Файл: Вопросы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин материалы городской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию образования СССР сборник статей..pdf

П|ж наплавке аустенитных стапей стеллитом ВХН-1, существующим в промышленности ацетипено-киспородным способом ув результате перемешивания соединяемых ме - таппов в металл наплавки переходит значительная доля основного металла, изменяя тем самым свойства наппавгпенного слоя, В совокупности с неудовлетворительной за­ щитой расплавленного металла перемешивание ухудшает механические свойства, жаростойкость, жаропрочность, из­ носостойкость наплавленного слоя.

Исследования, проведенные в М ВТУ им. Н.Э. Баума*- показали, что задачу соединения разнородных ме-

таппов с их минимальным перемешиванием и получением высококачественного наплавленного слоя можно решить применением нового, перспективного способа апектродуговой наплавки в вакууме испаряющимся катодом.

Однако известная схема процесса эпактродуговой на­ плавки в вакууме с расплавлением присадочного прутка, подаваемого в зону дуги, обладает рядом существенных недостатков, которые не позволяют рекомендовать его для крупносерийного и массового производства ответственных биметаллических изделий, имеющих как простые, так и сложные криволинейные наплавляемые поверхности.

Лабораторией 'Новые методы сварки" при кафедре 'Оборудование и технология сварочного производства' РИСХМа проведен комплекс исследований, результатом которых явились разработка технологии и оборудования для эпектродуговой наплавки в вакууме стеллитом ВХН-1 сложных криволинейных поверхностей клапана выпуска авиационного двигателя внутреннего сгорания. Предложе­ на схема процесса эпектродуговой наплавки в вакууме с расплавлением присадочного материала в виде кольца на предварительно нагретом изделии и последующим прину - дигельным формированием наплавленного слоя по сложной криволинейной поверхности в специальном формующем уст­ ройстве.

Исследованы процессы плавления стеллита ВХН—1 в форме кольца и образования соединения стеллит-сталь,

155

предложены оптимальные термические циклы наплавляемо­ го изделия и системы издепие-сппав-форма в процессе на­ плавки.

Металлографическими исследованиями показаны преи­ мущества эпектродуговой наплавки в вакууме по сравнению с анетипено-киспородным способом для получения высоко? качественного наплавленного слоя. При эпектродуговой на­ плавке в вакууме на оптимальных режимах концентрация железа в наплавленном слое достигает 5,5—6%, т.е. на 0,5-1,0% превышает концентрацию железа в исходном спла­ ве в отличие от ацетилено-кислородного способа наплавки, который не позволяет получать содержание железа в на­ плавленном слое ниже 10%. Особенности процесса наплав­ ки таковы, что создаются благоприятные условия для об­ разования целого ряда интерметаппических соединений, уп­ рочняющих сплав.

Коррозионная стойкость стеллита ВХН-1, наплавленно­ го в вакууме, в 2-3 раза выше стойкости стеллита ВХН-1, наплавленного ацетилено-кислородным способом.

На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по проектированию оборудования для эпектро­ дуговой наплавки в вакууме, спроектирована, изготовлена и внедрена опытно-промышленная установка для наплавки выхлопных клапанов авиационных двигателей.

Стендовые испытания клапанов, наплавленных по но - вой технологии, показали, что предложенный способ наплав ки ликвидирует один из главных дефектов клапана, возни­ кающих в процессе эксплуатации двигателя, - ручейковый прогар рабочей поверхности и позволяет получать только в сфере производства экономический эффект 128 тыс.рублей.

Ли т е р а т у р а

1.Б уд н и к В.Н. Исследование процесса дуговой на­ плавки в вакууме клапанов двигателей внутреннего сгорания. Канд.днсс. М ., 1971.

156

В. Я. Х а р ч е н к о , Л. Н. Н е р е т и н

ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЛАКИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЬШЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТА­

ЛОСТИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ

Развитие современной техники, характеризующееся высокими параметрами технических средств по скоростям, напряжениям и температурам, невозможно без широкого при­ менения высокопрочных сталей и сплавов, основным преиму­

ще с т в о м которых является высокий показатель их прочности

по отношению к удельному весу.

Применительно -р. условиям работы сварных корпусных конструкций из высокопрочных сталей (корпуса судов, ре­ зервуары, трубопроводы и т .д .) наибольший интерес пред­ ставляет изучение сопротивления разрушению при малоцик­ ловом повторно-статическом нагружении в условиях корро­ зионной среды.

Установлено, что при пиклнчвскт нагрузках разруше­ ние материала происходит в результате протекания механи­ ческих и коррозионных процессов. Особую роль в формиро^ вании коррозионно-усталостной прочности материала играет его поверхностный слой. Поэтому на практике широко ис­ пользуются различные методы улучшения физико-механичес­ ких свойств поверхности путем нанесения различных покры-

157

тнй, высокочастотной закалкой, нагортовкой поверхности и т. д. Эти методы в известной степени замедляют процесс разрушения материала от действия коррозионных либо ме­ ханических процессов при циклических нагрузках, однако

при использовании этих методов для защиты от совместного действия обоих факторов каждый метод имеет недостатки.

С учетом высокой чувствительности к надрезу и дейст­ вию коррозионной среды высокопрочных сталей для повыше­ ния усталостной прочности целесообразно плакировать по - верхность пластичными сталями и сплавами, способными сопротивляться действию коррозионной среды при условии высокой прочности сцепления между слоями.

Следует отметить, что усталостные свойства компози­ ционных материалор изучены крайне недостаточно. Вопро­ сам усталостной прочности композиционных м агериалов , или изделий из них^освящеио очень мало работ, кроме то­ го , в них не отражается в достаточной степени сопротив­ ляемость ксррозионно-усталостным процессам в условиях работы корпусных конструкций^ и совсем нет работ, осве­ щающих вопросы малоцикловой устглости в коррозионной среде. Тем не менее, основываясь на общих закономерно­ стях развития разрушения, можно высказать некоторые

предположения относительно поведения композиционных мате­ риалов в условиях двухосного изгиба при циклическом на­ гружении.

Для подбора материала плакирующего слоя необходимо учитывать следующие свойства: антикоррозионную стойкости предел текучести, модуль упругости, коэффициент темпера­ турного расширения. Путем соответствующего подбора кор­ розионных и механических свойств плакирующего слоя мож­ но значительно повысить сопротивляемость металла общей коррозии и коррозионному растрескиванию. Однако в настоя­ щее время практически отсутствуют рекомендации по выбо­ ру материалу удовлетворительно работающего при малопик— лсазим нагружении в коррозионной среде. Кроме того, ма­ териалы с высокими • антикоррозионными свойствами, как правило, имеют низкий предел те-.учести. Анализ зак оно -

158

мерностей изменения долговечности в зависимости от карвктеристики цикла позволяет высказать предположение о том, что наличие плакирующего малопрочного слоя может оказать положительное влияние на сопротивление малоцикловой ус­ талости. В случае композиции с прочным основным слоем и пластичным плакирующим в процессе нагружения со сторо­ ны прочного слоя при изгибе наружные более мягкие слои будут деформироваться в пластической области, в то время как основной слой - в упругой; при снятии нагрузки за счет действия упругих сил прочного слоя материал вернет­ ся в исходное состояние, а на его поверхности появятся остаточные напряжения сжатия, которые, как известно, способствуют повышению усталостной прочности.

Важным резервом повышения усталостной прочности является создание пар металлов с разными модулями упру­ гости в такой последовательности, чтобы материал с мень­ шим модулем упругости располагался на наружной (растя­ нутой) поверхности. Подобное сочетание способно повысить усталостную прочность композиции вследствие лучшей де­ формационной способности поверхностного слоя.. При ис­ пользовании в композиции материалов с разными коэффици­ ентами температурного расширения можно искусственно создавать благоприятные достаточные напряжения сжатия на поверхности материала, работающего в условиях повторно­ статического нагружения.

Рассмотренные методы могут быть использованы для повышения усталостной прочности сварных соединений. Из­ вестно, что в сварных соединениях при повторно-статичес­ ком нагружении .разрушение происходит, как правило, в местах перехода от шва к основному металлу вследствие концентрации напряжений, вызванной изменением сечения, наличием остаточных напряжений растяжения и структурной неоднородностью. Предварительная наплавка матери­ алом, свойства которого способствуют созданию остаточ­ ных напряжений сжатия в околошовной зоне (например^ Х15Н5Д2Т), существенно повышает долговечность сварных соединений.

Существующие пром ышленные способы получения мно­ гослойных металлов позволяют варьировать подбор состав­ ляющих композицию материалов и получать их в необходи­ мых количествах. Однако отсутствие данных О работ оспособ— ности конструкций из плакированных сталей при

159

всм нагружении в коррозионной среде является сдерживакшнм фактором широкого внедрения этих материалов во многих отраслях промышленности.

180

А .П . К о в а л е в , А. Г. Ч и с т я к о в ,

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПЛАНИРОВКИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОГРЕЙДЕРОМ

В последнее время резко повысились требования к ка». честву покрытия автомобильных дорог. Это вызвано ростом интенсивности движения на дорогах и повышением скорости движения автомобиля.

Качество покрытия во многом зависит от качества земляного полотна и,в первую очередь?от ровности поверх» ности земляного полотна.

Чем больше отклонение полученного продольного и по­ перечного профиля земляного полотна от проектных отме­ ток и чем больше ошибка продольного и поперечного укло­ на, тем больше требуется трудозатрат и материалов при сооружении основания и покрытия.

Всвязи, с этим а последнее время при строительстве

иэксплуатации дорог уделяется большое внимание точно­ сти планировки земляной поверхности.

Точность планировки зависит от следующих фактора»'

I)квалификации машиниста; 2) числа проходов; 3) наличии' автоматического стабилизатора положения рабочего органа планировочной машины. В Ростовском-на—Дону филиале ГидродорНИИ проведены исследования автогрейдерОв легко­ го типа Д-588А и тяжелого типа Д-395Б при ручном уп ­ равлении отвалом. Испытания показали, что автогрейдер

средней квалификации (У разряд, стаж 0 лет) не обеспечи­ вает точности планировки, требуемой СНиП ом. При этом увеличение числа проходов дает эффект только до опреде­ ленного оптимального значения. В таблице приводятся дан­ ные испытаний.

В этой же таблице приведены данные, полученные при испытании работы автогрейдера Д-598А с автоматическим управлением отвалом. Применение в этом случае системы автоматического регулирования 'Проф иль-!' дало значитель­ ное улучшение точности планировки. Креме того, резко со­ кратилось оптимальное число проходов.

Использование системы автоматического регулирования позволяет не только получать поверхность, отвечаютую требованиям СНиПа, но и открывает возможности для по­ вышения этих требований.

Так, с помощью 'Профиль-1' можно производить плани­ ровку со следующими показателями: отклонение по высоте- +_ 3 см } ошибка поперечного уклона - 15^

При работе на ручном управлении отвалом на автогрей­ дере Д-598А были получены следующие показатели: откло­ нения по высоте - _+ 0 см} ошибка поперечного уклона - 00%.

102