ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.762. (035.5)
DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-2-62-72
Аннотация
Актуальность исследований. Обусловлена необходимостью разработки новых износостойких конструкционных материалов, в том числе методами порошковой металлургии, устойчивых к ударно-абразивному изнашиванию и технологии изготовления деталей для буровых насосов. Используемые методы.Для аналитического описания реологии механической модели испытания конструкционных материалов на ударно-абразивную износостойкость использовали закон сохранения энергии или баланса работы и принцип суперпозиции на основе оценки суммарной деформации. Ударно-абразивную износостойкость оценивали на специально разработанной установке при непрерывной подаче порошкообразного электрокорунда. Для экспериментального определения напряженно-деформированного состояния упругодиссипативную подложку осаждали при нагрузке 300 Н на стенде, разработанном для статических испытаний многослойных материалов. Для изучения напряженно-деформированного состояния цилиндрических образцов с упругодиссипативной подложкой использовали также программный комплекс ANSYSMechanical. Микрорентгеноспектральный анализ проводили в ЦКП ЮРГПУ(НПИ) на растровом электронном микроскопе Quanta 200 разрешающей способностью 5 нм, с рентгеновским микроанализатором EDAX GENESIS, оснащенным ЭВМ и соответствующим программным обеспечением. Результаты и научная значимость. Установлено, что при ударно-абразивном испытании конструкционной стали П40Х, полученной горячей штамповкой пористых спеченных заготовок, с использованием резиновой УДП величина поглощенной энергии зависит не только от физико-механических свойств УДП, но и от ее геометрических параметров. Экспериментально показано, что при одинаковой высоте резиновой УДП с отверстием работа диссипации, соответственно, ударно-абразивная износостойкость испытуемого материала в 1,5–2 раза больше, чем при использовании УДП без отверстия. Практическая значимость.Предложен метод определения напряженно-деформированного состояния резиновой упругодиссипативной подложки при испытании конструкционных материалов на ударно-абразивную износостойкость и показано влияние интенсивности напряжений и деформаций на работу диссипации при этом. Выявлен механизм разрушения поверхности порошковых образцов при ударно-абразивном износе и показано влияние химического состава абразивных частиц на механизм разрушения поверхности порошковых сталей на начальной стадии испытания и в режиме установившегося износа.
Ключевые слова
напряженно-деформированное состояние, диссипативная подложка, ударно-абразивная износостойкость, горячештампованная порошковая сталь.
Для цитирования
Влияние напряженно-деформированного состояния упругодиссипативной подложки на ударно-абразивную износостойкость горячештампованных порошковых конструкционных сталей / Сиротин П.В., Гасанов Б.Г., Исмаилов М.А., Дробязко Н.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №2. С. 62–72.https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-2-62-72
1. Трение, изнашивание и смазка: справочник / под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. М.: Машиностроение, 1978. Кн.1. 400 с.
2. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Износостойкость сталей и сплавов: учеб.пособие для вузов. М.: Нефть и газ, 1994. 417 с.
3. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Колокольников М.Г. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990. 222 с.
4. Абдюкова Р.Я., Багаутдинов Н.Я. Анализ причин отказов клапанов буровых насосов // Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений и подготовка нефти. 2012. № 4. С. 66–70.
5. Гасанов Б.Г., Сиротин П.В. Порошковые материалы для деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания // Металлург. 2011. № 3. С. 61–64.
6. Гасанов Б.Г., Бабец А.В., Баев С.С. Влияние химического состава на жаростойкость и ударную износостойкость материалов на основе распыленных порошков высокохромистой стали // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т19. №4. С. 45–55. DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-2-79-89
7. Сиротин П.В., Гасанов Б.Г., Исмаилов М.А. Оценка возможности повышения ударно-абразивной износостойкости композиционных материалов за счет оптимизации их упругодиссипативных свойств // Актуальные проблемы порошкового материаловедения: материалы международной научно-технической конференции. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2018. Т. 1. С. 287–295.
8. Гун Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1980. 456 с.
9. Аркулис Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности. М.: Металлургия, 1987. 352 с.
10. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978. 360 с.
11. Промышленная технология горячего прессования порошковых изделий / Ю.Г. Дорофеев, Б.Г. Гасанов, В.Ю. Дорофеев, В.Н. Мищенко, В.И. Мирошников. М.: Металлургия, 1990. 206 с.
12. Пат. 2434219 Российская Федерация, МПК G01N 3/56. Установка для испытания на ударно-абразивное и ударно-гидроабразивное изнашивание конструкционных и специальных материалов / Б.Г. Гасанов, П.В. Сиротин, А.Д. Ефимов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова». №2009146684/28; заявл. 15.12.2009; опубл. 20.06.2011.
13. Пат. 2725530 Российская Федерация, МПК G01N 3/08. Стенд для статических испытаний композиционных многослойных материалов (Варианты) / П.В. Сиротин, М.А. Исмаилов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова». №2019132563; заявл. 14.10.2019; опубл. 02.07.2020.
14. БруякаВ.А., ФокинВ.Г., КураеваЯ.В. Инженерный анализ в ANSYS Workbench: учеб.пособие. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. 149 с.: ил.