Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Изменение микроструктуры стали при обработке в плазмотроне с жидким катодом
Авторы Мурга В. В., к.т.н., доц.
Антропов И. И., к.т.н., ст.преп.
Гамазин Д. К., асп.
Алкиб А., магистр
Раздел Электротехника. Радиотехника
Год 2014 Выпуск 42 Страницы 152 - 156
УДК 669:621.03.539
Аннотация В работе представлены результаты исследований по изменению микроструктуры стали при поверхностной обработке деталей в плазмотроне с жидким катодом. Проведен анализ изменения твердости поверхности образцов стали 45. Полученные данные превосходят показатели твердости при использовании метода термической закалки на 10 %. Показаны перспективы использования предложенного метода.
Реферат Цель. Исследование свойств поверхности сталей после обработки одним из новейших методов высокоэнергетического поверхностного воздействия, включая анализ фазовых переходов и распределение твердости в зоне обработки.
Методика. Анализ экспериментальных результатов после обработки стали 45 разработанным плазмотроном с жидким катодом в растворе NaCl с концентрацией 0,1 г/л. Измерение распределения твердости в зоне теплового воздействия и прилегающих областях проводился на приборе Роквелла. Исследование фазовых переходов и фазового состава в обработанных и необработанных областях проведено средствами оптической металлографии.
Результаты. Произведен анализ микроструктуры стали, обработанной при помощи плазмотрона с жидким катодом. Выявлены особенности микроструктуры, и описана их взаимосвязь с механическими свойствами закалённого слоя. Обосновано использование метода поверхностного упрочнения с использованием плазмотрона с жидким катодом как одного из наиболее эффективных методов при промышленном использовании.
Научная новизна. Метод поверхностной обработки металлов неравновесной плазмой в плазмотронах с жидким катодом является одним из новейших методов высокоэнергетического воздействия и связан с протеканием ряда нестационарных процессов в области воздействия. Поэтому для него на сегодняшний день практически отсутствуют какие-либо теоретические наработки, как в Украине, так и за рубежом. Использование полученных результатов обеспечивает экспериментальную проверку разрабатываемой теории процессов в газоразрядной области и поверхностном слое обрабатываемого материала.
Практическая значимость. Предложенные режимы обработки обеспечивают увеличение твердости в поверхностном слое на 10% по сравнению с традиционными методами поверхностной термической закалки. Кроме того, использование предложенного метода обработки позволяет получить достаточно протяженные участки с переходным фазовым составом без резкой границы, что также положительно сказывается на механических свойствах обрабатываемого изделия.
Ключевые слова плазмотрон с жидким катодом, обработка неравновесной плазмой, режим обработки, закалка, твердость, фазовый состав.
Полный текст