ОЦЕНКА АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИКОТРИРОВАННОЙ СТАЛИ 25Х3М3НБЦА
В данной работе представлены исследования структуры и свойств никотрированных покрытий на стали 25ХЗМЗНБЦА в связи с ее применением в узлах трения машин.
Комплекс проведенных исследований показал, что никотрированные слои при соответствующем выборе рациональных режимов обладают высокой износостойкостью при трении скольжения и в том числе в различных коррозионных средах (отработанные газы топлива, порохов, расплавы пластмасс) и в условиях взаимодействия ударных нагрузок, обладает значительно малыми коэффициентами трения и боль
шим сопротивлением термической усталости. Поэтому целью работы являлась рационализация режимов никотирования стали 25ХЗМЗНБЦА на основе исследования закономерностей структурообразования покрытий, а также оценка антифрикционных свойств структурно - оптимальной стали.
Для решения задачи по оптимизации никотрирования стал 25ХЗМЗНБЦА был применен метод математического планирования эксперимента. Для достижения требуемых эксплуатационных свойств необходимым и условием является наличие плотного, беспористого «белого» слоя, поэтому параметром оптимизации была выбрана его толщина. В качество независимых переменных определены технологические факторы: температура насыщения, продолжительность насыщения и состав смеси при никотрировании. Изменяя указанные параметры находили комбинации при которых «белый» слой наиболее толстый. Выбрали пять режимов насыщения, которые представлены в таблице1.
Таблица 1. Режимы насыщения стали 25ХЗМЗНБЦА
|
Режим |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура, ОС |
580 |
580 |
580 |
580 |
600 |
|
Время, час |
8 |
8 |
8 |
4 |
6 |
|
Соотношение аммиака и эндогаза |
30/70 |
50/50 |
70/30 |
50/50 |
50/50 |
Износостойкость деталей зависит от микротвердости, толщины и фазового состава никотрированных покрытий. Поэтому для выбранных пяти режимов были проведены исследования толщины слоя (методом металлографического анализа), микротвердости (дюрометрическим анализом), и фазового состава (рентгеноструктурным анализом).
Исходя из максимального значения эффективной глубины диффузной зоны малой пористости и высокой микротвердости, определили режим 2 (580 С - 8 ч. - 50/50) и режим 3 (580 С -8 ч. - 70/30) как наиболее рациональные.
Таблица 2. Геометрические хаpaктеристики и микротвердость никотрированных слоев
|
Режим насыщения |
Толщина "белого" слоя",мкм |
Глубина дифф. зон, мкм |
Микротвердость |
||
|
общая |
эффективная |
на поверхности |
в сердцевине |
||
|
1 |
5 |
275 |
110 |
739 |
277 |
|
2 |
до 10 |
300 |
200 |
891 |
332 |
|
3 |
до 12 |
275 |
170 |
795 |
303 |
|
4 |
8 |
300 |
145 |
965 |
306 |
|
5 |
7 - 15 |
300 |
160 |
825 |
295 |
Исследования фазового состава никотрированного слоя показали,что основными фазами, образующимися в процессе совместного насыщения поверхности стали 25ХЗМЗНБЦА азотом и углеродом являются: карбонитридная Fe 3 (СN) и нитридные Fe 3 N, Fe 2 N, Fe 4 N -соединения. Известно, что E фаза Fe 3 N и Fe 2N хрупкая фаза и ее присутствие в никотрированном слое наименее желательно, т. к. слой будет пористый. И, наоборот Fe 4 N - фаза более эластична и ее присутствие благоприятно сказывается на структуре слоя. Исходя из результатов фазового анализа в качестве рационального были выбрана следующие режимы:580 С - 8 ч. - 50/50 и 580 С - 8 ч. - 70/30.
Для оценки триботехнических свойств никотрированных покрытий используют универсальную установку трения , работающую по схеме "кольцо - башмак", при этом и кольцо и "башмак" имели никотрированное покрытие.
Контактная нагрузка к изменялась в диапазоне от 1,0 до 5,0 МПа с интервалом варьирования 0,5 МПа. Скорость скольжения uтр изменялась в диапазоне от 1,0 до 5,0 м/с.
Испытания проводили в условиях смaзoчного "голодания", т. е. в режиме начального смазывания трущихся поверхностей. При соблюдении точности контроля контактных нагрузок σк ± 2 %, точность определения коэффициента трения fтр равна 0,01. Максимальные значения коэффициента трения fтр зафиксировали на уровне 0,4.
Для каждого вида покрытия исследовали по пять образцов, причем каждый из образцов на определенную скорость скольжения (1,0 -2,0 - 3,0 - 4,0 - 5,0 м/с). Давление для каждого из образцов изменились до установившегося значения коэффициента трения соответственно 1,0 - 1,5 - 2,0 - 2,5 - 3,0 - 3,5 - 4,0 - 4,5 - 5,0 МПа.
В таблице 3 представлены результаты испытаний. Полученные по итогам исследования графические зависимости коэффициента трения от значений контактной нагрузки приведены на рисунке.
Таблица 3. Значения параметра fтр для никотрированных покрытий
|
Скорость трения, м/с |
Контактная нагрузка σк, МПа (состав среды 50/50) |
||||||||
|
1,1 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
|
|
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 |
- |
- |
0,40 |
0,40 0,35 |
0,40 0,30 0,20 |
0,35 0,19 0,08 |
0,40 0,22 0,12 0,03 |
0,040, 30 0,15 0,08 0,02 |
0,03 0,20 0,10 0,05 0,01 |
|
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 |
Контактная нагрузка σк, МПа (состав среды 70/30) |
||||||||
|
- |
- |
0,40 |
0,40 0,30 |
0,35 0,20 |
0,40 0,24 0,15 |
0,40 0,25 0,18 0,11 |
0,40 0,32 0,18 0,14 0,09 |
0,34 0,25 0,15 0,10 0,08 |
|
Рис 1. Влияние скорости скольжения Vтр и контактной нагрузки σк на коэффициент трения fтр.
Обозначения: о-о - 1 м/с; Δ-Δ - 2 м/с; □-□ - 3 м/с; х-х - 4 м/с; v-v - 5 м/c
Из представленных на рисунке зависимостей видно, что для двух типов покрытий хаpaктер распределения коэффициентов трения в зависимости от контактных нагрузок одинаков, т. е. ярко выраженная нелинейность fтр =F(σк). Для меньших значений скорости скольжения uтр хаpaктер зависимости fтр от σк более сложный
По мере увеличения скорости скольжения происходит спрямление линий fтр для второго типа покрытия. Для этого покрытия отмечали также на поверхности трения частые микросколы покрытия и наличия большого числа адгезионных треков, сопутствующих катастрофическим механизмам изнашивания, с протеканием эффектов микросварки.
Исходя из полученных результатов можно сделать вывод, что покрытие с составом насыщающей среды 50/50 более антифрикционно, чем покрытие с составом насыщающей среды 70/30.
В частности:
• при малых значениях параметра uтр =1 м/с и больших значениях параметра σк =5 МПа и различие в значениях fтр составит
• при больших значениях uтр =5 м/с и малых значениях σк =2 МПа различие в значениях fтр равно
• при больших значениях uтр =5 м/с и больших σк=5 МПа различие составит
Литература
- 1В.М. Власов, Л.М. Нечаев Работоспособность высокопрочных термодиффузионных покрытий в узлах трения машин.Тула.:Приокск.книж.изд-во,1994 .-235с.
Статья в формате PDF
253 KB...
12 04 2026 14:59:29
Статья в формате PDF
128 KB...
11 04 2026 21:10:49
Статья в формате PDF
121 KB...
10 04 2026 6:12:57
Проведено поэтапное исследование, которое включало в себя оценку индивидуальных резервов соматического здоровья (СЗ) и оценку функционального состояния вегетативной нервной системы на основе исследования вариабельности ритма сердца (ВРС). Уровень СЗ оценивался в баллах. В результате проведенного нами исследования было выявлено, что риск манифестации хронической сосудистой патологии достаточно высок в группе с низкими энергетическими резервами организма (уровнем здоровья «низким» и «ниже среднего»), а таковых у нас оказалось 54,5 % из всех обследованных студентов БелГУ. Следующим этапом исследования была проверка этой версии. При анализе вариабельности сердечного ритма учитывались: показатель общей мощности спектра нейрогумopaльной регуляции сердечного ритма (TP); показатель, отражающий реактивность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы при проведении АОП; визуальная оценка степени кардио-респираторной синхронизации на основании данных спектрального анализа ВРС и пневмограммы. У обследуемых с низким уровнем соматического здоровья признаки вегетативной дисфункции различной степени выраженности наблюдались в 92,5 % случаев. В группе с низким уровнем СЗ реактивность парасимпатического отдела ВНС, отражающая адаптационные резервы организма, оказалась так же низкой. Таким образом, наша версия о взаимосвязи уровня соматического здоровья и частотой встречаемости вегетативной дисфункции полностью подтвердилась. Чем ниже уровень соматического здоровья, тем более вероятна манифестации хронической сосудистой патологии. При высоком уровне здоровья риск возникновения хронической соматической патологии минимален.
...
09 04 2026 16:53:46
Статья в формате PDF
116 KB...
07 04 2026 21:14:55
Статья в формате PDF
95 KB...
06 04 2026 10:42:55
Статья в формате PDF
98 KB...
04 04 2026 18:11:19
Статья в формате PDF 117 KB...
02 04 2026 5:50:40
Статья в формате PDF
252 KB...
01 04 2026 15:24:40
Статья в формате PDF
96 KB...
30 03 2026 14:57:34
Статья в формате PDF
300 KB...
29 03 2026 4:44:15
Статья в формате PDF
277 KB...
28 03 2026 16:12:11
После выхода в свет первого издания книги Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора” прошло 150 лет, но полной ясности в некоторых вопросах, которые вызвали затруднения еще у Дарвина, по-прежнему нет. В предлагаемой статье рассматривается, каким образом под давлением окружающей среды большая популяция, эволюционирующая градуально, превращается в малую группу, в соответствии с синтетической теорией эволюции. И каким образом «многообещающий уpoд» “сальтационистов”, порождение этой вымирающей популяции, совершив скачок и обзаведясь потомством, закладывает популяцию нового вида. Рассматриваются также природа «пульсаций» в теории ”пунктационного” равновесия и ряд других вопросов.
...
27 03 2026 6:14:22
Статья в формате PDF
102 KB...
26 03 2026 18:17:52
Статья в формате PDF
104 KB...
25 03 2026 12:34:55
Статья в формате PDF
112 KB...
24 03 2026 12:33:42
Статья в формате PDF
114 KB...
23 03 2026 16:45:21
Статья в формате PDF
129 KB...
22 03 2026 22:53:48
Статья в формате PDF
111 KB...
20 03 2026 19:43:17
Показано, что общепринятая формула для определения работы справедлива только для частных случаев. Правильное определение работы. Общепринятая формула работы тоже применима только к одному частному случаю.
...
17 03 2026 9:35:58
Статья в формате PDF
141 KB...
16 03 2026 21:40:41
Статья в формате PDF
133 KB...
15 03 2026 15:50:38
В статье рассмотрена категория «инновация», как экономическое явление, что позволило дополнить отраженные в научной литературе критерии классификации инноваций. Определено, что важнейшей формой оказания государственной поддержки инноваций является повышение эффективности государственных расходов.
...
14 03 2026 1:14:11
Статья в формате PDF
100 KB...
13 03 2026 20:56:24
Статья в формате PDF
117 KB...
12 03 2026 17:24:39
Статья в формате PDF
240 KB...
11 03 2026 8:32:37
Статья в формате PDF
121 KB...
10 03 2026 13:59:14
Статья в формате PDF
136 KB...
09 03 2026 10:48:40
Статья в формате PDF
113 KB...
08 03 2026 0:37:19
Статья в формате PDF
145 KB...
06 03 2026 20:30:28
Статья в формате PDF
125 KB...
04 03 2026 8:50:32
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
