Однорідність твердості сталі марки AISI 4140 при використанні методу загартування розпиленням

Мохамад Ачиарсиах$^{1}$, Поппі Паспитасарі$^{2,3}$

$^{1}$Bandung Polytechnic of Manufacturing, Foundry Department, 21 Kanayakan Str., ID-40135 Bandung, West Java, Indonesia
$^{2}$State University of Malang, Mechanical Engineering Department, 5 Semarang Str., ID-65145 Malang, East Java, Indonesia
$^{3}$State University of Malang, Centre of Advanced Materials for Renewable Energy, 5 Semarang Str., ID-65145 Malang, East Java, Indonesia

Отримано: 15.03.2019. Завантажити: PDF

Досліджено характеристики міцності зубців ковша екскаватора, який використовують у вугледобуванні. Екскаватор використовують для розкриття поверхні або зняття шматків ґрунту, що покривають вугільні родовища. Зубці ковша екскаватора виготовлені на Бандунгському політехнічному заводі зі сталі AISI 4140. У процесі серійного виробництва виникла проблема, що полягала у широкому діапазоні величини твердості внаслідок використання гартування продувкою. Тому потрібний був пошук альтернативного методу для забезпечення вужчого діапазону твердості зубців ковша. Для цього вивчена можливість застосування метода гартування розпилюванням. У проведених дослідженнях використано метод рівномірного розпилювання на зразки, розташовані на обертовій сталевій полиці. Вимірювання твердості проводили тричі за допомогою склероскопа Шора на зразках у двох точках: на кінцях зубців ковша та на відстані 80 мм від кінців. Далі знаходили середнє значення результатів вимірювань. Одержані результати показали, що гартування розпилюванням дає вужчий діапазон твердості порівняно з гартуванням продувкою. Вироби з використанням продувки мали твердість 25,16 $HRB$ в точці 1 і 15,66 $HRB$ в точці 2. Вироби з використанням первинного гартування розпилюванням мали твердість 15,1 $HRB$ в точці 1 і 11,56 $HRB$ в точці 2, а після вторинного гартування розпилюванням — 7,3 $HRB$ у точці 1 та 8,4 $HRB$ у точці 2. Таким чином, гартування розпилюванням дозволяє одержати більш рівномірну твердість уздовж зубців і може стати заміною для традиційного методу гартування.

Ключові слова: гартування розпилюванням, гартування з продувкою, твердість, серійне виробництво.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i03/0401.html

PACS: 61.66.Dk, 62.20.Qp, 81.40.Cd, 81.40.Ef, 81.65.-b, 81.70.Bt


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. S. Shahria and S. Wiengwiset, Appl. Clay Sci., 67–68: 26 (2012). Crossref
  2. K. M. Zwilsky and E. L. Langer, ASM Metals Handbook, Technology (ASM International: 2001), vol. 1.
  3. ASM Handbook, Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys (ASM International: 1990), vol. 1.
  4. W. Callister and D. Rethwisch, Materials Science and Engineering: an Introduction (ASM International: 2015).
  5. ASM Handbook: Heat Treating, Technology (ASM International: 2001), vol. 4.
  6. N. Mascarenhas and I. Mudawar, Int. J. Heat Mass Transfer, 53, Iss. 25–26: 5871 (2010). Crossref
  7. D. Tumac, Rock Mech. Rock Eng., 47: 703 (2014). Crossref
  8. George E. Totten, C. E. Bates, and N. A. Clinton, Handbook of Quenchants and Quenching Technology (ASM International: 1993), ch. 7.
  9. N. Mascarenhas and I. Mudawar, Int. J. Heat Mass Transfer, 55, Iss. 11–12: 2953 (2012). Crossref
  10. S. Suryana, U. Sekaran, S. Lee, T. Stearns, and G. M. Geoffrey, Int. J. Manage., 3: 1 (2013).
  11. Michael Ashby and Kara Johnson, Materials Design (Butterworth-Heinemann: 2003).
  12. George E. Totten, Steel Heat Treatment Handbook (ASM International: 2006).
  13. ASM Handbook: Heat Treatment (ASM International: 1991), vol. 4.
  14. S. Coriell, Precipitation Hardening of Metal Alloys (A Century of Excellence in Measurements, Standards, and Technology: 2000).
  15. G. Liang and I. Mudawar, Int. J. Heat and Mass Transfer, 115: 1206 (2017). Crossref
  16. X. Deng and D. Ju, Phys. Procedia, 50: 368 (2013). Crossref