Реферат 2
Zusammenfassung 3
Введение 4
1. Литературный обзор 6
1.1 Концентрированные потоки энергии и их виды 6
1.2 Упрочнение лучами лазера 6
1.3 Плазменная наплавка 15
1.4 Электронно-лучевая наплавка 16
1.4.1 Вневакуумная электронно-лучевая наплавка 17
1.4.2 Вакуумная электронно-лучевая наплавка 18
2. Постановка задачи 29
4. Экспериментальная часть 33
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 45
5.1 Описание главных, основных и вспомогательных функций, выполняемых
объектом 45
5.2 Определение значимости выполняемых функций объектом 47
5.3 Определение значимости функций 51
5.4 Анализ стоимости функций, выполняемых объектом исследования 52
5.5 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и ее анализ 54
5.6 Оптимизация функций выполняемых объектом 54
6. Социальная ответственность 55
6.1 Производственная безопасность 55
6.2Экологическая безопасность 61
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 62
Выводы 65
Список публикаций студента 67
Приложение А 68
Список используемых источников 79
Цель работы: особенности формирования структуры в зоне оплавления и зоне термического влияния композиционного покрытия на основе стали 10Р6М5 в ходе вакуумного импульсного электронного воздействия в интервале тока луча 40.. .95 мА.
Результаты исследования: на основании полученных данных в работе можно обосновать 2 наиболее рациональных режима обработки импульсным электронным лучом ранее наплавленного покрытия. Первый: это режим обработки при токе луча до 64 мА, позволяющий получить в литом ядре дисперсную структуру с большим объемом остаточного аустенита и, следовательно, малой твердостью. Второй режим при токе луча 64.78 мА. Он способствует образованию в литом ядре скрытоигольчатого мартенсита с малым содержанием остаточного аустенита (~7...7,5 ГПа).
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord7.0, фотографии были получены с использованием микроскопа OLYMPUS GX51.
Микротвердость образцов измеряли на приборе ПМТ-3.
В настоящее время широкое распространение в вопросах упрочнения рабочих поверхностей деталей механизмов и машин, работающих в условиях абразивного и гидроабразивного износа, получили методы наплавки, использующие концентрированные потоки энергии (КПЭ): лазер, плазма, электронный луч в вакууме и выведенный в атмосферу.
В качестве наплавочных материалов используется широкий круг промышленных композиционных порошков на основе аустенитной и аустенитно-мартенситной матрицы (например, порошки сталей 10Р6М5, ПХ18ФНМ). Кроме того, научными группами готовятся разнообразные экспериментальные спёки смесей исходных компонентов. Все эти исследования позволили создать покрытия, обладающие высокой абразивной, газо- и гидроабразивной износостойкостью. Попытки применение данных покрытий в парах трения не позволили напрямую сохранить минимальный износ в широком интервале скоростей скольжения и нагрузок. В ряде случаев, для экспериментальных покрытий (например, на основе композиции «сталь 10Р6М5+20% WC) это удалось решить, снизив интенсивность изнашивания до 0,1... 0,2 мм3/км в интервале скоростей скольжения до 4 м/с и нагрузок до 100Н. Однако для промышленно выпускаемых порошковых композиций, например, стали 10Р6М5 работа в паре трения при данных параметрах нагружения связана с развитием неравномерной интенсивности изнашивания: наличия области катастрофического изнашивания при нагрузках 40.60 H [1].
Цель работы: особенности формирования структуры в зоне оплавления и зоне термического влияния композиционного покрытия на основе стали 10Р6М5 в ходе вакуумного импульсного электронного воздействия в интервале тока луча 40.95 мА.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
• наплавить композиционные покрытия на основе стали 10Р6М5 электронным лучом в вакууме;
• оплавить наплавленные покрытия импульсным источником электронов с линейной разверткой в вакууме в широком интервале тока луча (40, 44, 50, 56, 64, 71, 78, 86, 95мА);
• изучить структуру оплавленных зон и ЗТВ в двух плоскостях: параллельно и перпендикулярно оси пучка. Построить распределения микротвердости в радиальном направлении приосевой части пучка и в областях между смежными зонами оплавления в сечении образца перпендикулярном поверхности воздействия;
• на основе анализа совокупности полученных данных обосновать наиболее рациональный режим обработки импульсным электронным лучом ранее наплавленного покрытия для дальнейшей реализации его в парах трения с высокими контактными нагрузками.
В работе были изучены особенности формирования структурыпокрытия на основе стали 10Р6М5 после импульсного электронно-лучевого оплавления в диапазоне тока луча 40...95мА. На основании полученных результатов сделаны следующие выводы.
1. В оплавленном металле при токе луча до 50 мА явно выделяются две области с разной степенью травимости (светлая и темная). Темный участок всегда находится в верхней части литого ядра и имеет более дисперсную структуру (4 ГПа) по сравнению со светлой составляющей (6 ГПа). С увеличением тока луча выше 50 мА фиксируется только светлая составляющая в литом ядре.
2. Установлено, что с увеличением тока луча происходит увеличение как размера литого ядра, так и ширины ЗТВ, состоящей из двух участков с различной степенью травимости и дисперсности мартенсита. Микротвердость в ЗТВ соответствует уровню основного покрытия (~7...7,5 ГПа). При токе луча 78 мА происходит перекрытие зон термического влияния от соседних дорожек оплавления.
3. На основании полученных данных в работе можно обосновать 2 наиболее рациональных режима обработки импульсным электронным лучом ранее наплавленного покрытия. Первый: это режим обработки при токе луча до 64 мА, позволяющий получить в литом ядре дисперсную структурус большим объемом остаточного аустенита и, следовательно, малой твердостью. Второй режим при токе луча 64.78 мА. Он способствует образованию в литом ядре скрытоигольчатого мартенсита с малым содержанием остаточного аустенита (~7...7,5 ГПа).
4. Увеличение тока луча выше 78 мА приводит к перекрытию ЗТВ и дорожек оплавления, что более схоже со сплошной обработкой и менее эффективно для пары трения.
5. В результате исследования объекта микротвердомер ПМТ-3М с помощью Fast - анализа были выявлены функции, которые функционально неоправданны и на них приходятся максимальные затраты. Методы для минимизации затрат и их оправдания приведены в пункте 5.6.
