Використання термоциклічного оброблення для підвищення втомної міцности цементованих деталів
О. С. Дробот$^{1}$, С. Я. Підгайчук$^{2}$, Н. М. Яворська$^{1}$, А. А. Нестер$^{1}$, О. В. Багрій$^{1}$
$^{1}$Хмельницький національний університет, вул. Інститутська, 11, 29016 Хмельницький, Україна
$^{2}$Національна академія Державної прикордонної служби України ім. Богдана Хмельницького, вул. Шевченка, 46, 29000 Хмельницький, Україна
Отримано: 14.02.2023; остаточний варіант - 30.03.2023. Завантажити: PDF
Розвиток автомобільного транспорту в розвинутих країнах поставив нові серйозні задачі підвищення строку служби окремих деталів автомобіля для збільшення строку експлуатації автотранспорту в цілому, особливо в наш час, коли в світі випускаються мільйони авто різних марок і призначення: пасажирські, індивідуальні та для перевозки вантажів, у військовій справі. Роботу присвячено удосконаленню технологічного процесу хеміко-термічного та термічного оброблення поршневих пальців із криці 12ХН3А з метою поліпшення структури та підвищення їхньої втомної міцности. Пальці поршневі за умовами роботи повинні мати високу твердість поверхні та в’язку серцевину. Твердість поверхні має бути в межах $HRC$ 58–62, що забезпечить високу зносостійкість цих деталів. Для досягнення такої твердости пальці піддають цементації за температури у 950°C з витримкою у 8–10 годин. Подальше гартування та низьке відпускання мають забезпечити формування структури мартенситу відпуску та задані експлуатаційні властивості. Однак після оброблення пальців за прийнятою на заводі технологією пальці не мають заданих характеристик утомної міцности. Як з’ясувалося, причиною цього є недосконалість структури пальців після кінцевого оброблення: збільшений розмір зерен серцевини, наявність грубих цементитних включень по ширині насиченого цементованого шару. В роботі запропоновано використання термоциклічного оброблення для усунення виявлених недоліків. Термоциклічне оброблення ґрунтується на накопиченні змін у структурі, які відбуваються за один цикл нагрівання$\rightarrow$охолодження. В результаті дії цих змін матеріял набуває структуру та фазовий склад, які недосяжні за звичайних операцій термічного оброблення. В результаті термоциклічного оброблення накопичуються дефекти атомно-кристалічної будови, які підвищують міцність матеріялу. Після проведення термоциклічного оброблення за режимом подрібнено і практично усунено цементитну сітку. Значне подрібнення зерна відбулося після виконання останніх трьох циклів.
Ключові слова: палець поршневий, цементація, термоциклічне оброблення, кривошипно-шатунний механізм.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i05/0647.html
PACS: 61.72.Ff, 62.20.me, 62.20.Qp, 81.30.Kf, 81.40.Ef, 81.40.Np, 81.65.Ps