Поверхностное модифицирование деталей топливной аппаратуры дизелей из стали ХВГ путём насыщения азотом и углеродом для повышения твёрдости и износостойкости

Цель. Показать, что нитроцементация стали ХВГ в высокоактивной среде значительно увеличивает её твёрдость и износостойкость за счет модифицирования поверхности большим количеством карбонитридов.

Методы. Для исследования в индукционной печи образцы диаметром 50 м и толщиной 10 мм, количеством 8 штук из стали ХВГ подвергали нитроцементации в высокоактивной азотисто-углеродной среде,  что обеспечит насыщение поверхностных слоев стали карбонитридами сплавов железа с марганцем и хромом.

Результаты. Исследование микроструктуры модифицированных образцов из стали ХВГ показало, что при всех режимах нитроцементации в их поверхностных слоях образовалось большое количество новой фазы. Включения новой фазы в структуре нитроцементованных слоев, как показали результаты рентгеноструктурного анализа, представляют собой карбонитриды, изоморфные с цементолом. Размеры этих карбонитридов колеблются в интервале 3…10 мкм, а микротвердость – в интервале H_µ 9150…10500 МПа.Содержание карбонитридов в модифицированных слоях зависит как от температуры, так и от длительности нитроцементации.

Заключение. Наличие карбонитридных включений в нитроцементованных слоях на поверхности деталей приводит к значительному повышению их твердости и износостойкости. Для практических целей мож- но рекомендовать содержание карбонитридов в модифицированных слоях на поверхности деталей 50…60%.

1. Алиев А. А., Ампилогов А. Ю., Алиев А. А. Цементация и нитроцементация автотракторных деталей в кипящем слое // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. № 4 (646). С. 31–33.

2. Повышение износостойкости восстановленных деталей цементацией при ремонте машин / М. А. Барабаш, Д. В. Колмыков, А. Н. Гончаров, В. И. Колмыков // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. № 5 (53). С. 44–47.

3. Алехин Ю. Г., Грашков С. А., Угримов А. С. Качество наплавленных покрытий лемехов плугов // Качество в производственных и социально-экономических системах: сборник научных трудов 5-й Международной научно-технической конференции / отв. ред. Е. В. Павлов. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2017. С. 11–13.

4. Алехин Ю. Г., Грашков С. А., Угримов А. С. Инновационная технология восстановления изношенных деталей автотракторной техники путем применения электроискровых покрытий на основе электроэрозионных наноматериалов // Прогрессивные технологии и процессы: сборник научных статей 3-й Международной молодежной научнопрактической конференции / отв. ред. А. А. Горохов. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2016. С. 14–17.

5. Белан Э. А., Грашков С. А., Алехин Ю. Г. Показатели качества и технического уровня восстановления коленчатых валов // Перспективное развитие науки, техники и технологий: сборник научных статей 6-й Международной научно-практической конференции. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2016. С. 22–26.

6. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 1. С. 99–102.

7. Оценка эффективности применения твердосплавных электроэрозионных порошков в качестве электродного материала / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 1. С. 19–22.

8. Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов – перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Е. В. Агеева, Р. В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1(40), ч. 1. С. 182–189.

9. Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5 (38), ч. 1. С. 138a–144.

10. Получение твердосплавных изделий холодным изостатическим прессованием электроэрозионных порошков и их исследование / Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов, П. И. Бурак, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 5(50). С. 116–125.

11. К вопросу осаждения электролитического сплава железо-кобальт / Б. С. Блинков, Е. С. Калуцкий, С. А. Грашков, Р. В. Степашов // Актуальные проблемы и инновационная деятельность в агропромышленном производстве: материалы Международной научно-практической конференции. Курск: Курск. гос. сельхоз. акад. им. И. И. Иванова, 2015. С. 55–57.

12. Грашков С. А., Пивовар Н. А., Алехин Ю. Г. Влияние состава пастообразного карбюризатора на цементацию низколегированной стали ХВГ // Инновационные тенденции развития российской науки: материалы XI Международной научно-практической конференции молодых ученых. Красноярск: Краснояр. гос. аграрный ун-т, 2018. С. 170–171.

13. Повышение информативности процесса диагностирования двигателей автомо-билей за счет технической эндоскопии / Е. В. Агеев, А. В. Щербаков, Ю. Г. Алехин, С. А. Грашков // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. № 1 (76). С. 18–26.

14. Горяинов В. В., Еськов Д. И. Упрочнение деталей машин низкотемпературной химико-термической обработкой // Актуальные проблемы инженерно-технического обеспечения АПК: материалы Международной научно-практической конференции. Курск: Курск. гос. сельхоз. акад. им. И. И. Иванова, 2013. С. 18–22.

15. Комаров А. О., Белкин П. Н. Влияние поверхностно-активных веществ на характеристики анодной цементации конструкционных сталей // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008. № 2. С. 46–49.

16. Кулинский А. Д., Попов А. В. Контроль качества цементации деталей металлорежущих станков с помощью распределений скачков намагниченности по полям старта // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2006. № 4(24). С. 21–25.

17. Анализ эффективности газовых сред при вакуумной цементации / А. И. Мордовин, Л. П. Фомина, А. Е. Смирнов, Н. М. Рыжов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. № 11 (47). С. 31–35.

18. Цементация и нитpоцементация теплостойких сталей в технологической атмосфеpе на основе азота / Л. П. Фомина, P. С. Фахуpтдинов, А. Е. Смиpнов, В. P. Васильев, А. И. Моpдовин // Технология машиностроения. 2006. № 11. С. 14–18.

19. Степанкин И. Н., Поздняков Е. П. К вопросу влияния предварительной термической обработки и поверхностного упрочнения на структуру, микротвердость и стойкость к контактному изнашиванию стали Х12М, упрочненной низкотемпературной нитроцементацией // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. 2016. № 2 (65). С. 36–44.

20. Чеpтов В. М. Особенности цементации мелких деталей // Технология машиностроения. 2006. № 3. С. 11–13.