ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ, ЗАКАЛЕННОГО ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ, ДЛЯ ДЕТАЛИ «ОСЬ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ШЕСТЕРНИ ЗАДНЕГО ХОДА» ПО РАСЧЕТНОЙ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ 45

  • Олег Константинович Пирогов Тольяттинский государственный университет
  • Дмитрий Львович Мерсон Тольяттинский государственный университет
  • Валерий Павлович Ахантьев АО «ВИС»
Ключевые слова: эффективная толщина слоя, прокаливаемость, закалка токами высокой частоты

Аннотация

Работа выполнена на примере детали «Ось промежуточной шестерни заднего хода», изготовляемой из стали 45, и посвящена разработке методики прогнозирования эффективной толщины закаленного токами высокой частоты слоя при помощи расчетной прокаливаемости, использующей данные входного контроля металла по химическому составу и размеру зерна.

Исследование инициировано необходимостью увеличения производительности закалочного оборудования и снижения трудоемкости определения расчетной прокаливаемости. Работа выполнена в связи с тем, что в научной литературе не существует исследования, содержащего подробное описание методики для прогнозирования твердости и эффективной толщины закаленного токами высокой частоты слоя для деталей из стали 45 при помощи расчетной прокаливаемости. В данном исследовании, во-первых, был проанализирован химический состав плавок, во-вторых, определены значения твердости в зависимости от эффективной глубины слоя, в-третьих, построены расчетные кривые прокаливаемости с применением метода ф. Daido Steel (DS), а также зависимости эффективной толщины слоя от расчетной прокаливаемости.

Установлено, что вышеуказанные зависимости позволяют с необходимой точностью прогнозировать эффективную толщину слоя еще до проведения операции «Закалка ТВЧ», что служит основанием для внедрения предлагаемой методики в производство.

Разработанная методика позволяет:

– снизить трудоемкость определения эффективной толщины слоя, закаленного токами высокой частоты, по сравнению с контролем в специализированной лаборатории;

– исключить в действующем производстве необходимость контроля эффективной толщины слоя после операции «Закалка ТВЧ» и, следовательно, простой оборудования за счет использования данных обязательного входного контроля поставляемого металла по химическому составу.

Биографии авторов

Олег Константинович Пирогов, Тольяттинский государственный университет
магистрант, инженер
Дмитрий Львович Мерсон, Тольяттинский государственный университет
доктор физико-математических наук, профессор, директор Научно-исследовательского института прогрессивных технологий
Валерий Павлович Ахантьев, АО «ВИС»
инженер

Литература

ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Введ. 24.11.88. М.: Стандартинформ, 2008. 17 с.
Cărămidaru V.D., Vela I. Heat Treatments and Materials Used in the Manufacturing of the Gear Wheels // Analele Universităţii Eftimie Murgu Reşiţa. Fascicula de Inginerie. 2010. Vol. XVII. № 2. P. 65–74.
Kosec B., Karpe B., Licen M., Kosec G. Inductive heating and quenching of planetary shafts // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2010. Vol. 39. № 2. P. 190–196.
Малинкина Е.И., Ломакин В.Н. Прокаливаемость стали. М.: Машиностроение, 1970. 180 с.
Козловский И.С. Прокаливаемость стали. М.: Машгиз, 1945. 95 с.
Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали. М.: Металлургия, 1978. 192 с.
Ахантьев В.П., Куленко А.В. Оценка применения методов расчета прокаливаемости по составу для цементуемых сталей. Тольятти: ИЦ ОАО «АВТОВАЗ», 2002. 9 с.
Куленко А.В., Фирсов Д.Г., Кузнецов А.В. Адаптация расчетных методик определения прокаливаемости по химическому составу для возможности оценки качества сортового проката цементуемых и улучшаемых сталей, используемых для изготовления ответственных деталей КП и шасси. Тольятти: ОАО «АВТОВАЗ», 2013. 70 с.
Меськин В.С. Основы легирования стали. М.: Металлургиздат, 1959. 688 с.
Staoeko R., Adrian H. The effect of nitrogen and vanadium on hardenability of medium carbon 0.4 %C and 1.8 %Cr steel // Archives of Materials Science and Engineering. 2008. Vol. 33. № 2. P. 69–74.
Rosso M., Dobrzański L.A., Otręba J., Grande M. Mechanical properties and microstructural characteristic of sinter-hardened steels // Archives of Materials Science and Engineering. 2009. Vol. 35. № 2. P. 117–124.
Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
Смирнов М.А. Основы термической обработки стали. М.: Наука и технологии, 2002. 519 с.
Криштал М.А., Боргардт А.А., Выбойщик М.А. Металловедение углеродистых сплавов. Тольятти: ТолПИ, 1994. 108 с.
Энтин Р.И. Превращения аустенита в стали. М.: Металлургиздат, 1960. 252 с.
ГОСТ 5657-69. Сталь. Метод испытания на прокаливаемость. Введ. 01.07.70. М.: Издательство стандартов, 1993. 7 с.
Sitek W., Trzaska J. Hybrid modelling methods in materials science – selected examples // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2012. Vol. 54. № 1. P. 93–102.
Telejko I., Adrian H., Skalny K., Pakiet M., Staśko R. The investigation of hardenability of low alloy structural cast steel // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2009. Vol. 37. № 2. P. 480–485.
Gojic M., Kosec B., Anzel I., Kosec L., Preloscan A. Hardenability of steels for oil industry // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2007. Vol. 23. № 2. P. 23–26.
Hadi S., Widiyono E., Winarto W., Noor D.Z. EMS-45 Tool Steels Hardenability Experiment using Jominy ASTM A255 Test Method // IPTEK: The Journal for Technology and Science. 2013. Vol. 24. № 1. P. 7–12.
Опубликован
2015-12-30
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>