Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы повышения конструкционной прочности металлов и сплавов 10
1.1. Анализ существующих дислокационных теорий и механизмов упрочнения металлических сплавов 13
1.2. Влияние структурных факторов на характеристики конструкционной прочности 35
1.3. Анализ технологических способов реализации различных механизмов упрочнения при разработке упрочняющих технологий 56
1.4. Пути повышения конструкционной прочности стали на основе оптимизации структурных параметров 70
Выводы по главе 1 72
ГЛАВА 2. Разработка методологии управления структурообразованием с целью формирования в поверхностном слое структуры, обеспечивающей высокий уровень конструкционной прочности сталей 74
2.1. Графо-аналитические модели расчета уровня прочности при реализации различных механизмов упрочнения 77
2.2. Расчетные модели прогнозируемой прочности стали на основе анализа существующих дислокационных теорий прочности и механизмов упрочнения 101
2.2.1. Основные этапы разработки расчетных моделей 101
2.2.2. Расчет прогнозируемого упрочнения а - железа после лазерной термообработки 103
2.2.3. Расчет прогнозируемого упрочнения железной матрицы после лазерного легирования нитридообразующими элементами 110
2.2.4. Расчет прогнозируемого упрочнения двойных Fe-ЛЭ сплавов в результате азотирования 121
2.2.5. Оценка вклада различных упрочняющих механизмов в общий уровень прочности при лазерной термообработке, лазерном легировании и азотировании 129
Выводы по главе 2 136
ГЛАВА 3. Поверхностное упрочнение конструкционных сталей комбинированным методом с использованием пластической деформации и ультразвука 139
3.1. Методы ультразвукового поверхностного пластического деформирования 139
3.1.1. Ультразвуковая обработка (УЗО) 140
3.1.2. Виброударная ультразвуковая обработка (ВУЗО) 142
3.2. Исследование влияния параметров ультразвукового ППД на структуру и свойства поверхностного слоя сталей аустенитного (12Х18Н9Т) и мартенситного (XI5Н5Д2Т) классов 142
3.3. Исследование влияния параметров комбинированных обработок на структуру и свойства упрочненной поверхности закаленной стали 146
3.3.1. Микротвердость, структура и фазовый состав 146
3.3.2 Расчет уровня упрочнения сталей после комбинированной обработки 151
3.3.3.Оценка вклада различных механизмов упрочнения 154
3.3.4. Влияние комбинированной обработки на распределение остаточных напряжений в поверхностном слое стали 156
3.4. Исследование влияния параметров ультразвуковой обработки на износостойкость и усталостную прочность сталей 158
3.5. Исследование влияния ультразвуковой обработки на изменение геометрических характеристик поверхностного слоя сталей 162
3.6. Рекомендации по выбору технологических режимов упрочняющей обработки с применением ультразвука 163
Выводы по главе 3 167
ГЛАВА 4. Поверхностное упрочнение конструкционных сталей на основе лазерного легирования и азотирования 170
4.1. Выбор материала матрицы и типа легирующих элементов 172
4.2. Выбор технологических параметров лазерного легирования и азотирования 175
4.2.1. Исследование кинетики формирования зон лазерного легирования 175
4.2.2. Математическое моделирование процесса диффузионного насыщения азотом дискретно легированной железной матрицы с целью выявления оптимальных режимов азотирования 185
4.2.3. Рекомендации по выбору технологических режимов лазерного легирования и азотирования 196
Выводы по главе 4 199
ГЛАВА 5. Регулирование процессов структурообразования и получение регламентируемой конструкционной прочности стали при комбинированной обработке 202
5.1. Влияние технологических режимов комбинированной обработки на структуру, фазовый состав и свойства упрочненного слоя 202
5.1.1. Влияние лазерного легирования на микротвердость, строение и фазовый состав поверхностного слоя 202
5.1.2. Влияние азотирования на микротвердость, строение и фазовый состав поверхностного слоя лазернолегированной стали 213
5.1.3. Влияние старения на микротвердость, строение и фазовый состав поверхностного слоя 220
5.2. Расчет уровня упрочнения поверхностного слоя 223
5.3. Оценка вклада различных упрочняющих механизмов в общий уровень упрочнения 227
5.4. Механические свойства конструкционных сталей, упрочненных лазерным легированием и комбинированной обработкой (лазерное легирование + азотирование) 229
5.4.1. Распределение остаточных напряжений в поверхностном слое .229
5.4.2. Прочность и пластичность. 232
5.4.3. Износостойкость 238
5.4.4. Трещиностойкость и характер разрушения 241
5.4.5. Коррозионная стойкость 259
Выводы по главе 5 262
ГЛАВА 6. Рекомендации по выбору технологии и режимов комбинированных технологий для различных групп деталей машин 267
Общие выводы 270
Использованная литература 280
Приложения 300
