ПІДВИЩЕННЯ ОПОРУ ЗНОШУВАННЮ ПРИ ЛЕГУВАННІ МАРГАНЦЕМ ADI
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.02.02Ключові слова:
ADI матеріали, легування марганцем, ізотермічне гартування, TRIP ефект, залишковий аустеніт, мартенсит, опір зношуванню, мікротвердістьАнотація
Досліджено вплив вмісту марганцю на зносостійкість ADI, який був ізотермічно загартований при різних температурах. Аналізували зразки ADI з вмістом Mn 0,78% та 0,24%. Структура чавуну створювалася шляхом аустенізуючого нагрівання при 900 °С протягом 30 хвилин. і подальшого ізотермічного гартування в рідкому олові при температурах 310, 330, 350, 380 °С для зразків з високим вмістом марганцю і при 350, 370 °С для зразків з низьким вмістом. Показано, що збільшення вмісту марганцю збільшує кількість залишкового аустеніту за тих же умов загартування. Це посилює позитивну роль впливу TRIP на процеси зміцнення та опір зношуванню. Дослідження зносостійкості проводили на лабораторному обладнанні, яке моделювало зношення сільськогосподарчої техніки під час оранки. Випробування проводились на зразках 10 х10 мм2 в сухому піску при навантаженні 5 кг і швидкості обертання зразків 2,93 м/с. Це приблизно дорівнює швидкості руху техніки при польових роботах. Цикл роботи складав 5 км пробігу, Після кожного циклу зразки зважувались на аналітичних вагах з точністю 0.1 мг. Встановлено, що за всіх умов гартування легування марганцем суттєво підвищує зносостійкість виробів з бейнітного чавуну за рахунок більш інтенсивного протікання деформаційного індукованого мартенситного перетворення в приповерхневих шарах деталей, що піддаються зношуванню. Рентгенівські дослідження показали, що в зразках з підвищеним вмістом марганцю вміст деформаційно індукованого мартенситу в поверхневих шарах збільшується вдвічі. Мікротвердість при поверхневого шару після зсувної деформації при зношуванні збільшується в 1,5 рази в порівнянні з вихідним зразком. Третина відбитків демонструє аномально високу мікротвердість Нμсер =700 – 900. Це відповідає твердості мартенситу в чавунах цього класу. Отримані результати лабораторних експериментів є передумовою до широкого практичного використання TRIP – ефекту, як ефективного механізму деформаційного зміцнення поверхневих шарів землеобробної техніки, що працює в режимі зношування.
Посилання
Adel Nofal. Advances in the Metallurgy and Applications of ADI. Journal of Metallurgical Engineering (ME), 2013, Vol. 2, Issue 1, pp. 1-18.
Gogaev K. O., Podrezov Yu. M., Voloshchenko S. M. Novye oblasti ispol'zovaniya vysokoprochnyh chugunok. Nauka pro materіali: dosyagnennya ta perspektivi. V.1. K. Akademper., 2018. 652 p.
Gogaev K., Podrezov Y., Voloshchenko S., Askerov M., Minakov N., Lugovskoy Y. Analysis of strain hardening of ADI at isothermal hardening temperatures. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2020, no. 1 (3), pp. 3–8, doi: 10.20998/2413-4295.2020.03.01.
Voloshchenko S. M. Bejnіtnij visokomіcnij chavun dlya gruntoobrobnoj tekhnіki. Agroperspektiva, 2006, 7, pp. 50-51.
Segal V. M. Materials processing by simple shear. Materials Sci. Eng. A, 2002, 197, pp. 157-164.
Kopilov V. I. Application of ECAP — Technology for Producing Nano- and Microcrystalline Materials. In: Investigation and Application of Severe Plastic Deformation. Proc. of NATO ARW, 1999. Moscow, Russia, 2-7 August 1999, pp. 23-27, doi: 10.1007/978-94-011-4062-1.
Beygelzimmer Y., Varyukhin V., Orlov D. On Ultrafine Grained Materials :Properties and Structure. In: Proceedings of the Second Int. Symp., Los Alamos Nat. Lab. Edition, 2002, pp. 234-238.
Rozenberg O. A., Cekhanov Yu. A., Shejkin S. E. Tekhnologicheskaya mekhanika deformiruyushchego protyagivaniya. Gos. tekhnol. akad. Voronezh, 2001. 203 p.
Rozenberg O. A., Novikov N. V., Shejkin S. E., Firstov S. A., Podrezov Yu. N., Danilenko N. V. Formirovanie gradientnoj nanostruktury na poverhnosti detalej metodom plasticheskogo deformirovaniya. Metallofiz. novejshie tekhnol., 2004, 26, 11, pp. 1493-1500.
Suh D. W., Ryu J. H., Joa M. S., Yang H. S., Lee K. Y., Bhadeshiaa H. K. D. H. Medium alloy manganese rich transformation induced plasticity steels. Metall. Mater. Trans. A, 2013, 46, pp. 286- 293, doi: 10.1007/s11661-012-1402-3.
Gogaev K. O., Podrezov Yu. M., Voloshchenko S. M., Askerov M. G., Mіnakov M. V. Sensitivity to Mn content mechanical properties of phase composition of ADI. Metalozn. obrobka met., 2021, 27(100), pp. 3-15, doi: 10.15407/mom2021.04.003.
Li X. H., Saal P., Gan W. M., Hoelzel M., Volk W., Petry W., and Hofmann M. Strain-Induced Martensitic Transformation Kinetic in Austempered Ductile Iron (ADI). Metallurcical and Materials Transactions A, 2017, V. 49(8), pp. 94-104, doi: 10.1007/s11661-017-4420-3.
Olson G. B., Cohen M. Kinetics of strain - induced martensitic nucleation. Metall Trans A, 1975, 6, 791, doi: 10.1007/BF02672301.
Danylenko M., Gorban V., Podrezov Yu., Firstov S. A., Rosenberg O., Shejkin S., Morito F., Yamabe-Mitarai Yoko. Gradient Structure Formation by Severe Plastic Deformation. Materials Science Forum, 2006, Vol. 503-504, pp. 787–792, doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.503-504.78
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
