Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЦЕМЕНТОВАННЫХ СЛОЕВ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ДОЛОТНЫХ СТАЛЕЙ

Муратов В.С., Морозова Е.А., Ищук А.Г.

Стойкость шарошечных долот определяется в основном износостойкостью цапф лап, прочностью и долговечностью шарошек. Для отечественных долот наиболее критичным является износ опор в подшипниковом узле лап. Упрочняющей обработкой для опор служит газовая цементация с последующей закалкой и низким отпуском. Известно, что особенностью механизма изнашивания роликовых и шариковых дорожек отечественных опор долот является хрупкий характер развития трещин, сопровождающийся выкрашиванием цементованного слоя и частично объемов, примыкающих к упрочненному слою. В этой связи было проведено исследование структуры и микротвердости цементованных слоев и примыкающих зон в цапфах горнорудных долот отечественного и зарубежного производства. Анализу подвергалась отечественная долотная сталь 19ХГНМА и ее импортные аналоги фирм "Sandvik" и "Smith".

Дюрометрическим и микроструктурным анализом цементованных слоев выявлено четыре ярко выраженные структурные области:

I. Поверхностная зона (микротвердость > 750 НК) представляет собой отпущенный высокоуглеродистый мартенсит с избыточными карбидами.

II. Зона отпущенного мартенсита эвтектоидного состава (микротвердость 700 - 800 НК) практически без избыточных карбидов с мелкодисперсными карбидами отпуска.

III. Зона отпущенного высокоуглеродистого мартенсита (микротвердость 500 - 700 НК), но с меньшим, чем зона 2, содержанием углерода протяженность. » 0,5 мм.

IY. Зона отпущенного реечного мартенсита (микротвердость 450 550 НК), характерного для малоуглеродистых закаленных и низкоотпущенных сталей.

Следует отметить, что во всех зонах структура отечественной стали отличалась заметно более грубым строением, что может быть связано с более крупным исходным зерном. В цементованном слое наблюдалось уменьшение микротвердости от 1350 НК ("Sandvik"), 1300 НК ("Smith"), 1050 НК (19ХГНМА) на поверхности от 400 НК на глубине 2,5 мм (19ХГНМА) и 3,0 мм ("Sandvik" и "Smith"). При этом, если в образцах сталей импортных долот уменьшение твердости носило практически монотонный характер, то в образце из стали 19ХГНМА в пределах каждой зоны наблюдались скачки до 50 - 100 НК.

Микроструктурным анализом сердцевинной части опор долот было установлено, что матрица (микротвердость < 450 НК) импортной стали представляет собой низкоотпущенный реечный мартенсит с отдельными участками нижнего бейнита ("Sandvik"), а у стали 19ХГНМА повсеместно - реечный мартенсит и верхний бейнит. Причем у стали отечественного долота размеры зерен почти в два раза больше, чем у импортных.

Таким образом, микроструктура цементованного слоя в опорах отечественных долот из стали 19ХГНМА отличается более грубым строением, повышенным количеством остаточного аустенита. При этом общее уменьшение микротвердости по глубине опоры носит возвратно-скачкообразный характер в отдельных зонах, обусловленный ликвационным распределением легирующих элементов. В настоящее время на производстве внедряются разработки, предложенные сотрудниками СамГТУ для значительного снижения указанных недостатков.


Библиографическая ссылка

Муратов В.С., Морозова Е.А., Ищук А.Г. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЦЕМЕНТОВАННЫХ СЛОЕВ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ДОЛОТНЫХ СТАЛЕЙ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 6. – С. 57-57;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5123 (дата обращения: 25.05.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252