Введение
ГЛАВА 1 Явление хрупкого разрушения и его проявления в инструментальных сталях (литературный обзор по состоянию вопроса) 25
1.1 Определение хрупкого разрушения и области его проявления в металлах и сплавах при использовании их в технике и технологиях
1.2 Анализ производственных данных ОАО ГАЗ по хрупкому разрушению быстрорежущей стали после различных режимов термической обработки, технологий химико-термической обработки и нанесения покрытий
1.3 Современные технологии повышения качества инструментальных сталей
1.4 Классификация трещин при термической обработке инструмента
1.5 Влияние различных технологических факторов на образование хрупких трещин в инструментальных сталях 3 7
1.5.1 Влияние прокаливаемое и закаливаемости стали на образование хрупких трещин 37
1.5.2 Влияние формы и размеров изделий на образование трещин 45
1.5.3 Анализ технологии термической обработки протяжек 54
1.5.4 Анализ состояния проблемы хрупких разрушений протяжек и пути их устранения в инструментальном производстве ОАО «ГАЗ»
1.5.5 Влияние структурных факторов (концентраторов напряжений) на образование хрупких трещин в поликристаллах 59
1.6 Влияние напряженного состояния детали на хрупкое разрушение
1.6.1 Показатели для оценки напряженного состояния
1.6.1.1 Максимальные значения прочности на сдвиг и на отрыв
1.6.1.2 Механический показатель напряженного состояния
1.6.1.3 Структурно - энергетический показатель напряженного состояния
1.7 Энергетическая природа хрупкого разрушения (на примере стали Р6М5) 69
1.8 Энергетические факторы, влияющие па закономерности хрупкого разрушения 74
1.8.1 Значения и формулы для расчета истинной поверхностной энергии 74
1.8.2 Универсальная постоянная разрушения - новая константа материала 76
1.8.3 Проблема трещине-ведения и критерии хрупкого разрушения 77
ГЛАВА 2 Разработка теоретического уравнения для выявления закономерностей хрупкого разрушения поликристаллов с предельной деформацией до 10% 82
2.1 Схема наступления предельного состояния в хрупких и пластичных материалах 82
2.2 Разработка уравнения для установления связи предельной деформации с основными структурными, силовыми и энергетическими характеристиками поликристалла 84
2.3 Основные закономерности хрупкого разрушения металлов с предельной деформацией до 10% в зависимости от различных структурно-энергетических факторов 88
2.4 Комплексность условий хрупкого разрушения поликристалла 89
ГЛАВА 3 Методика проведения исследований внутренних и внешних факторов, влияющих на закономерности хрупкого разрушения 93
3.1 Объекты исследования: изделия, материал и режимы обработки 93
3.2 Методы исследования структурных факторов 96
3.2.1 Макроанализ изломов 96
3.2.2 Микроанализ структуры 98
3.2.3 Методика расчета фрактальной размерности карбидов 103
3.2.4 Метод рентгеноструктурного анализа 104
3.2.5 Метод измерения плотности 105
3.3 Расчетные и аналитические методы исследования внешних факторов (геометрия изделия, напряженное состояние) на примере протяжек 106
3.3.1 Расчет коэффициентов сложности формы протяжек по соотношению периметров и площадей 106
3.3.2 Расчет рабочих напряжений в поперечном сечении протяжки 108
3.3.3 Комплексный расчет показателей напряженного состояния протяжек по геометрическим и силовым параметрам (твердости, концентрации напряжений, уровню нагрузке) 108
3.3.4 Расчет критериев разрушения хрупких материалов (сталь Р6М5, чугуны марок КЧ и ВЧ, графитизированные стали, штамповые стали) 110
3.3.5 Механические испытания 110
3.3.6 Статистическая обработка данных 112
3.3.6.1 Дисперсионный анализ 112
3.3.6.2 Оценка точности измерений 113
ГЛАВА 4 Результаты исследований факторов, влияющих на закономерности хрупкого разрушения 116
4.1 Результаты исследования структурно-энергетических факторов 116
4.1.1 Расчет доли упругой энергии в общую энергоемкость материала 116
4.1.2 Макроанализ изломов 118
4.1.3 Микроанализ структуры 118
4.1.4 Значения диапазона фрактальной размерности карбидов 119
4.1.5 Результаты рентгеноструктурного анализа 120
4.1.6 Результаты измерения плотности 123
4.1.7 Результаты механических испытаний 125
4.2 Влияние внешних факторов (геометрия изделия, напряженное состояние) на хрупкое разрушение протяжек 128
4.2.1 Диапазоны коэффициентов сложности формы протяжек по соотношению периметров и площадей 128
4.2.2 Величины рабочих напряжений в поперечном сечении протяжки 129
4.2.3 Комплексный расчет показателей напряженного состояния
протяжек по геометрическим и силовым параметрам (твердости,
концентрации напряжений, уровню нагрузке) 131
4.2.4 Анализ критериев разрушения хрупких материалов (сталь Р6М5, чугун марок КЧ и ВЧ, графитизированная сталь, штамповая сталь) 133
4.2.5 Результаты статистической обработки данных 137
4.2.5.1 Дисперсионный анализ 137
4.2.5.2 Оценка точности измерений 142 4.3 Обобщенная оценка предельного состояния хрупких материалов по критерию зарождения трещин и предельной деформации 144
ГЛАВА 5 Применение установленных закономерностей хрупкого разрушения и критерия зарождения трещин для анализа упрочняющих технологий и разработки мероприятий по предотвращению разрушения быстрорежущих сталей 148
5.1 Алгоритм анализа упрочняющих технологий 148
5.2 Разработка мероприятий по предотвращению разрушения быстрорежущих сталей 151
Выводы по пятой главе 152
Общие Выводы По Работе 153
Приложения 156
Список Использованных Источников 184
