Удосконалення технологічних систем плазмового градієнтного зміцнення великогабаритних сталевих виробів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГагарін, Володимир Олександрович
dc.contributor.degreedepartmentМеталорізальних версатів та інструментівuk
dc.contributor.degreegrantorПриазовський державний технічний університетuk
dc.date.accessioned2016-12-06T09:12:15Z
dc.date.available2016-12-06T09:12:15Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenThe research aims at further development of the plasma surface hardening technology, namely by creating a gradient structured layer with improved performance properties on the product surface. The analysis of modern methods of making reinforced coatings for steel products has been implemented, as well as the analysis of capabilities and benefits of surface layers hardened by coatings with gradient and discrete structure. In this paper, the mathematical model of stress calculation in a hardened layer with gradient structure has been developed using the finite element method. The proposed model allows to consider material properties in the calculation, analyze the temperature distribution and its impact on properties and perform calculations of residual thermal stresses, as well as equivalent stresses when adding contact loads. The proposed model has been used to calculate the stresses induced by plasma gradient treatment, as well as stresses resulting from the further use of products processed with this technology. The calculations of the optimal structure of the gradient plasma hardened surface have been performed in order to get the most favorable equivalent stresses within the surface layer. The most favorable distribution of equivalent stresses has been observed with the distance between hardened areas equaling 5 to 6 mm and the width of hardened areas equaling 10mm. Metallographic examinations of the layers hardened by plasma gradient treatment have been conducted. The areas hardened by plasma processing have the structure of structure less martensite if made from hypoeutectic steels and of finelathed martensite with secondary carbides if made from eutectic or hypereutectic steels. The effect of plasma gradient hardening geometry on wear resistance of carbon steels has been studied. The samples with different distances between hardened areas and different angles between the hardening and wearing directions have been tested for wear resistance. The best results have been obtained for the distance between hardened areas of 5 to 6 mm and the angle of 45º. The results of minimal equivalent stresses calculation have been compared to the wear testing data. The best results have been obtained for identical processing conditions. This fact allows to use the proposed mathematical model to select the modes of plasma gradient processing. A pre- and post-hardening surface roughness measurement has been implemented, as well as the surface roughness measurement after the hardened surface wear-out. The hardened surface has the same or lower roughness compared to the original surface which enables for the use of plasma gradient hardening as the final processing method without the need of further machining. The roughness of hardened areas is reduced after wear-out which further enhances the durability of related parts. A technological system of plasma gradient hardening has been created that allows to define processing modes and geometry of hardened areas application in order to obtain the desired surface characteristics on products made from carbon and alloy steels. In order to confirm the developed technology and methodologies, a hardening of machine tool guides and further testing in a production environment have been performed. The results have shown that the stability of hardened guides is 2.5 to 3 times higher than that of non-hardened ones. The stability of crane rails hardened by plasma gradient processing exceeds the original values from 2 to 2.5 times.en
dc.description.abstractruДиссертация посвящена исследованию влияния плазменного градиентного упрочнения на эксплуатационные характеристики поверхностного слоя крупногабаритных изделий. Разработанная математическая модель и алгоритм расчета напряжений в поверхностном слое упрочненных изделий позволяет исследовать характер распределения напряжений после упрочнения и во время работы. Проведенные испытания на износ поверхностей после плазменного градиентного упрочнения показали, что максимальная износостойкость достигается при расположении упрочненных участков на расстоянии 5-6 мм. Установлено, что максимальная износостойкость при градиентном плазменном упрочнении соответствует наиболее благоприятном распределения эквивалентных напряжений. Разработанную математическую модель можно применять для расчета и выбора оптимальных параметров плазменной градиентной обработки. Предложено рассматривать процесс плазменного градиентного упрочнения как технологическую систему с входными и выходными параметрами. Это позволяет выбирать параметры плазменной обработки и геометрию нанесения упрочненных зон для получения нужных характеристик поверхности на крупногабаритных изделиях из углеродистых и легированных сталей.ru
dc.description.abstractukРозроблена математична модель та алгоритм розрахунку напружень в поверхневому шарі зміцнених виробів дозволяє досліджувати характер розподілу напружень після зміцнення та під час роботи. Проведені випробування на зношування поверхонь після плазмового градієнтного зміцнення показали, що максимальна зносостійкість досягається при розташуванні зміцнених ділянок на відстані 5-6мм. Встановлено що максимальна зносостійкість при градієнтному плазмовому зміцненні відповідає найбільш сприятливому розподілу еквівалентних напружень. Розроблену математичну модель можна застосовувати для розрахунку та вибору оптимальних параметрів плазмової градієнтної обробки. Запропоновано розглядати процес плазмового градієнтного зміцнення як технологічну систему що має вхідні та вихідні параметри. Це дозволяє обирати параметри плазмової обробки та геометрію нанесення зміцнених зон для отримання потрібних характеристик поверхні на великогабаритних виробах з вуглецевих та легованих сталей.uk
dc.format.page23 c.uk
dc.identifier.citationГагарін, В. А. Удосконалення технологічних систем плазмового градієнтного зміцнення великогабаритних сталевих виробів : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.03.07 – процеси фізико-технічної обробки / Гагарін Володимир Олександрович. – Маріуполь, 2016. – 23 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/18230
dc.language.isoukuk
dc.publisherДВНЗ «Приазовський державний технічний університет»uk
dc.publisher.placeМаріупольuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectградієнтнийuk
dc.subjectплазмовий струміньuk
dc.subjectплазмотронuk
dc.subjectструктураuk
dc.subjectтвердістьuk
dc.subjectнапруженняuk
dc.subjectзносостійкістьuk
dc.subjectнапрямніuk
dc.subjectрейкиuk
dc.subjectgradientuk
dc.subjectplasma jeten
dc.subjectplasmatronen
dc.subjectstructureen
dc.subjecthardnessen
dc.subjecttensionen
dc.subjectwear resistanceen
dc.subjectguidesen
dc.subjectrailsen
dc.subjectплазменная струяru
dc.subjectградиентныйru
dc.subjectплазмотронru
dc.subjectструктураru
dc.subjectтвердостьru
dc.subjectнапряжениеru
dc.subjectизносостойкостьru
dc.subjectнаправляющиеru
dc.subjectрельсыru
dc.subject.udc621/791:621.793/.795(043.3)uk
dc.titleУдосконалення технологічних систем плазмового градієнтного зміцнення великогабаритних сталевих виробівuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.03.07 – процеси фізико-технічної обробкиuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Gagarin_aref.pdf
Розмір:
674.88 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)