Теоретические и технологические основы горячей штамповки порошковых карбидосталей конструкционного назначения (04.10.2010)

Автор: Свистун Лев Иванович

Свистун Лев Иванович

Теоретические и технологические основы горячей штамповки порошковых карбидосталей

конструкционного назначения

05.16.06 ? «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Новочеркасск –2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет»

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Д-тор техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации

Дорофеев Юрий Григорьевич

Д-тор техн. наук, доцент,

Александр Валентинович Скориков;

Д-тор техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации

Юрий Григорьевич Гуревич;

Д-тор техн. наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Станислав Иванович Богодухов.

Донской государственный технический университет.

Защита состоится 23 декабря 2010 года на заседании

Диссертационного совета Д 212.304.09 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в 107 ауд. Главного корпуса по адресу:

346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул Просвещения, 132

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»; с авторефератом – на сайте i-tu.ru.

Автореферат разослан «_____» _______________2010 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, канд. техн. наук В. И. Устименко

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена решению научно-технической проблемы ? созданию научно обоснованной технологии горячей штамповки (ГШ) широкой номенклатуры порошковых композиционных материалов с дисперсной структурой (карбидосталей) для изделий конструкционного назначения, обладающих высокими функциональными свойствами ? износо-, тепло- и коррозионностойкостью.

Актуальность проблемы. Анализ структуры современного производства и потребления износостойких конструкционных материалов показывает, что они должны отвечать высоким требованиям надежности, долговечности, экономичности при работе в условиях отсутствия смазки, в вакууме, агрессивных газовых и жидких средах. Такими материалами являются композиты с дисперсной структурой. К этому классу материалов относятся карбидостали, матричным материалом которых являются стали, а роль твердых включений выполняют карбиды. Объемная доля последних может достигать 50 %.

В США и Германии промышленным способом по технологии спекания производят порядка десяти разных марок карбидосталей с использованием карбида титана. В СССР (в Украине) для получения такого рода карбидосталей использовали технологии горячего изостатического прессования (ГИП) и горячей экструзии (ГЭ). В настоящее время в России и Украине промышленное производство карбидосталей отсутствует. С точки зрения экономичности альтернативой указанным технологиям может стать технология ГШ порошковых материалов. Что касается номенклатуры карбидосталей, то при применении метода ГШ она может быть значительно расширена за счет использования промышленных карбидов бора и хрома. Это даст возможность получить новые карбидостали с высокими функциональными свойствами для применения в различных областях народного хозяйства – в машиностроении, вакуумной и высокотемпературной технике, в машинах и механизмах, предназначенных для работы с коррозионными средами.

Работа выполнялась в соответствии с координационным планом Министерства образования и науки РФ по госбюджетным НИР (2006 ? 2010 г.г.) 4.01.06-10 «Развитие высокоскоростных и прецизионных обрабатывающих систем на базе интеллектуальных обрабатывающих технологических комплексов и инструментов нового поколения» и 4.02.06-10 «Разработка и освоение новых технологических процессов получения и производства деталей с особыми физико-механическими свойствами». Часть работы выполнена на основе договора № 13-06/4-9 о взаимодействии, совместной научной и производственной деятельности между Государственным научно-техническим центром «Новейшие материалы и технологии порошковой металлургии» ИПМ НАН Украины, Кубанским государственным технологическим университетом и Производственным предприятием «Техоснастка-Инструмент» (2004 – 2007 г.г.).

Цель работы и основные задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка научных и технологических принципов применения метода ГШ для получения карбидосталей конструкционного назначения с повышенными функциональными свойствами, такими как износостойкость, теплостойкость, противокоррозионная стойкость.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- обосновать выбор для исследования ряда карбидосталей на основе низко-, комплексно- и высоколегированных сталей с использованием расширенной номенклатуры карбидов (В4С, ТіС, Cr3C2), а также целесообразность применения технологии ГШ изделий из них для работы в условиях интенсивного износа, воздействия повышенных температур и в коррозионных средах;

- установить закономерности механического диспергирования порошков типа 40Х2, Р6М5К5, Х18Н15, карбидов В4С, ТіС, Cr3C2, смешивания порошков, определить физические, химические и технологические свойства размолотых порошков и смесей, и на этой основе разработать технологию приготовления шихт – исходного сырья для получения карбидосталей;

- установить закономерности изменения напряженно-деформированного состояния порошковых заготовок карбидосталей, в том числе двухслойных, в процессе их горячего деформирования в закрытых и отрытых штампах и рекомендовать наиболее эффективные методы ГШ;

- установить технологические параметры прессования, спекания и ГШ заготовок для получения карбидосталей 40Х2 ? В4С, Р6М5К5 – ТіС, Х18Н15 ? Cr3C2 и изделий из них конструкционного назначения и использовать полученные результаты при разработке технологических процессов;


загрузка...