Сборник научных трудов ДонГТИ

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