ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 620.178.162:621.9.02
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-3-114-121
Аннотация
Статья посвящена исследованию структурных изменений, происходящих в приконтактных слоях углеродистых сталей при трении с твёрдым сплавом. Актуальность данной работы обусловлена необходимо-стью понимания процессов, происходящих в зоне трения, для разработки более эффективных методов смазки, снижения износа и повышения долговечности механизмов. Целью настоящего исследования явилось изучение механизма образования нароста как результат застойных процессов при резании. Для достижения поставленной цели были использованы экспериментальные методы, включающие электронно-микроскопические исследования, рентгеноструктурный анализ и другие методы. Научная новизна работы заключается в разработке особенностей механизма структурных изменений в приконтактных слоях сталей 20, 45, У8 при трении в процессе резания, влияющих на адгезию с твердым сплавом. Приведены результаты исследований структурных изменений в сталях при контактном взаимодействии с твердым сплавом. Показано, что в результате высоких скоростей деформирования и контактных нагрузок реализуется скоростной нагрев и формирование неравновесных структур, влияющих на адгезию с твердым сплавом. Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов для разработки новых технологий, способных повысить износостойкость и долговечность механизмов, работающих в условиях трения с твёрдыми сплавами. Кроме того, результаты исследования могут быть полезны для разработки новых составов смазки и снижения износа режущих инструментов. Направление развития данной работы может включать дальнейшее исследование влияния различных износостойких наноструктурных покрытий на снижение коэффициента трения и износа режущего инструмента в процессе резания. Такие инструменты характеризуются повышенной твердостью поверхностного слоя и высокой теплостойкостью, обладают устойчивостью к окислительным и коррозионным процессам, демонстрируют низкую склонность к адгезии с обрабатываемым материалом, а также отличаются стабильностью прочностных характеристик.
Ключевые слова
прирезцовый слой, контактные нагрузки, твердый сплав, процесс резания, трение, адгезия, нарост, подошва нароста, скоростной нагрев, неравновесные структуры
Для цитирования
Структурные изменения в углеродистых сталях при контактном взаимодействии с твердым сплавом в усло-виях наростообразования при резании / Кабалдин Ю.Г., Аносов М.С., Башков А.А., Рябов Д.А., Акулова А.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №3. С. 114-121. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-3-114-121
1. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956. 367 с.
2. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высшая школа, 1985. 304 с.
3. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. 344 с.
4. Мокрицкий Б.Я. Особенности лезвийной механической обработки труднообрабатываемых материалов: учеб. пособие. Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2023. 97 c.
5. Гуляев А.П., Гуляев А.А. Металловедение: учебник для вузов. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Альянс, 2023. 722 с.
6. Astakhov V., Shvets S. The assessment of plastic deformation in metal cutting // Journal of Materials Processing Technology. 2004, no. 146, pp. 193-202.
7. Study of Phase Transformations and Interface Evolution in Carbon Steel under Temperatures and Loads Using Molecular Dynamics Simulation / Wen C., Li Z., Wu H., Gu J. // Metals. 2024, no. 14, p. 752.
8. Jiao Y., Dan W., Zhang W. The strain-induced martensitic phase transformation of Fe–C alloys considering C addition: A molecular dynamics study // Journal of Materials Research. 2020, vol. 35, no. 14, pp. 1803–1816.
9. Новиков Н.В. Твердосплавные инструменты в процессах механической обработки / под ред. Н.В. Новикова и С.А. Клименко. Киев: ИСМ им. В. Н. Бакуля, 2015. 368 с.
10. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И., Валитов В.А. Деформационное наноструктурирование металлов и сплавов: монография. СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. 185 с.
11. Кабалдин Ю.Г. Самоорганизация и механизм трения при резании / Ю.Г. Кабалдин, А.А. Башков // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102, № 2. С. 167-173. DOI: 10.36652/0042-4633-2023-102-2-167-173. EDN QPEWOW.
12. Кабалдин Ю.Г. Нейронносетевое моделирование процессов трения при резании / Ю.Г. Кабалдин, А.А. Башков, С.В. Иванов, И.Д. Замураев // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 19. С. 52-58. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-19-52-58. EDN MIXCZV.