Дипломная работа: Исследования свойств штамповой стали после термической обработки

Также была изучена износостойкость покрытий (нитрид и оксинитрид титана), нанесенных на образцы из стали 4Х5МФ1С методом ионно-плазменной имплантации. Целью проведенного исследования было выяснение перспективности нанесения покрытий для увеличения износостойкости материала. Количество циклов трения составило 5 000 для образцов с номерами 91 и 30, 10 000 – для образца 89 (см. табл. 34).

Сравнительная износостойкость образцов, отпущенных с разных температур (температура закалки 1 070оС)

Номер образца		91	30	89	69
Температура отпуска, оС		550	570	600	650
Количество циклов трения		40 000	40 000	40 000	40 000
Сечение профиля износа S, мкм2	1	1 844,3	1 027,3	522,9	1 196,9
	2	973,3	845,3	592,8	1 212
	3	974,4	712,9	530,7	743,3
	4	578,3	1 822,5	521	1 004
	5	1 085,7	1 103,2	548,5	945,6
	среднее	1 091,2	1 102,24	543,18	1 020,36
Длина следа L, мкм		1 873	1 956	1 997	2 001
Объем вынесенного материала V, мкм3		2 043 818	2 155 981	1 084 730	2 041 740
Износ шарика, мкм3		4,19	2,42	6,56	3,03

По результатам экспериментов был построен график, характеризующий вынесенный объем материала в зависимости от температуры отпуска (рис. 38). Минимум на приведенной кривой соответствует образцу с максимальной износостойкостью.

Рис. 38. Сравнительная износостойкость образцов из стали 4Х5МФ1С в зависимости от температуры отпуска

Для сопоставления изменения твердости и износостойкости образцов, отпущенных на различные температуры на приборе Роквелла была измерена их твердость (рис. 39).

Рис. 39. Зависимость твердости стали 4Х5МФ1С от температуры отпуска

Максимальное упрочнение в исследуемой стали достигается после отпуска на 570оС. С дальнейшим повышением температуры до 600оС износостойкость возрастает, а твердость уменьшается, что связано с различной природой выделяющихся карбидов. При 500–550оС выделяется промежуточный карбид типа Ме2С; выше 550–600оС – карбиды Ме23С и Ме6С. Отпуск выше 600–625оС усиливает коагуляцию карбидов.

Также построена зависимость износа шарика в ходе эксперимента для каждого образца (рис. 40). Видно, что максимальный износ шарика был получен на образце с максимальной износостойкостью.

Рис. 40. Износ шарика в ходе экспериментов с образцами, отпущенными на разные температуры

Из полученных данных следует, что наибольшей износостойкостью обладает сталь, отпущенная с температуры 600оС. Данное явление связано с тем, что при этой температуре отпуска проходило дисперсионное твердение, приводящее не только к увеличению твердости, но и росту износостойкости.

Таблица 34. Сравнительная износостойкость образцов до и после напыления покрытий

Номер образца		91		30		89
Состояние поверхности		До напыления	Покрытие Ti + N + O (N:O = 3:1)	До напыления	Покрытие Ti + N + O (N:O = 1:1)	До напыления	Покрытие Ti + N
Количество циклов трения		5 000	5 000	5 000	5 000	10 000	10 000
Сечение профиля износа S, мкм2	1	42,7	625,6	32,9	1 342,1	66,5	22,0
	2	32,0	701,7	30,3	1 341,0	75	30,8
	3	27,8	547,4	31,0	1 154,8	72,3	21,6
	4	31,8	602,9	38,6	1 452,3	69,2	20,3
	5	28,5	693,5	35,4	1 350,5	71,2	25,7
	среднее	32,56	634,22	33,64	1 328,14	70,84	24,08
Длина следа L, мкм		1 991	1 996	1 998	2 002	2 005	1 985
Объем вынесенного материала V, мкм3		64 826	1 265 903	67 212	2 658 936	142 034	47 798

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21