способами,
  5. Сб. «Надежность и долговечность авиационных ГТД», вып.1, Киев, КИИГА, 1971.
  6. А.Я., Фреттинг-коррозия и ее структурно-энергетическое описание, Сб. «Надежность и долговечность авиационных ГТД», вып.1, Киев, КИИГА, 1970.
  7. А.Я. и др., Влияние внешних факторов на фреттинг-коррозию армко-железа и сталей, Сб. «Надежность и долговечность авиационных ГТД», Вып.1, Киев, КИИГА, 1971.
  8. А.Я. и др., Влияние газовых сред на фреттинг-коррозию металлов, Сб. «Проблемы трения и изнашивания», № I, Киев, «Техника», 1971.
  9. А.Я., Шевеля В. В., О некоторых особенностях механизма фреттинг-коррозии, ФХММ, Л" 2, 1971.
  10. А.Я. и др., Электронно-микроскопические исследования механизма фреттинг-коррозии, ФХММ, $ 6, 1970.
  11. А.Я. и др.Исследование основных стадий разрушения поверхности металла при фреттинг-коррозии, Сб. «Надежность и долговечность авиационных ГТД», Киев, КИИГА, вып.1, 1971.
  12. А.Я. и др., Методика определения защитных качеств пленок в борьбе с фреттинг-коррозией, Сб. «Вопросы повышения надежности и долговечности деталей и узлов авиационной техники», Киев, 1. ЖИГА, вып. I, 1969.
  13. А.Я., Шевеля В. В., Рожков М. Н., Структурные изменения и кинетика коррозионных процессов при фреттинг-коррозии металлов, Сб. «Физико-химическая механика контактного взаимодействия и фреттинг-коррозия», Киев, 1973, с.140−141.
  14. А.Я., Козаков В. А., Ковалевский В. В., Влияние некоторых финишных операций на износостойкость и усталостную прочность при фреттинг-коррозии", Сб. «Совершенствование процессов финишной обработки в машиностроении», Минск, «Высшая школа», 1975.
  15. А.Я., Методы защиты деталей от фреттинг-коррозии, Сб. «Надежность и долговечность авиационных газотурбинных двигателей», Киев, изд-во КНИГА, вып.1, 1971.
  16. А.Я., Ковалевский В. В., Мельников В. В., Влияние лазерной обработки сталей с различным содержанием углерода на износостойкость в условиях фреттинга, «Трение и износ», т.4, № 3, 1983.
  17. В.М. и др. Упрочнение стали УЮ лазерным излучением, «Автомобильная промышленность», 1980, № 6, с.28.
  18. В.Н. Исследование физико-химических особенностей изнашивания металлов и сплавов при фреттинг-коррозии, Автореф. дис. .канд. техн. наук.- Киев, КНИГА, 1975, 20 с.
  19. А., Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ, М., Мир, 1982.
  20. А.С. и др. Предупреждение фреттинг-коррозии совмещенных подшипниковых опор турбохолодильников, «Авиационная промышленность», J6 4, 1969.
  21. А.С. Молекулярная физика граничного трения, М., ФизматгизУ 1963.
  22. Р.В. Прочностные свойства металлов со сверхмелким зерном, В кн. «Сверхмелкое зерно в металлах», М.,"Металлургия',' 1973.
  23. И.А. Остаточные напряжения, Машгиз, М., 1963.
  24. Н.И. Макрогеометрия деталей машин, М., Машиностроение, 1973.
  25. И.И., Безонюк Ю. В. Глубина пластической деформации металлов при обработке свободным абразивом, М., «Абразивы», Jfc 10, 1972.
  26. Г. Г. и др. Структура технического железа в зоне воздействия излучения непрерывного лазера, МиТОМ, № 4, 1983, с.14−16.
  27. Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел, М., «Машиностроение», 1968.
  28. К.А. Статистическая теория и методология в науке и технике, М., Наука, 1977.
  29. В.А. и др. Формирование структур повышенной износостойкости при лазерной закалке металлообрабатывающего инструмента, МиТОМ, № 5, 1983, с.16−17.
  30. Великих и др. Лазерное упрочнение инструментальных сталей, Сб. «Технология и организация производства», 1976, № II, с.45−47.
  31. .К. Труды ВШИТ тепловозного института, вып. 6, М., I960.
  32. Г. Н., Егорова Н. В. О математических моделях технологических процессов, полученных по данным пассивных наблюдений, Сб. «Проблемы планирования эксперимента», М., Наука, 1968.
  33. .К., Ромадин К. П. Авиационное металловедение, М., Оборонгиз, 1962.
  34. Д.Н., Поляков А. А. Повышение износостойкости деталей конструкций самолетов, М., Машиностроение, 1974.
  35. Н.Л., Алябьев А. Я., Шевеля В. В. Фреттинг-коррозия металлов, Киев, «Техника», 1974.
  36. Н.Л. и др. Исследование механизма фреттинг-коррозии, Сб. «Проблемы трения и изнашивания», вып. I, Киев, «Техника», 1971.
  37. Н.Л. и др. Влияние виброперемещений на упругоплас-тические деформации при изнашивании и трении, Сб. «Прикладная механика», Киев, КНИГА, 1971.
  38. Н.Л. и др. Фреттинг-коррозия, «Гражданская авиация',' 1971, № I.
  39. Т.А., Жегина И. П. Анализ изломов при оценке надежности материалов, М., ^'Машиностроение», 1978, 132 с.
  40. Л.К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов, М., Наука, 1973, 223 с.
  41. .Д. и др. Повышение эксплуатационной надежности деталей машин, М., Машгиз, I960.41: 1уйва В.А. и др. Лазерное упрочнение матриц обрезных штампов, Кузнечно-штамповочное производство, № 3, 1982, с.9−11.
  42. А.А. и др. Влияние некоторых диффузионных покрытий на стойкость стаж против фреттинг-процесса, ФХММ, 1972, № I.
  43. Д.А. Износостойкость и усталостная прочность стали в зависимости от условий обработки и процессов трения, К., 1. АН УССР, 1959.
  44. Н.В. и др. Поверхностная лазерная обработка стали УЮ, «Технология автомобилестроения», 1980, № 5, с. 27.
  45. Зависимость физико-механических и режущих свойств твердых сплавов от их структуры, Информационное письмо ВНИИТОМАШ, Харьков, 1955.
  46. И.Г. Математическое планирование эксперимента для исследования оптимизации свойств смесей, Тбилиси, Мецниереба, 1971.
  47. B.C., Степанов В. Н. Влияние воздушной среды на циклическую прочность металлов при наличии контактного трения, М., «Известия». АН СССР, вып. 5, 1964.
  48. B.C., Гордиенко Л. К. Новые пути повышения прочности металлов, М., Наука, 1964, 116 с.
  49. B.C., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов, М., «Металлургия», 1975, 456 с.
  50. B.C. Усталостное разрушение металлов, М., Метал-лургоиздат, 1963.
  51. B.C., Одинг И. А. Известия АН СССР, ОТН, № I, 95, М., 1957.
  52. Исследования методом ренгеноспектрального микроанализа перераспределения компонентов сплавов в слое обработанном излучен нием лазера, Заводская лаборатория,№ 2, 1983.
  53. В.В. и др. 0 теплостойкости инструментальных сталей, обработанных лазерным излучением, МиТОМ, № 4, 1983, 17 с.
  54. Д.С. и др. Железо высокой степени чистоты, М., «Металлургия», 1978, 189 с.
  55. А.К. Исследование структурных условий антифрик-ционности и разработка подшипниковых сплавов на основе алюминия, Автореферат канд. дис., Ташкент, изд.Таш. ПИ, 1973.
  56. В.А. Влияние деформаций на износ стали, Сб. «Трение и износ в машинах», № 2, изд. АН СССР, М., 1946.
  57. Н.И., Миркин Л. И. Ренгеноструктурный анализ, М., Машгиз, I960.
  58. И.Н. Физические основы электро-термической обработки металлов и сплавов, М., Металлургия, 1969.
  59. В.В., Козаков В. А., Кинетика усталостного разрушения локальных объемов поверхностных слоев в условиях микро-циклирования, Сб. «Физика прочности и пластичности металлов и сплавов», КПтИ, Куйбышев, 1976, с.125−126.
  60. В.В. и др. К вопросу о модели разрушения поверхностных слоев в условиях фреттинг-коррозии, Сб. «Технология эксплуатации и ремонта авиационной техники», Москва, МГА, 1977.
  61. В.В., Ильицкий В. Б. Некоторые вопросы технологического объяснения долговечности деталей машин эксплуатирующихся в условиях фреттинг-процесса, Сб. «Технологические методы повышения качества машин», Ф.П.Й., Фрунзе, 1978, с.74−76, ч.П.
  62. В.В. Автореферат дис. канд. техн. наук,-Киев, КИИГА, 1976, 98 с.
  63. В.В., Алябьев А. Я., Козаков В. А. Особенности кинетики изнашивания конструкционных сталей при микроскольжении, Сб. «Повышение износостойкости и срока службы машин», ИПМ АН УССР, Киев, 1977, ч. П, с.8−10.
  64. В.В., Шапиро М. И., Мельников В. В., Щулунов А.Н. Установка для измерения малых усилий и деформаций при трении,
  65. Сб. «Проблемы трения и изнашивания», Киев, Техника, 1981, вып.20, с. 39−41.
  66. B.C. и др. Особенности лазерного плоскостного упрочнения металлов , — «Электронная обработка материалов», № 4, 1977, с. 47−49.
  67. B.C. и др. Исследование процесса линейного контурно-лучевого лазерного упрочнения материалов, «Электронная обработка материалов», № 5, 1976, с. 22−25.
  68. B.C. и др. Лазерное упрочнение контактных поверхностей металлических уплотнений, «Электронная обработка материалов», № 6, 1975, с. 77−79.
  69. Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров, М., Наука, 1970.
  70. .И., Натансон М. Э., Бершадский Л. Н. Механо-химические цроцессы при граничном трении, М., Наука, 1972, 170 с.
  71. С. Усталостное разрушение металлов, М., Металлургия, 1976, 454 с.
  72. И.В. Трение и износ, М., «Машиностроение», 1968.
  73. И.В., Добычин М. Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ, М., «Машиностроение», 1977.
  74. М.А., Жуков А. А., Кокора А. Н. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера, М., Металлургия, 1973.
  75. .А. Силы, остаточные напряжения и трение при резании металлов, Куйбышевское книжное изд-во, 1962.
  76. Г. Математические методы статистики, М., Мир, 1975.
  77. .И. и др. Лабораторный практикум по металлографии и физическим свойствам металлов и сплавов, М., Металлургия, 1966.
  78. К.И., Прокопенко В. Т., Митрофанов А. С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении, Ленинград, «Машиностроение», 1978.
  79. И.В. и др. Сопротивление усталости в зоне контакта, Сб. «Контактная усталость металлов», Львов, «Каменяр», 1964.
  80. И.В., Саввина Н. М., Розенман Л. М., МиТОМ, № 7, 3, I960.
  81. Лазеры в технологии ред. Стельмаха МФ, М., Энергия, 1975.
  82. В.Н., Михин Н. М., Козлов Г. И., Сокуренко А. Д. Влияние лазерного термоупрочнения на износостойкость металлов при граничном трении, «Трение и износ», том 1У, № 2, 1983, с. 341−343.
  83. В.И. и др. Влияние поверхностно-активной среды на процессы деформации металлов, М., изд-во АН СССР, 1954.
  84. A.M., Шестериков С. А. 0 влиянии виброползучести, «Механика твердого тела», 1966, № 3.
  85. В.А. Статистические задачи механики твердых деформированных тел, М., Наука, 1970.
  86. М.Г., Александрова Л. И. Упрочнение твердых сплавов, Киев, «Наукова думка», 1977.
  87. С.П. Экспериментальное определение влияния остаточных напряжений на износостойкость, Изв. вузов. Машиностроение, 1982, № 2, с. 24−27.
  88. А.А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин, М., Л., Машгиз, 1956.
  89. А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин, Киев, «Техника», 1971.
  90. Л.А., Щур Н.Ф. Оборудование и технология лазерной термической обработки (обзор), МиТОМ, № 4, 1983, с. 17−28.
  91. Методические указания. Надежность в технике. Методы испытаний на контактную усталость, М., 1974.
  92. Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера, Московский университет, 1975.
  93. Л.И., ФММ, 1959, т.7, № 4.
  94. Л.И. Справочник по ренгеноструктурному анализу поликристаллов, М., Физлитгиз, 1961.
  95. А.К., Техника статистических вычислений, М., Наука, 1971.
  96. М.И. Коррозионная стойкость стали 40Х после лазерной обработки, ФХММ, 1974, 10, № I, с.94−96.
  97. О.П. и др. Полиморфное гамма-альфа превращение в железе высокой.степени чистоты, — ФММ, 1972, т.34, № 4, 795 с.
  98. О.Н. и др. Защита металлических поверхностей от фреттинг-коррозии плассмасовыми пленками, М., ВДТЭН, 1959.
  99. .В. Теория эксперимента, М., Наука, 1971.
  100. В.В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов, М., Наука, 1965.
  101. М.С., Паншева Н. Д. Поверхностное упрочнение быстрорежущих сталей, МиТОМ, № 3, 1983, с. 35−37.
  102. И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов, М., Машгиз, 1962.
  103. А. В. Черменский О.Н., Жестеров В. М., Испытания конструкционных материалов на контактную усталость, М., «Машиностроение», 1980.
  104. М.С. Исследования латентного периода фреттин-га, Автореф. канд. дисс., М., 1967.
  105. Е.А., Борзенкова Т. Г. Повышение износостойкости твердых сплавов лазерным упрочнением, «Вестник машиностроения», 1982, № 3, с. 61−63.
  106. Поверхностная прочность материалов при трении, Ред. Кос-тецкого Б.И., Киев, «Техника», 1976.
  107. А.В., Сулима A.M., Евстигнеев М. И., Серебренников Г. З. Технологические остаточные напряжения, М., «Машиностроение», 1973.
  108. Райт К.Г. Р. Исследование контактной коррозии, М., «Прикладная механика и машиностроение», № 6, 1954.
  109. Л.М., Куксенова Л. И. Структура и износостойкость металла, М., «Машиностроение», 1982, 212 с.
  110. НО. Рыжов Э. В. Контактная жесткость деталей машин, М., «Машиностроение», 1966.
  111. Н.Н., Углов А. А., Кокора А. Н. Лазерная обработка материалов, М., «Машиностроение», 1975.
  112. Н.Н., Углов А. А. Состояние и перспективы лазерной технологии и металлургии. Поверхность. Физика, химия, механика, 1983, № 6, с. 5−15.
  113. Н.Н., Углов А. А., Кокора А. Н. Воздействие излучения ОКГ на железные сплавы. Физика и химия обработки материалов, 1976, № 6, с. 14−21.114. 1) умшинский Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента. М., Наука, 1971.
  114. B.C. Изменение состояния поверхностного слоя шлифованных образцов в процессе износа. Сб. «Качество поверхности и долговечность деталей машин», Л., МЭИ, 1956.
  115. А.В., Муравкин О. Н. Фреттинг-коррозия и защита металлов. М., ЦБНТИ, 1957.
  116. Справочник по машиностроительным материалам.М., ГНТИ, т. 1,2, 1959.
  117. В.Н. ФХММ, № 3, 282, Киев, 1967.
  118. Су Н.П., Яханмир С., Абрахамсон П Е.П., Тернер А.П. Л. Дальнейшая разработка теории износа отслаиванием. «Проблемы трения и смазки», 1974, № 4, с. II4-I22.
  119. В.М., Промыслов Е. В., Скворчевский А. К., Кузин Б. Г. Обработка деталей лучом лазера. М., «Машиностроение», 1969.
  120. Р.Б. Контактная коррозия. Сб. «Усталость мее таллов», М., ИЛ, 1961.
  121. Р.Б. Фреттинг-коррозия. Ленинград, «Машиностроение», 1976.
  122. Упрочнение деталей лучом лазера. Ред. Коваленко B.C., Киев, «Техника», 1981.
  123. Н.Б. и др. 0 влиянии вибраций и поверхностно-^актив-ных веществ на процесс разрушения коагуляционно-кристаллизационных структур в начальной стадии структурообразования. ДАН СССР, 1968,5.
  124. А.Д., Райт К.Г.Р., Ман Д. И. Сб. «Усталость металлов, М., И. Л., 1961.
  125. ВШ., Журавлев Ж. Н., Исхакова Г. А., Хор-шев Н.Т. Электрофизические и электрохимические методы обработки, 1980, № 5, с. 6−9.
  126. В.Н. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки, НИИМАШ, вып. I, 1978, с. 1−3.
  127. Ф. Окисление и дислокационные механизмы образования усталостных трещин.- Сб. «Разрушение твердых тел», М., «Металлургия», 1967.
  128. Хирт Дис., Лоте И. Теория дислокаций. М., Атомиздат, 1972.
  129. И.Н., Чернявский К. С. Структура спеченных твердых сплавов. М., «Металлургия», 1975.
  130. .П. и др. Оценка повреждаемости сопряженных поверхностей в условиях виброперемещений. Сб. «Проблемы трения и изнашивания», Киев, «Техника», № 7, 1975, с.
  131. Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. М., Мир, 1970.
  132. Ю.А. Исследование' и промышленное внедрение прогрессивных режимов термообработки. Сб. «Новые конструкционные металлы и сплавы и методы их обработки», Запорожье, 1983.
  133. Щур Е.А. и др. Повышение конструктивной прочности сталей при лазерной закалке. МиТОМ, 1982, № 5, с. 36.
  134. Элдрич Дис. В., Эвери Д. Х. Поведение сверхпластического сплава при циклическом деформировании. В кн. «Сверхмелкое зерно в металлах», М., «Металлургия», 1973.
  135. ALLSOP R.T. Fretting corrosion of metals. Metallurgia. 1959, No.358, 39−43, No. 359 pp.87−92.
  136. AUERS {DID. SHAETER R.T., ROBEY W.P. A Laser processing techigue for improving the wear resistance of metals. «G.Matals», 1981, 33, No. 8, 19−23.
  137. AMMAN E., NINNUBER T. «Stahl of Matals», v.7,No.2,311,1955.
  138. BARBAS F. CATON G. Corrosion de frottement, Technigues du petrole. N Special Consacre a la Corrosion, 34,1961.
  139. BARTEL A. Passungsrost bzw. Reiboxidation-besondere Verschleibprobleme. Der. Maschinenshaden. Helf 7/8, Ang.1963.
  140. BETHUNE В., WATERHOUSE R.B. Adhesion between fretting steel surfaces. Wear- 8, 22, 1965.
  141. BILL R. The role of oxidation in hte fretting wea process, «Wear of Materials 81», ASMfi.1981, p.238−250.
  142. BODA С., MACH D — Met. Trans, 1970, v.1,No.5, p.1455.
  143. BOX G. HUNTER I. Ann of Mathematical Statist 28, 1957.
  144. BRAUNOVIE M. Tribology, Fretting Wear, «Eng. Dig» (can), 27, No.9, 48, 50, 53, 54, 1981.
  145. COLLINS I.A., TOVEY F.M. Tretting-fatigue mechanisms oud the direction of ftetiing motion of fatigue stenghh.T.of Materials, 7,4, 1972.
  146. DIES K. Die Reiboxyidation als chemisch-mechanischer Vorgang. Archiv ftlr das Eisenhtittenwesen. 1 6,399,1943.
  147. DUGGAN T. and BYRNE I. Fatigue as a design criterion, Macmillan Press, L.T.D., London, 1977.
  148. DUGUETTE D.T. The role of cyclie wear (fretting) in fatigue crack nucleation in steels.- «Strength Met. and Alloys.Proc. 5 th Int. Conf. Aachen, 1979. Vol.1» Toronto e.a., 1980, 213−218.
  149. EDEN Е.М., ROSE W.N., CUNNINGHAM E.L. The endurance of metals.Proc. Inst. Mech. Eng. 3−4,839, 1911.
  150. PENG I-MING, HIGHTMIHE B.G. The mechanism of fretting. Lubrication Eng. Tune 9, 134, 158, 1953.
  151. PENG I-MING, RIGHTMIRE B.G. Proc. Inst. Mech. Eng.34,170, 1966.
  152. FEHG I-MING. Mechanism of fretting corrosion. T. of Applied Mechanics 21, 4, 1954.
  153. FORSYTH P.I. A Two Stage Process of Fatigue Crack Growth Crack Propagation. Preprint of International Conference, Cranfield, 1962, p.76−94.
  154. GSnsheimer T. Der Schwingung-srei verschlei-Entstehung und Prttfung Ninerlb’ltechnik, 1, 1, 1966.
  155. CODEREY D. Investigation of fretting by microscopic observation- N AC A. Tech. Note, 1009, 1961.
  156. GODEREY D., BAILY T.M. Early stages of fretting of coppar, iron. And steel. Lubrication bug. May-Iune, 1954.
  157. GORDELIER AND Т.О. CHIVERS. A literature review of palliati ves for fretting fatigue, «Wear 56,1979. p.171−190. «Wear an International Tournal on the Science and Technology of Friction Lubrication ond wear».
  158. GURLAND T.-Powder Metallurgy.Proc. of international Conf. held in New-York, 1960, p.13−17.
  159. HALLIDAY T.S. Experimental investigation of some processes involved in fretting corrosion. Conference on Lubrication and Wear. Inst. Mech. Eng., 39,640,1957.
  160. HALLIDAY T.S., HIRST W. The fretting corrosion of mild steel. Proc. of the Roy. Soc. A 1206, 236, 1956.
  161. HOEPPNER D.W., GATES E.L. Fretting fatigue considerations in engineering design «Wear», 1981,70, No.2,155−164.
  162. HURRICKS P.L. The mechanism of fretting. A review. Wear.15, 389,1970.
  163. T KAYABA and A. IWABUCHI. «Influence of hardness ou fretting wear». «Wear of materials ASME, New-York, 1979, p.371−378.
  164. KOVALEVSKYI V.V. The Mechanism of Fretting Fatigue in Matals-Wear, 1981, vol.67, No.2, p.271−285.
  165. KOVALEVSKYI V.V., WATERHOUSE R.B. Fretting of construction materials., «Optimum Resourse Utilisation though Tribo-Terotechnology ond Maintenance Management, IIMMEC New-Delhi India, 1981.
  166. NISHIOKA K. and HIRAKAWA K. Fundamental investigation of fretting fatigue. Bull. Tapan.Soc. Mech. Eng.Pt.2,12(50), 1969, 180, Pt.3, 12(51), 1969, 397.
  167. SATO I. et al «Дзюнкащг I.Iap.Soc.Lubr. Eng.», 26, No.8,1981, p.555−561.
  168. SAKMANN B.W., RIGHTMIRE B.G. Investigation of fretting corrosion under several condition of oxidation. NAGA. Tech.Note. 1492, 1948.
  169. SINGH H.B., COPLEY S.M., BASS M. Fatigue resistance of laser heat-treatld 1045 Carbon steel. «Met.Trans», 1981, A12, No.1,138−140.
  170. SCARLETT N.A. Greases to prevent fretting corrosion. Engineering. 25 March, 424,1960.
  171. SOLKIND M.I. LUKAS P.I., FREtting Fetigue in Titanium Helicopter Components Corrosion Fatigue, NACE, 627−630, 1972.
  172. SPILLMAN I.I. Fretting corrosion IAAE Toumal.44,1957.
  173. E.S. SPOROLES, TR., D.T. DUWUETTE. The mechanism of materials romoval in fretting. Wear, 49,1978,p.339−352.
  174. SDH N.P. «The Delamination Theory of Wear», Wear, Vol.25, 1973, pp.111−124.
  175. SUH N.P., TURNER A.P.L.f Elements of the Mechanical Behavior of Solids, Mc Graw-Hill (Seripta), New-York, 1974.
  176. The role of cyclic Wear (fretting) in fatigue crack nuclea-tion in steels. Duguette D.T. «Strength Met. and Alloys.Proc. 5 th Int.Conf. Aachen, 1979, Vol.1».Toronto e.a., 1980,213−218.
  177. Tomlinson Gr.A. The rusting of steel surfaces in contact. Proc.Roy.Soc.A.115,472,1927.
  178. TOMLINSON Gr.A., THORPE P.L., GOUGH H.I. An investigation of the fretting corrosion of closely fitting surfaces.Proc.Inst.Mech. Eng. 141, 323, 1939.
  179. TETELMAN A.S. Mc. EVILY A.T. Fracture of structural materials. N.-Y. Interscience, 1968, p.460.
  180. UHLIG U.U. Mechanism of fretting corrosion T. of Appl.Mech. 21, 4, 401, 1954.
  181. UHLIG H.H. et al, Fundamental investigation of fretting corrosion. NACA. Tech.Note.3920,1953.
  182. VYHNAL R., RADELIFFE S. Acta metalurgica, 1967, v.15,No.9, p.1475.
  183. WATERHOUSE R.В., TAYLOR D.E. Fretting Dehris and the Detami-nation Iheory of Wear.- «Wear», 1974, vol.29,No.3,p.337−344.
  184. WATERHOUSE R.B. Fretting Wear.-In.:Wear of Materials-81. San Francisco, 1981, p.17−21 .
  185. WATERHOUSE R.B. Fretting Corrosion. Pergamon Press. New-York, 1972.
  186. R.B. WATERHOUSE. Fretting of construction materials. Optimum Resource Utilisation though Tribo-Terotechnology and Maintenance Management, IIMMEC New—Delhi, India, 1981.
  187. WATERHOUSE R.B. Fretting corrosion. The chartered Mechanical Engineer.Vol.2,No.7,1955.
  188. WATERHOUSE R.B., Fretting, Treatise on materials science and technology vol.13, Academie Press, 1979, p.259−286.
  189. WHARTON M.H., TAYBOR D.E., WATERHOUSE R.B. Metallurgical factors in the fretting-fatigue behaviour of 70/30 brass and 0,7 $ carbon steel. Wear 23, 251, 1973.
  190. WRIGHT K.H. Proc- Inst. Mech. Eng. 113,553,1952−1953.
  191. Математический аппарат регрессионного анализа
  192. X 02 х<2 ¦¦ ОС, к 2. •> У =•X оы ОС /л/. • ОС кг/ Чкп.1.1)где: X матрица-вектор независимых переменных- у — матрица-вектор наблюдений.
  193. Математическую модель исследуемого процесса будем искать в виде однородного линейного уравнения :
  194. У = Во*о+. .. + 6КХК, (п. 1.2)к которому логарифмированием и последующей заменой переменныхприводится модель мультипликативного типа.
  195. Для отыскания методом наименьших квадратов коэффициентоврегрессии, минимизировалась сумма квадратов отклонении ы 2пп.1.3)
  196. Приравнивая нулю частные производные по переменным, получали систему нормальных уравнений:
  197. Во (ОО) + В,(00+.. + Еж (Ок) =(0У)
  198. Ьо (/о)^ В, 00 BKUK) = (1У)••• +. .. +. +. = .
  199. Bo^q) + б/СкО+. + в*(к/о =¦(*
  200. Ш =QO =2u- ft О = 2 — C^) = у).0 n = f «n=y n = 1
  201. Матрица, с помощью которой можно записать нормальные уравнения, имеет вид :10.(н). СУУ) х V< коХкО.. .(кк) ** (КУ)(п. 1.5)
  202. Система нормальных уравнений записывалась в матричной форме:1. Х*Х8 = Х*У -где 6 матрица столбец, элементами которой являются коэффициенты регрессии В0> Qi, ••.,&>< .т #
  203. После установления однородности дисперсий определялись коэффициенты регрессии 100. :п1. S У: X, «(У)
  204. В0= з-J, А ~i7T) ' (п. 1.11)7.Х Lai-t -- '-
  205. X1 сумма квадратов кодированных значений1.-гоi»< LUфактора для всех опытов. Причем кодировка входных параметров производится таким образом, чтобы при максимальном их значении X = + I. а при минимальном х — - I.
  206. Найденные значения Ь сравнивались с табличными ~tma$A
  207. Планирование экспериментов при оптимизации режимов лазерной обработки в связи с фреттинго-стойкостью
  208. Для оптимизации режимов упрочняющей обработки, в процессе которой формируются основные элементы качества поверхности, использовался метод Бокса-Уилсона 14б. .
  209. Шаговый процесс движения по поверхности отклика продолжался до тех пор, пока не попадали в «почти стационарную область», 2, з., где линейное приближение оказывается не эффективным и поверхность отклика описывается полиномом второго порядка.
  210. Градиент функции отклика f задавался выражением 100. dXi1 dX^ d Хкdipгде частная производная функции по I -му фактору-единичные векторы в направлении координатных осей.
  211. Если поверхность локального отклика может быть описана линейным уравнением, то частные производные будут равны коэффициентам регрессии 99. .
  212. Для отыскания оптимума применялся метод крутого восхозвдения по градиенту, который осуществлялся в следующем порядке 2. -
  213. Определялся нулевой уровень.
  214. Определялся интервал варьирования входных факторов 211 > как полуразность максимальных и минимальных их значений.
  215. Строилась таблица расчета шагов и движения по градиенту, в которую заносились: нулевой уровень, интервал варьирования икоэффициенты регрессии.
  216. Подсчитывались произведения коэффициентов регрессии на соответствующие интервалы варьирования и результаты заносились в таблицу.
  217. Устанавливалась величина QK «на которую будет изменен один из факторов.
  218. Осуществлялся пропорциональный пересчет всех факторов на изменение данного фактора принятого:1. СЦ = rQk «• BiOi (П. 2.2)1. D к ' J к
  219. Определялись шаги, т. е. координаты факторного пространства, в которых должны ставиться опыты.
  220. В полученных точках факторного пространства проводились мысленные и реализованные опыты до получения наилучшего значения оптимизируемого параметра.
  221. Условия наилучшего опыта принимались за нулевую точку, в окрестностях которой проводится следующая серия опытов с меньшим интервалом варьирования.
  222. В этой серии опытов проверялась значимость входных факторов и адекватность модели.
  223. Опыты проводились до тех пор, пока линейное приближение при минимальных интервалах оказывалось не эффективным. Это значит достигнута область оптимума, и режимы лазерной обработки в этой области являются оптимальными для исследуемого параметра.
  224. О статистическом подходе к анализу результатов измерения мшфотвердости поверхности
  225. За базу считывания было выбрано расстояние по образующей образца, равное 500 мкм. Полученная база дала объем выборкил = ~аГ = 32 — (п. 3.1)где L длина сканирования, мкм-1. Q база считывания, мкм.
  226. При известной величине интервала верхняя граница определится как сумма ttyu. men +d. Тогда первый интервал таблицы:
  227. Н^тСп^ ti/uLmcn+d — (п. 3.4)второй интервал: — (п. 3.5)1. И т.д.
  228. По абсолютным значениям частот (столбец 2 таблл.31) легко рассчитать относительные частоты: hm % ~ /00%. (п. 3.7)
  229. Столбец 2 табл.ГШ.и соотношение (п. 3.7) дает распределение частот или же эмпирическое распределение случайной величины (микротвердости).
  230. Для вычисления столбцов (5) и (6) и т. д. рассчитываем среднее значение. В данном случае вместо формулы 134, 76. :х= + хг+.. +Xn)=-LixL — (п. 3.8)используем соотношениек1. Л = 7 Г. (п. 3.9)n = f
  231. Здесь: h m абсолютная частота™ -го интерваластолбец 2 табл.п.3.1) — LLm соответствующие середины интервала (столбец 3) — К — число интервалов- п — число измерений. В столбце (4) s т = h т U-m ¦
  232. Дисперсию распределения рассчитываем по формулеt^rri^-xf bm — (п. 3.10)1. I т-1где величина ' ^ гп находится в столбце (7) табл.п.3.1.
  233. Столбцы (5) и (6) вспомогательные. После вычисления среднегозначения х -Ю02,34 и дисперсии (о = 580, в 1 -переходим к расчету критерия? .
  234. В столбце (8) рассматриваемой табллицы приводятся значения5 24 Jгде От ~ верхняя граница m -го интервала.
  235. Для расчета величины критерия Пирсона воспользуемся соотношением l34. г1. У 2 4 (b^- npj — (п. 3.13)п Ртт = 1где значения выражений легко получить из столбцов (12), (13), (14).
  236. Соответствующая данной реализации величина, согласно Пирсону, приближенно удовлетворяет ^ распределению с К — I степенями свободы.
  237. Метод проверки гипотезы нормального распределения по критерию Z сводится к соотношению l34. р (*г «*-,) = <<. (П-ЗЛ4)
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!