VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Эксплуатационные характеристики деталей из стали 110Г13Л определяются физико-математическими свойствами и состоянием упрочненного слоя, которые обусловлены высоким качеством стали, в первую очередь – характеристиками прочности и пластичности. Зная степень упрочнения поверхности высокомарганцовистой стали (ВМС) в данных условиях работы, можно оценить работоспособность деталей с различными исходными свойствами и использовать сталь 110Г13Л наиболее эффективно.

В производственных условиях образцы из ВМС, упрочненные статико-импульсной обработкой (СИО) при различных режимах, подвергались испытаниям на механические свойства: прочность (σ_в), предел текучести (σ_т), относительное удлинение (δ) и сужение (), а также ударную вязкость (KCU).

Рассмотрим динамику механических характеристик образцов из стали 110Г13Л, упрочненных СИО в различных режимах. При изменении усилия статического воздействия в ходе СИО образцов из ВМС наблюдается различная степень деформации, а в плане микроструктурных изменений отмечается изменение размера зерна аустенита. Результаты лабораторных измерений представлены в таблице 1.

Одним из важных показателей, характеризующих качество ВМС, является ударная вязкость. Образцы для исследования на ударную вязкость изготавливали из стали 110Г13Л, упрочненной СИО и термообработанной. Испытания проводили по общепринятой методике согласно ГОСТ 7370-76. На рис. 1 представлены зависимости ударной вязкости от различного содержания углерода в образцах из стали 110Г13Л, термообработанных и упрочненных СИО. Каждое числовое значение ударной вязкости получено как среднее при испытании пяти образцов.

Степень деформации прямо пропорциональна усилию СИО, поэтому можно проследить зависимость характеристик прочности от указанных выше величин.

Исследуя полученные результаты по механическим характеристикам образцов, упрочненных СИО, сравним их с данными для образцов, упрочненных взрывом, на примере графиков изменения относительного удлинения от твердости по сечению образцов (рис. 1). Как видно из полученных зависимостей, статико-импульсное упрочнение наиболее эффективно и по характеристикам пластичности в сравнении с другими способами упрочнения.

В результате лабораторных исследований установлено, что с увеличением степени деформации механические характеристики стали 110Г13Л улучшаются (табл. 2).

Таблица 2

Рис. 1. Зависимость ударной вязкости (KCU) от содержания углерода (С): 1-для образцов из ВМС, упрочненных СИО; 2- для термообработанных образцов

Рис.2. Зависимость предела прочности (σ_в) и предела текучести (σ_т) от степени деформации образцов из ВМС, упрочненных СИО

Таким образом, установлено, что у образцов из стали ВМС 110Г13Л, упрочненных СИО, характеристики прочности увеличились в 1,8…2 раза, показатели пластичности - на 25…30% по сравнению с термообработанными образцами.