+7 (800) 505-67-97

Азотирование стали 40х13 в плазме высокочастотного разряда

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Клименко, Ольга Ивановна Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга (НОЦ Б.П. Вейнберга)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В процессе исследования были получены данные о структурных и функциональных свойствах стали 40х13 после процесса высокочастотного азотирования в Ar+N2+H2 среде, выявлено влияние потенциала смещения на свойства стали.
В результате работы показано, что в смеси аргона, азота и провести высокочастотное плазменное азотирование с получением глубокой диффузионной зоны. Проведено исследование кристаллической структуры в зависимости от амплитуды потенциала смещения. Исследовано влияние потенциала смещения на шероховатость поверхности, микроструктуру образцов. Оценена износостойкость покрытий. Определенно влияние амплитуды потенциала смещения на коррозионную стойкость образцов из стали 40х13.

Введение ……………………………………………………………………………………………………………………………… 13
Раздел 1. Азотирование …………………………………………………………………………………………………….. 15
1.1 Азотирование сталей: описание процесса и методы азотирования ………………………………… 15
1.3 Высокочастотное азотирование …………………………………………………………………………………… 24
1.4 Влияние параметров ионно-плазменного азотирования на структурные и функциональные
свойства сталей ………………………………………………………………………………………………………………… 26
1.4.1 Влияние температуры ионно-плазменного азотирования на структурные и
функциональные свойства сталей …………………………………………………………………………………….. 26
1.4.2 Влияние времени ионно-плазменного азотирования на структурные и
функциональные свойства сталей …………………………………………………………………………………….. 33
1.3.3 Влияние состава смеси газов на структурные и функциональные свойства сталей . 34
1.4.4 Влияние рабочего давления при азотировании на структурные и функциональные
свойства сталей ………………………………………………………………………………………………………………… 35
1.3.5 Влияние величины потенциала смещения на изделии на структурные и
функциональные свойства сталей …………………………………………………………………………………….. 37
Раздел 2. Экспериментальные методы и оборудование …………………………………………………………. 40
2.1 Лабораторная установка ……………………………………………………………………………………………… 40
2.2 Индуктивно−связанный источник плазмы РПГ−128 …………………………………………………….. 42
2.3 Методика пробоподготовки подложек …………………………………………………………………………. 43
2.4 Метод анализа морфологии поверхности …………………………………………………………………….. 44
2.5 Анализ кристаллической структуры образцов ……………………………………………………………… 45
2.6 Изучение микроструктуры поверхности ………………………………………………………………………. 48
2.7 Изучение микротвёрдости образцов …………………………………………………………………………….. 49
2.6 Исследование износостойкости образцов …………………………………………………………………….. 50
2.8 Определение коррозионной стойкости ………………………………………………………………………… 51
3 Экспериментальная часть …………………………………………………………………………………………………. 53
3.1 Режимы азотирования образцов …………………………………………………………………………………… 53
3.2 Исследование кристаллической структуры ………………………………………………………………….. 54
3.3 Микроструктура поверхности ……………………………………………………………………………………… 57
3.4 Шероховатость поверхности ……………………………………………………………………………………….. 60
3.5 Исследование твердости образцов по глубине ……………………………………………………………… 62
3.5 Изучение изностойкости ……………………………………………………………………………………………… 63
3.6 Коррозионная стойкость ……………………………………………………………………………………………… 64
Заключение …………………………………………………………………………………………………………………………. 69
Раздел 4. Финансовый менеджмент, ресурсосбережение и ресурсоэффективность ………………… 70
Введение ………………………………………………………………………………………………………………………….. 70
4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований
с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………………. 70
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования …………………………………….. 70
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………………………… 71
4.2 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………………………………….. 72
4.3 Планирование научно-исследовательских работ …………………………………………………… 73
4.3.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………………… 73
4.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………………………….. 73
4.3.3 Разработка графика проведения исследования ……………………………………………………. 74
4.4 Бюджет научно-технического исследования………………………………………………………….. 77
4.4.1 Расчет материальных затрат НТИ ………………………………………………………………………. 77
4.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ …………………………. 78
4.4.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………………………………….. 79
4.4.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ……………………………………….. 81
4.4.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …………………………… 81
4.4.6 Накладные расходы……………………………………………………………………………………………. 82
4.4.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта …………………… 82
4.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) эффективности исследования ……………… 83
4.5.1 Интегральный показатель ресурсоэффективности ………………………………………………. 83
4.5.2 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения разработки ……… 84
Выводы по разделу «Финансовый менеджмент, ресурсосбережение и ресурсоэффективность» 86
Раздел 5 Социальная ответственность …………………………………………………………………………………. 87
Введение ……………………………………………………………………………………………………………………………… 87
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………………………………….. 88
5.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) правовые нормы
трудового законодательства ……………………………………………………………………………………………… 88
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны исследователя …………. 88
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………………………………………… 90
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов ……………………………………………… 91
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………………… 99
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………………………. 100
Выводы по Разделу 5 Социальная ответственность ……………………………………………………………. 103
Список литературы ……………………………………………………………………………………………………………. 104
Приложение A …………………………………………………………………………………………………………………… 111

Современная промышленность сталкивается с такими проблемами, как
преждевременный износ деталей и инструментов. Это исходит из того, что большинство
технологических процессов связанно с увеличением нагрузок, температур, агрессивных сред, в
которых работают технологические изделия. Следовательно, материалы, используемые для
производства конечных изделий, должны обладать определённым сочетанием функциональных
свойств, например, таких как износостойкость и коррозионная стойкость.
В настоящее время накоплен большой опыт по применению различных методов
химико‒термической обработки материалов, когда поверхностные слои металлов и/или сплавов
подвергают диффузионному насыщению элементами внедрения, в результате которого на
поверхности изделия образуется новый слой. Изменение химического состава поверхностных
слоёв достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой,
газообразной, плазменной), в которой обычно осуществляется нагрев. В результате изменения
химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура,
что, в свою очередь, вызывает изменение функциональных свойств модифицированного
материала. Один из наиболее эффективных инструментов для изменения свойств поверхности –
азотирование.
В общем смысле азотированием называют процесс химико-термической обработки
материалов, заключающийся в насыщении поверхностного слоя азотом, с целью повышения
твёрдости, износостойкости, усталостной прочности и коррозионной стойкости изделий [1]. В
настоящее время уже разработано большое число методов азотирования, используется газовое
азотирование, азотирование в растворах, широко востребовано ионно-плазменное
азотирование. Для технологического применения большой интерес вызывает ионно-плазменное
азотирование, которое осуществляется в разряженной среде. Несмотря на то, что оно требует
использование вакуумных систем, ионно-плазменное азотирование может быть реализовано
при меньшей температуре, обладает достаточно высокой повторяемостью и стабильностью, что
крайне важно при производстве конечных изделий. Тем не менее, значимой проблемой
азотирования является изменение морфологии поверхности изделий, которое может быть
вызвано как изменением кристаллической структуры азотируемой поверхности, так и её
эрозией в результате воздействия пучков ионов или плазмы. Ввиду этого, обычно после
азотирования выполняется дополнительная механическая обработка поверхности (шлифовка и
полировка) [2]. Изменение морфологии поверхности при азотировании существенно
ограничивает возможность реализации дуплексной технологии обработки материалов [3],
которая включает в себя азотирование поверхности и последующее осаждение
функционального покрытия в вакууме, используя физические методы осаждения.
Дуплексная обработка обычно применяется для улучшения адгезии и механических
свойства покрытий ввиду упрочнения основы (материала) в результате азотирования. Ввиду
этого большой практический интерес вызывает разработка технологии азотирования в вакууме,
которая оказывает минимальное влияние на морфологию поверхности. Для решения
рассматриваемой проблемы может быть эффективно применение азотирования в
высокочастотном разряде при использовании низких значений потенциала смещения на
изделии. Как влияет потенциал смещения на структурные характеристики, морфологию и
функциональные свойства металлов/сплавов изучено недостаточно, поэтому требуется
выполнить исследования такого рода на примере одного из широко используемых для
азотирования материала, например, стали 40х13.
Цель работы – получение данных о влиянии потенциала смещения на структурные и
функциональные свойства стали 40х13 при высокочастотном азотировании.
Задачи:
‒ выбор режимов азотирования стали 40х13 в плазме высокочастотного разряда;
‒ изучение структуры стали 40х13;
‒ определение функциональных свойств стали 40х13;
‒ анализ полученных результатов.
Объект исследования: сталь 40х13.
Предмет исследования: структурные и функциональные свойства стали 40х13.
Методы исследования: анализ литературы по теме исследования, изучение
кристаллической структуры, микроструктуры, морфологии поверхности, твердости,
износостойкости и коррозионной стойкости, обобщение и анализ, сравнение.
Раздел 1. Азотирование

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Азотирование стали 40х13 в плазме высокочастотного разряда»

    Последние выполненные заказы

    "Стратегия внедрения цифровых технологий в управление цепями поставок на примере ПАО "Транснефть""
    Большое спасибо автору! В установленные сроки полностью выполнен объем работы...
    Развитие образовательных комплексов города Москвы в современных социально-экономических условиях
    Работа была выполнена качественно и в установленный срок. Буду еще обращаться...
    Новое задание по государственному и муниципальному управлению
    Добрый день! Очень доволен работой, большое спасибо, что помогаете в написани...
    Особенности пересмотра судебных актов в арбитражном суде апелляционной инстанции
    Доволен работой автора
    "Наследование по закону в романо-германской и англо-саксонской правовых семьях: сравнительно-правовые аспекты"
    Хочу сказать огромное спасибо Вячеславу! Отвечал на все вопросы, вносил правк...
    Совершенствование контрольной деятельности по налогу на доходы физических лиц
    Она супер, выручила меня очень!

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Исследование структуры и свойств биоинертных сплавов системы Ti-Nb
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Кальций-фосфатные мишени для ВЧ-магнетронного осаждения биосовместимых покрытий
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)