Academic literature on the topic 'Твердість металу'

Для відновлення ресурсу деталей машин широко застосовують різні способи наплавлення їхніх поверхонь. Встановлено, що найкращі результати показують способи вібродугового наплавлення через слабкий нагрів відновлюваної деталі, незначну величину термічного впливу, внаслідок чого хімічний склад та фізико-механічні властивості деталі майже не змінюються. З'ясовано, що застосуванням електродного дроту з відповідним вмістом вуглецю можна отримати всі види загартованих структур наплавленого металу, який характеризується достатньо високою твердістю та зносостійкістю. Виявлено, що структура та твердість наплавленого металу виходить неоднорідною, на межі оплавлення деяких валиків трапляються пори й мікротріщини. Великі внутрішні розтягувальні напруження, що виникають у покритті, й дефекти структури, у вигляді пор та мікротріщин, різко знижують втомну міцність деталей, що працюють за знакозмінних навантажень. Тому у роботі наведено результати досліджень, які показують залежність втомної міцності і твердості поверхні деталі під час наплавлення зразків електродом з різним вмістом вуглецю без охолоджувальної рідини (в атмосфері повітря та вуглекислого газу) і з охолоджувальною рідиною за подачі її на наплавлюваний зразок на різних режимах. Ці залежності відображають зв'язок між досліджуваними змінними і можуть бути подані у вигляді математичних моделей, які бувають лінійними та нелінійними. Для отримання моделі за певним алгоритмом опрацьовано масиви вхідних і вихідних даних, для яких методом найменших квадратів визначено числові значення коефіцієнтів моделі. Опрацювання емпіричних залежностей твердості поверхні наплавлених зразків від вмісту вуглецю в електроді дало змогу побудувати лінійну модель, а для втомної міцності деталі від вмісту вуглецю – параболічну. Розраховані коефіцієнти кореляції підтвердили достовірний характер отриманих моделей для визначення впливу вмісту вуглецю в електроді на твердість поверхні та втомну міцність деталі.

Проведений аналіз якості поверхневих шарів після сульфоцементації методом електроіскрового легування. Металографічні дослідження показали, що характерний для електроіскрових покриттів білий шар не виражений. Поверхневий шар складається з дифузійної зони, товщина якої збільшується зі зростанням енергії розряду, і основного металу. Дюрометричні дослідження сульфоцементованих покриттів свідчать про те, що в поверхневому шарі утворюються дві зони: зона зниженої мікротвердості та зміцнений шар. За даними мікрорентгеноспектрального аналізу, приповерхневий шар насичений сіркою. Сірка накопичується в поверхні металу на глибині до 30 мкм, її концентрація на цій відстані становить близько 0,4%. Зі збільшенням енергії розряду твердість, глибина шару зниженої мікротвердості і зміцненого шару, а також шорсткість поверхні збільшуються.

Проаналізовано характеристики матеріалів, що використовують для виготовлення різального інструменту. Встановлено, що важливою характеристикою для інструментальних сталей є їх прогартовуваність. Але якщо робоча температура в зоні контакту інструмент-деталь перевищує температуру відпуску, то твердість інструменту понижується через розпад мартенситу та укрупнення частинок карбідної фази, і інструмент буде затуплюватись. Тому важливою прикладною задачею підвищення стійкості різального інструменту є поверхневе зміцнення леза. Проведено дослідження щодо поверхневого зміцнення метало- і дереворізального інструменту з використанням нових комбінованих електродів для нанесення елeктроіскрового покриття (ЕІП) методом електроіскрового легування (ЕІЛ). У розроблених комбінованих електродах використано відомі тверді сплави ТК, ВК, порошковий дріт ПД 80Х20Р3Т з додаванням до них компоненту "К". Виконано експериментальні дослідження процесу свердління зразків із сталі 40Х, загартованої до твердості HRC 38–40. За інструмент взято свердла марки HSS (аналог швидкорізальна легована сталь Р6М5) швейцарської фірми IRWIN. Свердління здійснено цими свердлами незміцненими, зміцненими твердими сплавами ТК і ВК, порошковим дротом ПД 80Х20Р3Т, а також порошковим дротом ПД 80Х20Р3Т з додаванням до них компоненту "К". Встановлено, що стійкість свердел, зміцнених порошковим дротом ПД80Х20Р3Т+"К", порівняно зі серійним незміцненим збільшилась майже у 7 разів. Проведено також поверхневе зміцнення ЕІЛ зубців стрічкової пилки із сталі D6A (аналог 50ХГФМА) для пиляння деревинних матеріалів, з використанням електроду Т15К6+"К". Порівняльні дослідження проведено під час розпилювання деревини ясеня. За результатами досліджень встановлено, що ресурс роботи стрічкової пилки, зміцненої ЕІЛ, збільшився у 2 рази порівняно з незміцненими пилками. На підставі отриманих результатів можна стверджувати, що внаслідок зміни структури поверхневого шару металу підвищується його твердість, а завдяки високій іонізації міжелектродного простору – виникають сприятливі умови для перебігу реакцій, які зумовлюють зміну його хімічного складу. Однак для пояснення механізму процесу зміцнення наведені твердження потребують детальних металографічних досліджень.

Підготовлена до видання «Збірка тестів з хімії». Складені тестові завдання за темами: «Тести перевірки шкільних знань з хімії», «Класи неорганічних сполук», «Еквівалент», «Будова атомів та їхні властивості», «Жорсткість (твердість) води», «Колоїдні розчини, комплексні сполуки», «Розчини», «Йонні реакції, рН, гідроліз солей», «Окисно-відновні реакції», «Властивості s-елементів», «Властивості р – елементів», «Важкі метали», «Властивості d-металів». Тести використовуються для поточного контролю знань студентів-першокурсників екологічної, валеологічної та інженерних нехімічних спеціальностей.

В статті описано вплив твердості ґрунту на розвиток аграрних культур починаючи від проростання та до фор-мування врожаю. Названо основні чинники, які впливають на формування не бажаного явища в ґрунті, так званої плужної підошви. Викладено аналіз вітчизняних та іноземних сучасних методів і засобів визначення та вимірювання твердості ґрунту, починаючи від пенетрометрів і закінчуючи сканерами ґрунту. Питання твердості ґрунту було і є актуальним, тому що від цього залежить формування врожайності і відповідно прибуток фермерів. Таким чином, існує актуальне завдання вдосконалення методів і засобів вимірювання твердості ґру-нту. Піднято питання про розробку більш дешевшого методу, на відміну від ґрунтових сканерів, для визначення плужної підошви, але ж не менш ефективних від них.

Робота присвячена підвищенню надійності та довговічності деталей циліндро-поршневої групи двигунів внутрішнього згоряння. Зміцнення деталей машин можливе за рахунок застосування спеціальних технологічних процесів. Сучасні матеріали та покриття повинні задовольняти високим робочим температурам і навантаженням. Хромування, борування та іонно-плазмове напилення не задовольняють встановленим вимогам якості. Алюмінієвий поршень зазнає руйнувань в районі головки. Це проявляється у накопиченні шпарин, каналів, слідів вимивання сплаву.Окрім цього, внаслідок нагрівання, втрачається міцність алюмінієвого сплаву більше, ніж у 2 рази.Запропоновано створення та застосування покриття, яке б витримувало робочі температури понад 2000ºС, а також ударно-пульсуючі навантаження. Пропонується детонаційно-газовий метод напилення. Він характеризується універсальністю матеріалів: від полімерів до тугоплавкої кераміки, любі метали і сплави. Напилені частинки володіють високою кінетичною енергією. Покриття характеризується високою міцністю, яка сягає 180…200 МПа, твердістю HRCe 60, мінімальною шпаринністю. Температурний вплив при напиленні на заготовку незначний. Запропоновано послідовність підготовчих операцій. Зміцненню підлягали поршень та жарове кільце на детонаційно-газовій установці «УН-102». Застосовувався маніпулятор, що використовує енергію пострілу установки. Отримані поверхні характеризуються регулярною макроструктурою (хвилястістю).Нанесенню підлягав нікель-алюмінієвий сплав. Товщиною покриття – 150…270 мкм, твердість – HV 550, адгезія до основи – 94…100 МПа.Результати досліджень на деталях циліндро-поршневої групи засвідчили зниження робочих температур, внаслідок припрацьовування покриття та якісного ущільнення камери згоряння. Довговічність кілець становить 1,6·106…2,3·106 , що свідчить про значне підвищення опору втомі та ресурсу роботи. Запропонована технологія є придатною та рекомендується до впровадження у серійне виробництво.

Для відновлення ресурсу колінчастих валів автомобільних двигунів широко застосовують різні способи наплавлення їхніх шийок. Встановлено, що найкращі результати за твердістю наплавленого матеріалу в разі відновлення колінчастих валів, без застосування термічного оброблення, отримують під час наплавлення пружинним дротом під флюсом АН 348А за легування металу вуглецем та хромом через флюс. Виявлено, що під час наплавлення деталі під флюсом відбувається значне нагрівання наплавлених ділянок, яке поширюється також на ділянки, що не піддаються наплавленню. Цьому сприяють лінійні та об'ємні розширення нагрітих ділянок деталі, осадження затвердлого розплавленого металу та перебіг структурних змін і перетворень у ньому. Як з'ясувалося, це супроводжується появою у наплавленому та основному металі розтягувальних або стискувальних напружень, під дією яких змінюється початкова геометрична форма деталі, тобто вона деформується. Встановлено, що деформування деталі може виникнути також і від згину, перекосу або її скручування у затискному пристрої, від надмірного стиснення у центрах верстату або від теплового видовження у процесі наплавлення тощо. У випадку невеликих величин деформування правлення колінчастих валів після наплавлення не обов'язкове, оскільки їхня співвісність за корінними шийками може бути досягнута в процесі механічного оброблення. Для цього необхідно спочатку шліфувати всі шатунні шийки й в останню чергу – корінні. За величин деформувань, більших від допустимих, деталі піддають правленню або утилізуванню. Для оцінки впливу на величину деформування колінчастих валів двигунів ЗМЗ 511.10 після їхнього відновлення наплавленням і подальшого шліфування побудовано ймовірнісну модель. На основі статистичного опрацювання результатів досліджень встановлено закономірності зміни випадкової величини (деформувань) за допомогою побудови емпіричного розподілу і кривої теоретичного розподілу, які підпорядковуються нормальному закону (Крива Гауса). Перевірка узгодження теоретичного та емпіричного розподілів за критерієм Пірсона показала задовільний збіг.

Легування – переводиться як сплавлення. Цей технологічний метод став цілеспрямовано застосовуватися порівняно недавно і являє собою технологічний процес додавання певного кількості деяких хімічних елементів у розчин розплавлених металів для поліпшення їх технічних властивостей. Спочатку це було пов'язане з технологічними труднощами. Легуючі добавки просто вигорали при використанні традиційної технології одержання сталі. Примітно те, що з першими сталями , що познайомилася людина, були природнолегуючі сталі. Ще до початку залізного віку застосовувавалося метеоритне залізо, яке мало в своєму складу до 8,5 % нікелю. Високо цінувалися і природно леговані сталі, виготовлені із руди, споконвічно багатої легуючими елементами. Підвищена твердість і в`язкість японських мечей з можливістю забезпечити гостроту крайки, можливо, пояснюються наявністю в сталі молібдена. Сучасні погляди про вплив на властивості стали різних хімічних элементів почали складатися з розвитком хімії у другій чверті XIX століття.

Здійснено систематизацію літературних даних щодо одержання композиційних електрохімічних покриттів на основі нікелю, структури та властивостей покриттів нікелю з частинками ультрадисперсних алмазів, фулерену, фторопласту, різних сполук металів. Найбільшого поширення серед композиційних електрохімічних покриттів (КЕП) набули покриття з нікелевою матрицею, які характеризуються високою твердістю та зносостійкістю, а також стійкістю в корозійних середовищах. В останні роки значну увагу приділяють нікелевим покриттям, що містять як дисперсну фазу ультрадисперсні алмази (наноалмази; УДА), фулерен С60 і фторопласт (тефлон). Для осадження КЕП нікель-УДА Зазвичай використовують класичні сірчанокислі електроліти. УДА позитивно впливають на якість нікель-алмазних покриттів. Коефіцієнти тертя, порівняно з нікелевими покриттями, зменшуються з 0,43 до 0,33, а мікротвердість зростає з 2,45 до 4,31 ГПа. Деталі, покриті КЕП-нікель-УДА, можуть служити в 20 разів довше ніж деталі з нікелевим покриттям. При осадженням алмазних шарів з нікелевим покриттям на різальних інструментах одержують рівномірні КЕП із вмістом частинок від 20000 до 25000 на см2 поверхні. Входження наноалмазних частинок до нікелевої матриці призводить до зменшення розміру зерна, утворення дислокацій у вигляді клубків і сіток уздовж меж зерен. КЕП нікель-УДА має стовпчасту структуру. Збільшення мікротвердості За включенням бору в нікель-алмазні КЕП, можливо, пов’язане з переходом від стовпчастої до ланцюго-розширеної структури. Введення в сірчанокислий електроліт нікелювання частинок фулерену С60 полегшує катодний процес осадження КЕП нікель-фулерен. Одержаний КЕП має шорстку поверхню, мікровиступи якої утворюються за зарощуванням дисперсних частинок металом.

Здійснено систематизацію літературних даних щодо одержання композиційних електрохімічних покриттів на основі хрому, міді, цинку, олова, благородних металів, структури та властивостей покриттів хрому з частинками наповнювачів різної природи. Одним із способів поліпшення фізико-механічних властивостей є одержання комплексних електрохімічних покриттів (КЕП). Вихід за струмом хрому в присутності ультрадисперсних алмазів (УДА) знижується як у стандартному, так і в саморегулівному електролітах хромування. Композиційні покриття хром-графіт можуть бути використані у виробах, які працюють за умов сухого тертя. Зносостійкість і твердість КЕП на основі хрому значно підвищується за введення в стандартний електроліт хромування дисперсних частинок кремнію або діоксиду титану. Основне зазначення КЕП на основі міді – надання металевим поверхням зносостійкості, жароміцності й антифрикційних властивостей. Для одержання КЕП на основі міді найчастіше використовують сульфатні електроліти. Введення в електроліт УДА не змінює природу та механізм електродного процесу. Мікротвердість покриттів, осаджених з електроліту з вмістом УДА зростає майже в півтора разів порівняно з осадами, одержаними з базового електроліту. Електролітичні залізні покриття використовують для відновлення деталей машин і механізмів. Композиційні покриття на основі цинку застосовують для захисту сталевих поверхонь від корозії з поліпшенням їх фізико-механічних властивостей. КЕП на основі срібла з електропровідними частинками осаджують на електричні контакти для поліпшення провідності.

Магістерська робота присвячена вивченню впливу дифузійного насичення на структуру, фазовий склад та властивості покриттів на інструментальній вуглецевій сталі У8А. В основу магістерської роботи стоїть задача дослідження дифузійних покриттів системи Ti-Cr-Al, в порівнянні з титануванням. Запропонований метод титанохромоалітування дозволить забезпечити збільшення загальної товщини покриття, підвищення зносостійкості, а також зниження вартості процесу в порівнянні з більш класичним титануванням. Запропонований спосіб титанохромоалітування можна використовувати в різних галузях промисловості для забезпечення високої зносостійкості. Спосіб не складний з технологічної точки зору, не потребує дорогого спеціалізованого обладнання та висококваліфікованого обслуговуючого персоналу, екологічно чистий.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Сумський державний університет, Суми, 2015. Дисертаційна робота присвячена дослідженню структурно-фазового стану і фізико-механічних властивостей наноструктурних покриттів (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N, які отримані вакуумно-дуговим осадженням. Проведене комплексне дослідження впливу режимів осадження (тиск робочого газу і потенціал зсуву підкладки) на морфологію, елементний і фазовий склад та як наслідок напружено-деформований стан, термічну стійкість, механічні і трибологічні властивості покриттів. Методами мікроаналізу (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N покриття, такими як: ЕРМ, РЗР, ВІМС і МСТР, виявлено однорідний розподіл складових елементів у приповерхневому шарі, наявність тонкої оксидної плівки (ZrO, NbO, HfO і ZrO2) на поверхні та технологічних домішок (H, C і O). Визначені основні закономірності формування структурно-фазового стану покриттів, які отримані при різних параметрах осадження. Виявлено, що покриття є твердими розчинами з ГЦК-кристалічною граткою типу NaCl із кристалітами нанометричного масштабу. Встановлено, що підвищення енергії іонів зумовлює розвиток стискаючих напружень в покриттях. Дослідження термічного відпалювання на структурно-фазовий стан нітридних покриттів показало, що застосування високих значень параметрів осадження підвищує термічну стійкість до формування окислів. Аналіз механічних характеристик покриттів, виявив, що збільшення потенціалу зсуву підкладки приводить до підвищення твердості та модулю Юнга. Дослідження трибологічних властивостей (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N покриттів, які осаджені на металеві диски показало збільшення коефіцієнта тертя та фактору зносу. Шляхом експериментального дослідження та теоретичного розрахунку статистичних параметрів встановлені закономірності зміни мікрогеометрії покриттів, які отримані при різних режимах осадження.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 – физика твердого тела. – Сумский государственный университет, Сумы, 2015. Диссертационная работа посвящена исследованию структурно-фазового состояния и физико-механических свойств наноструктурных покрытий (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового осаждения. Проведено комплексное исследование влияния режимов осаждения (давление рабочего газа и потенциал смещения подложки) на морфологию, элементный состав, фазовое и напряженно-деформированное состояние, термическую стойкость, механические и трибологические свойства покрытий. Показано, что повышение физических параметров осаждения приводит к уменьшению капельной составляющей на поверхности покрытия и, как следствие, формированию более равномерной поверхности. Использование экспериментальных и численных методов позволило провести как качественный, так и количественный анализ морфологии покрытий в зависимости от потенциала смещения подложки. Применение взаимодополняющих методик элементного анализа позволило проанализировать влияние параметров осаждения на концентрацию составляющих элементов, обнаружить неконтролируемые примеси в покрытии, провести комплексное исследование распределения элементов по глубине. Анализ структурно-фазового состояния обнаружил формирование твердого раствора с ГЦК-кристаллической решеткой всеми покрытиями независимо от режимов осаждения. Расчет субструктурных характеристик показал наличие кристаллитов нанометрового масштаба. Выявлено, что повышение энергии ионов приводит к развитию сжимающих напряжений в покрытии. В результате исследования термической стойкости обнаружено, что формирование сильнотекстурированного состояния и высокого уровня деформации сжатия в покрытии повышает его стойкость к формированию окислов. Выявлено, что термическое воздействие приводит лишь к слабому росту кристаллитов. Исследование механических характеристик показало, что в зависимости от условий осаждения твердость покрытий варьируется от 36 до 43 ГПа. Установлено, что нанесение нитридных наноструктурных покрытий (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N на стальной диск значительно улучшает износостойкость последнего.
The thesis is devoted to the investigation of structural-phase state and physical and mechanical properties of nanostructured coatings (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N, obtained by vacuum-arc deposition. The complete investigation of the effect of deposition regimes (working gas pressure and substrate bias potential) on the morphology, elemental composition, phase and stress-strain state, thermal stability, mechanical and tribological properties of coatings was studied. The homogeneous distribution of the constituent elements in the surface layer, the presence of a thin oxide layer (ZrO, NbO, HfO and ZrO2) on surface and uncontrolled impurities (H, C and O) in (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N coatings were found by methods of microanalysis such as: EDX, RBS, SIMS and GDMS. The general features of structural and phase state of coatings, obtained at different technological parameters of deposition, were determined. It was found, that the coatings obtained by vacuum arc deposition, form the solid solution of fcc type crystal structure with grain of nanometer scale. It was established, that the increasing of energy of the ions causes the development of compressive stresses in the coating. The results of the study of thermal annealing on structural and phase state nitride coatings are given. It was shown, that the application of high values of deposition parameters increases the thermal stability to the formation of oxides. The analysis of mechanical characteristics of coatings found that the increasing of substrate bias potential leads to higher hardness and Young's modulus. The investigation of tribological properties (Ti-Hf-Zr-V-Nb) N coatings, which deposited on metal disks, showed an increase in the coefficient of friction and wear factor. Through the experimental investigation and theoretical calculation of statistical parameters the features of the change of coatings microgeometry, obtained with different modes of deposition, were established.

Заяць Б.М. Проект дільниці ремонтного цеху для ремонту клапанів впускних 2101-1007010 та клапанів випускних 2101-1007012 ГРМ автомобіля ВАЗ-2101 з дослідженням довговічності підшипників колінчастого вала. 274 «Автомобільний транспорт». – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль, 2018. В магістерській роботі виконано розроблення проекту дільниці ремонтного цеху для ремонту клапанів впускних 2101-1007010 та клапанів випускних 2101-1007012 ГРМ автомобіля ВАЗ-2101 з дослідженням довговічності підшипників колінчастого вала.
Zayats B.M. Plans and specifications of repair shop area for the inlet valves 2101-1007010 and outlet valves 2101-1007012 GRM repair of motor vehicle VAZ-2101 including the study of crankshaft bearings durability. 274 « Automobile transport». – Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University. – Ternopil, 2018. In the master's work the design of the repair section of the repair shop for the repair of the inlet valves 2101-1007010 and the valves 2101-1007012 of the TMP of the VAZ-2101 vehicle with the study of the longevity of the crankshaft bearings was made.
Реферат Вступ 1 ЗАГАЛЬНО-ТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ 2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 3 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 4 СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ. 5 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 6 ПРОЕКТНИЙ РОЗДІЛ 7 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 8 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ…. 9 ЕКОЛОГІЯ ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ЩОДО МАГІСТЕРСЬКОЇ РОБОТИ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ДОДАТКИ