Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Метод определения износостойкости сталей без проведения испытаний на абразивное изнашивание

Диссертация: Метод определения износостойкости сталей без проведения испытаний на абразивное изнашивание
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработанный метод аналитического расчета износостойкости сталей основан на использовании стандартных показателей механических свойств и не вызывает методических трудностей при внедрении в инженерную практику. Получена удовлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных данных по износостойкости исследуемых сталей: уровень значимости составил 0,01%, коэффициент парной корреляции 0,82… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ ПРИ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ ПО АБРАЗИВУ
    • 1. 1. Метод оценки износостойкости сталей по характеристикам их механических свойств
    • 1. 2. Метод оценки износостойкости сталей по характеристикам их физических свойств
    • 1. 3. Метод оценки износостойкости сталей по структурным составляющим
    • 1. 4. Энергетический метод оценки износостойкости сталей
    • 1. 5. Анализ аналитических методов оценки износостойкости сталей и их достоверность
    • 1. 6. Метод оценки износостойкости сталей по деформационным характеристикам
    • 1. 7. Цели и задачи исследования
  • ГЛАВА 2. ВЫБОР МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ
    • 2. 1. Обоснование выбора лабораторной установки для испытаний на абразивное изнашивание
    • 2. 2. Выбор параметров проведения испытаний на изнашивание при трении скольжения по абразиву
      • 2. 2. 1. Выбор способа оценки износа
      • 2. 2. 2. Обоснование формы и размера образца для испытаний на абразивное изнашивание
      • 2. 2. 3. Выбор удельной нагрузки
      • 2. 2. 4. Влияние скорости скольжения на износ
      • 2. 2. 5. Выбор сталей для исследования
      • 2. 2. 6. Методические опыты
  • ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТВЕРДОСТИ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ИХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ
    • 3. 1. Исходные предпосылки
    • 3. 2. Испытания на статическое одноосное растяжение
    • 3. 3. Виды разрушения сталей в условиях статического одноосного растяжения
    • 3. 4. Методика определения характеристики эффективной твердости
    • 3. 5. Взаимосвязь эффективной твердости со структурным состоянием сталей различных классов
    • 3. 6. Влияние механических свойств сталей на динамику изменения эффективной твердости
  • ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ ЭФФЕКТИВНОЙ ТВЕРДОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ ПРИ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ ПО АБРАЗИВУ
    • 4. 1. Влияние температуры отпуска сталей различных структурных классов на изменение их эффективной твердости и износостойкости
    • 4. 2. Изменение износостойкости сталей при скольжении по абразиву в зависимости от их эффективной твердости
    • 4. 3. Расчетно-аналитический метод определения эффективной твердости
    • 4. 4. Определение износостойкости сталей при абразивном изнашивании
    • 4. 5. Аналитическая формула для определения абразивной износостойкости сталей
  • ГЛАВА 5. РУКОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ БЕЗ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НА АБРАЗИВНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ
    • 5. 1. Исходные предпосылки
    • 5. 2. Сущность предлагаемого метода
    • 5. 3. Аналитический способ определения показателя эффективной твердости
    • 5. 4. Определение износостойкости сталей при абразивном изнашивании по критерию эффективной твердости
    • 5. 5. Взаимосвязь механических свойств сталей и их износостойкости
    • 5. 6. Определение износостойкости сталей аналитическим методом с использованием критерия эффективной твердости и проверка его применимости
  • ВЫВОДЫ

Метод определения износостойкости сталей без проведения испытаний на абразивное изнашивание (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время стала убедительно прослеживаться тенденция преждевременного отказа машин различного назначения. Это касается газонефтяной, горнорудной, угольной, дорожной, сельскохозяйственной, деревообрабатывающей и других отраслей машиностроения. Связано это с тем, что существенно возросли нагрузки на рабочие поверхности исполнительных узлов машин и пар трения, а ассортимент сталей для изготовления машин остался практически без кардинального обновления.

Основной путь продления ресурса работы машин связан с выбором более износостойких сталей и упрочняющих технологий. Ресурс работы машины можно повысить, не меняя ее конструкцию, заменив стали для ее изготовления новыми с более высокими механическими свойствами. Однако, сложность выбора износостойких сталей сопряжена с отсутствием надежных инженерных критериев, позволяющих ранжировать стали по их износостойкости без проведения испытаний на изнашивание. Сложность выбора критериев для расчета машин на износ обусловлена тем, что износостойкость стали зависит от многих факторов, не являясь постоянной величиной как любая характеристика механических свойств сталей.

Разработка показателей износостойкости сталей, доступных в инженерной практике, позволит исключить продолжительные и трудоемкие испытания на изнашивание, выбирать износостойкие стали и назначать оптимальные режимы их термической обработки, обеспечивающие более высокую износостойкость.

Эта идея, впервые разработанная в Российском Государственном университете нефти и газа имени И. М. Губкина, уже получила достаточное подтверждение. Имеется в виду критерий из числа гостированных характеристик механических свойств и их сочетаний. Но этот путь, безусловно, тоже имеет свои ограничения и не удовлетворяет всем видам изнашивания. Вероятно, наиболее эффективным является путь определения критерия аналитическим путем, тоже базируясь на характеристиках механических свойств.

Этой задаче и посвящена наша работа.

В работе предстояло разработать аналитические методы оценки износостойкости сталей различных структурных классов без проведения испытаний на изнашивание. Учитывался основной принцип, развиваемый в работах последних лет, о том что в основе механического изнашивания сталей лежит прочностная основа. Следовательно, процесс формирования частиц износа предполагает преодоление этой прочности, то есть разрушение структуры металла, которое неизбежно сопровождается его упрочнением. Эффект упрочнения вносит существенную поправку в показатели износостойкости сталей при равных характеристиках их механических свойств, что объясняется различной способностью сталей к упрочнению. Это и является особенностью представленной работы.

выводы.

1. Проведенный в работе анализ литературных данных выявил актуальную проблему создания методов оценки износостойкости сталей без проведения испытаний на изнашивание с использованием характеристик механических свойств или их сочетания. Анализ исследований последних лет подтверждает, что в механизме абразивного изнашивания лежит прочностная основа. Абразивное изнашивание, сопровождаемое пластической деформацией сталей, вызывает их упрочнение, как и в случае испытания на одноосное растяжение. Величина этого упрочнения определяется приращением твердости.

2. Эффективная твердость, как разность между критической и начальной микротвердостью при статическом одноосном растяжении, достоверно отражает деформационное упрочнение сталей.

3. Эффективная твердость закаленных сталей в диапазоне температур отпуска Ю0.600°С изменяется в зависимости от структуры и класса стали и характеризуется значениями от 850 до 3600 МПа.

4. Установлено подобие характера изменения эффективной твердости и износостойкости сталей различных структурных классов в зависимости от температуры отпуска.

5. Влияние характеристик механических свойств сталей на их эффективную твердость неоднозначно: с ростом характеристик прочности эффективная твердость увеличивается, характеристики пластичности снижают ее.

6. Экспериментальным путем установлен закон изменения износостойкости сталей при трении скольжения по абразиву в зависимости от эффективной твердостиувеличение эффективной твердости вызывает рост износостойкости.

7. Достоверность разработанного аналитического метода расчета эффективной твердости сталей с использованием их исходной твердости и коэффициента структурной устойчивости подтверждается удовлетворительной сходимостью экспериментальных и расчетных данных (уровень значимости составил для перлитного класса — 4%, карбидного -14%, мартенситного — 23%).

8. Разработанный метод аналитического расчета износостойкости сталей основан на использовании стандартных показателей механических свойств и не вызывает методических трудностей при внедрении в инженерную практику. Получена удовлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных данных по износостойкости исследуемых сталей: уровень значимости составил 0,01%, коэффициент парной корреляции 0,82. Проверена применимость метода с использованием данных по износостойкости, полученных другими авторами.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Н.В., Дудкина Н. Г. // Заводская лаборатория. — 1995. — № 7. — С. 19−21.
  2. В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. -М.: Наука, 1983. -280с.
  3. Н.Н. // Трение и износ. 1988. — Т.9. — № 2. — С.317−320.
  4. М.Л. Механизмы упрочнения твердых тел. М.: Металлургия, 1965. — 367 с.
  5. М.Л. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977. — 430 с.
  6. С.Н. // Металловедение и термическая обработка металлов. -1993.-№ 11. -С.18−21.
  7. С.Н. // Металловедение и термическая обработка металлов. -1993. № 3. — С.10−12.
  8. Л.Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. -М.: Вычислительный центр АН СССР, 1968.
  9. В.П., Боровиков И. П. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: ИИД «Филинъ», 1998.
  10. А.Г. Деформационное упрочнение закаленных конструкционых сталей. -М.: Машиностроение, 1981.-231 с.
  11. В.Н., Сорокин Г. М., Доценко В. А. Абразивное изнашивание бурильного инструмента. М.: Недра, 1980. — 260 с.
  12. В.Н., Сорокин Г. М., Колокольников М. Г. Абразивное изнашивание. -М.: Машиностроение, 1990. 224 с.
  13. В.Н., Сорокин Г. М. Износостойкость сталей и сплавов. М.: Нефть и газ, 1994. — 417 с.
  14. В.Н., Сорокин Г. М. Механическое изнашивание сталей и сплавов. М.: Недра, 1996. — 361 с.
  15. Ф.Ф., Златин H.A. Сопротивление деформированию металлов при скоростях 10 -10 м/с // Сб.науч.тр. / М. ЖТО.- 1949. Т. 19. — Вып. 3.
  16. В.И. Физическая природа разрушения металлов. — М.: Металлургия, 1984. 280 с.
  17. Н.Ф. Легированная сталь. М: Металлургиздат, 1963. -271 с.
  18. Ю.А. Инструментальные стали. -М.: Металлургия, 1975. -584 с.
  19. С.А., Пушкар А. Микропластичность и усталость металлов. М.: Металлургия, 1980. — 240 с.
  20. .Д. Механические свойства закаленных сталей. М.: Машгиз, 1951.- 168 с.
  21. .Д., Синявская М. Д. Применение метода радиоактивных изотопов для исследования процессов износа. Киев.: АН УССР, 1956.
  22. С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1961. — Т.З.
  23. А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1977. — 648 с.
  24. В.А. Исследование влияние физико-механических свойств металлов на их износостойкость при скольжении: Дисс. .канд.техн.наук. -М., 1974.
  25. М.Я. Пластическая деформация высоколегированых сталей и сплавов. — М.: Металлургия, 1971. 424 с.
  26. С.С. // Заводская лаборатория. 1959. — № 3. — С.337−339.
  27. В.Н., Николаева О. И. Машиностроительные стали. М.: Машиностроение, 1992. — 480 с.
  28. Закс Лотар. Статистическое оценивание. -М.: Статистика, 1976.
  29. А.Н. Погрешности измерений физических величин. Л.: Наука, 1985.-112 с.
  30. Е. М. Взаимосвязь физических свойств с износостойкостью металлов // Рукопись № 4616-В91 деп. в ВИНИТИ (в соавторстве).
  31. Е.М. Разработка метода оценки износостойкости сталей при трении скольжения и ударе по абразиву: Дисс.. канд.техн.наук. М., 1994.
  32. Е.А. Влияние механических свойств на способность сталей к деформационному упрочнению // Рукопись № 1966-В93 деп. в ВИНИТИ (в соавторстве).
  33. Е.А. Исследование и выбор критерия износостойкости сталей при ударно-абразивном изнашивании // Заводская лаборатория. -1993.-№ 12-С. 52−56.
  34. Е.А. Взаимосвязь процессов, обусловленных1 V/ и ипластической деформацией, с износостойкостью сталей при ударе и скольжении по абразиву // Заводская лаборатория. 1994. — № 6. — С. 50−52.
  35. Е.А. Анализ механизма разрушения сталей в условиях абразивного и ударно-абразивного изнашивания // Рукопись № 2242-В96 деп. в ВИНИТИ (в соавторстве).
  36. Е.А. Деформационное упрочнение и его роль в изнашивании металлов при трении скольжения и ударе по абразиву // Рукопись № 2243-В96 деп. в ВИНИТИ (в соавторстве).
  37. Е.А. Влияние механических свойств сталей на максимальную способность к упрочнению и связь с износостойкостью // Рукопись № 2244-В96 деп. в ВИНИТИ (в соавторстве).
  38. Е.А. Деформационное упрочнение сталей как результат пластической деформации // Рукопись № 2245-В96 деп. в ВИНИТИ (в соавторстве).
  39. Е.А. Способ оценки износостойкости сталей // Патент (Россия) опубл. В ВНИИПД, 1997−4- МПК G01 № 3/56. УДК 621.891 (в соавторстве).
  40. Е.А. К вопросу о поиске связи между механическими характеристиками сталей и их износостойкостью // Заводская лаборатория. -1996. -№ 10.-С. 40−42.
  41. Е.А. Влияние скорости нагружения на физико-механические свойства сталей, их износостойкость и способность к деформационному упрочнению // Заводская лаборатория. 1996. — № 11. — С. 62−64.
  42. B.C. В сб. «Прочность металлов при циклических нагрузках». М.: Наука, 1967, с. 5.
  43. B.C. Вестник машиностроения. 1989. — № 12. — С. 8−12.
  44. B.C. // Заводская лаборатория. 1997. — № 2. — С. 59−65.
  45. B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994.
  46. В.Н., Гладков В. М. Абразивная износостойкость и силы связи решетки металлов // Изв. Вузов.Физика. 1981. — № 12. — С. 156−159.
  47. В.М. Исследование износостойкости и долговечности спеченных твердых сплавов применительно к вооружению шарошечных долот: Дисс. .канд.техн.наук. -М., 1981.
  48. И.Н. Повышение долговечности буровых шарошечных долот за счет применения новой высокопрочной стали для изготовления тел качения опоры: Автореф. дисс. .канд.техн.наук. -М., 1989. -21 с.
  49. .И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. -М.: Машгиз, 1959. 478 с.
  50. .И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970.-390 с.
  51. И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. -480 с.
  52. И.В., Добачин М. Н. и др. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.
  53. И.В. и др. Оценка энергии разрушения материалов при фрикционно-контактном взаимодействии по структурным изменениям. // Теоретические и прикладные задачи трения, износа и смазки машин. М.: Наука, 1982, С. 264−270.
  54. А.И. О связи износостойкости материалов с их физико-механическими свойствами // Проблемы трения и изнашивания. 1978. — № 13.-С. 23−26.
  55. Г. А., Прейс. Износостойкость металлов. М.: Машгиз, 1960.
  56. Ю.М., Рахштадт А. Г. и др. Термическая обработка в машиностроении. М.: Машиностроение, 1980. — 783 с.
  57. .Г. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1969.
  58. П.Н. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин. М.: Стройиздат, 1970. — 72 с.
  59. E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. -239 с.
  60. Мак Лин Д. Механические свойства металлов, М.: Металлургия, 1965.-431 с.
  61. Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. М.: Наука, 1979. — 118 с.
  62. Материалы в машиностроении: Справ.изд. В 5 Т. / Под ред. Ф. Ф. Химушина. Т. 3. — М.: Машиностроение, 1968. — 446 с.
  63. И.И. Разработка метода испытания и исследование изнашивания о монолитный абразив: Автореф. дисс. .канд.техн.наук. -М., 1971.-22 с.
  64. Металловедение и ТО стали: Справ.изд. / Под ред. М. Л. Бернштейна, А. Г. Рахштадта. 2 изд. — Т.1. — М.: Металлургия, 1961. — С. 747.
  65. Металловедение и ТО стали: Справ.изд. / Под ред. М. Л. Бернштейна, А. Г. Рахштадта. 2 изд. — Т. 2. — М.: Металлургия, 1961. — С. 756
  66. Металловедение и ТО стали: Справ.изд. В 3-х Т. / Под ред. М. Л. Бернштейна, А .Г.Рахштадта. 4 изд. — Т. 1. — М.: Металлургия, 1991. -304 с.
  67. Металловедение и ТО стали: Справ.изд. В 3-х Т. / Под ред. М. Л. Бернштейна, А. Г. Рахштадта. 4 изд. — Т. 2. — М.: Металлургия, 1991. -304 с.
  68. И.С. // Методы испытания на изнашивание // Труды совещания 7−10 дек./ АН СССР. -1962.
  69. С.М. Влияние структуры и свойств стали 110Г13Л на ее износостойкость при ударе и скольжении по абразиву: Автореф. дисс.канд.техн.наук. М., 1973.
  70. И.А. Теория дислокаций в металлах и ее применение. М.: АН СССР, 1959.
  71. И.А. и др. Теория ползучести и длительной прочности металлов. -М.: Металлургиздат, 1959.
  72. Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками. М.: Машиностроение, 1969. — 132 с.
  73. A.A., Белоусов В. Я., Саркисов B.C. Повышение долговечности деталей газонефтепромыслового оборудования. М.: Недра, 1976. -211 с.
  74. Л.И., Шевченко П. А. Гидроабразивный и кавитационный износ судового оборудования. Л.: Судостроение, 1984.
  75. Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1982.
  76. B.C., Брыков H.H., Дмитриченко Н. С. Износостойкость прессформ огнеупорного производства. -М.: Металлургия, 1971. 160 с.
  77. Г. А. Повышение износостойкости деталей оборудования предприятий пищевой промышленности. -М.: Машгиз, 1963. 296 с.
  78. .М. / Изв. АН СССР.ОТН. 1956. — № 9.
  79. Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука. — 1971. — 192 с.
  80. Л.М., Куксенова Л. И. Структура и износостойкость металла. -М.: Машиностроение, 1982. -212 с.
  81. .П. Исследование влияния механических характеристик сталей на их износостойкость в условиях абразивного изнашивания: Дисс.. канд.техн.наук. М., 1981.
  82. .П. Научно-методические основы синтеза трибосистемы применительно к изнашиванию стали абразивом: Автореф. дисс.. докт.техн.наук. М., 1991, 50 с.
  83. C.B. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению. М.: Атомиздат, 1975.
  84. Н.М., Кантор М. М. Исследование изнашивания сталей при трении в свободном абразиве // Трение и износ в машинах / Изд-во Наука. -1964.-Вып. 19.
  85. .Д. Применение радиоактивных изотопов при изучении износа деталей машин // Повышение износостойкости и срока службы деталей машин. М., 1956.
  86. М.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969.-512 с.
  87. Справочник металлиста: Справ.изд. В 5 Т. / Под ред. А. Г. Рахштадта, В. А. Брострема. 3 изд., Т. 2. — М.: Машиностроение, 1976. -720 с.
  88. Г. М. Исследование износостойкости марганцовистых сплавов при изнашивании в условиях скольжения и удара по абразиву: Дисс.. канд.техн.наук. -М., 1980.
  89. В.Г. и др. Марочник сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1989. — 640 с.
  90. Г. М. // Вестник машиностроения. 1986. — № 5. — С. 11−15.
  91. Г. М. // Вестник машиностроения. 1989. — № 11. — С. 1013.
  92. Г. М. // Заводская лаборатория. 1991. — № 9. — С. 55−59.
  93. Г. М. // Вестник машиностроения. 1992. — № 6−7. — С.1416.
  94. Г. М. // Трение и износ. 1992. — № 3. — С. 443−450.
  95. Г. М. // Трение и износ. 1992. — № 4. — С. 617−623.
  96. Г. М. и др. //Вестник машиностроения. -1996.- № 1.-С.9−13.
  97. Г. М. и др.//Вестник машиностроения-1996, — № 11.-С.8−13.
  98. Г. М. и др. // Вестник машиностроения. 1997.-№ 4.-С.З-7.
  99. Г. М. и др.//Вестник машиностроения. -1997. -№ 8. С.3−6.
  100. Г. М. и др. // Заводская лаборатория. 1997. — № 2.
  101. Практическая трибология. Мировой опыт. // Под ред. А. В. Чичинадзе, Т.П. М.: Наука и техника, 1994. — С. 432−435.
  102. М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976.
  103. В.Н. и др. Методы повышения долговечности деталей машин. -М.: Машиностроение, 1971.
  104. Ульянин. Коррозионностойкие стали и сплавы. -М.: Металлургия, 1991.-256 с.
  105. Ч., Томпсон Р. Физика твердого тела. М.: Мир, 1969.
  106. Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. М.: Металлургия, 1989. — 575 с.
  107. М.М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.-252 с.
  108. М.М. Закономерности абразивного изнашивания. // Износостойкость. М.: Наука, 1975. — С. 13−28.
  109. А.Г. Оценка износа деталей нефтепромысловых машин методом нейтронного активационного анализа: Дисс.. канд.техн.наук. М., 1967.
  110. H.A. Механические испытания металлов. M.-JL: Машгиз, 1954.-433 с.
  111. P.M. Прочность при статическом и повторно-статическом нагружениях. -М.: Машиностроение, 1968.
  112. Н.В. Разработка метода оценки износостойкости сталей по механическим свойствам применительно к абразивному изнашиванию: Автореф.. кванд.техн.наук.-М., 1984.-21 с.
  113. Г. Я., Калугин Ю. К. и др. Косвенная оценка абразивной износостойкости деталей по характеристикам, определяемым внедрением и царапанием инденторами // Износ в машинах и методы защиты от него. М.: Машиностроение, 1985. — С.59−60.
  114. Engel P. A. Impact imar of materials. Amsterdam. 1976, 310 p.
  115. Moutgonury R.S. The mechanism of percussive wear of tungsten carbide composites. Wear, 1968. — № 5.- p. 309−327.
  116. Moore M. The influence of material proporties of abrasive partical contact and volume wear. 4-eme Collog. Int abrasion. — Grenoble, 1979, Saint-Etienne.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!