Влияние ионной бомбардировки на формирование поверхностных слоев при азотировании в безводородной плазме газового разряда

Махмудалиев, Абдубанноб Рахмонали угли Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе приведены результаты изучения процессов упрочнения стальных образцов в безводородной плазме низковольтного газового разряда в вакууме. В отличие от тлеющего разряда, широко применяемого в промышленных технологиях для проведения ионно-плазменного азотирования, в данном типе газового разряда из-за низкого давления заметно выражены эффекты распыления поверхности обрабатываемых деталей. Данное обстоятельство однозначно должно приводить к интенсификации диффузионных процессов. В работе описаны параметры оборудования, приводятся экспериментальные данные по измерениям шероховатости, микротвердости и структуре поверхностей легированных сталей. Отдельное внимание уделено вопросу азотирования закаленных сталей в данном типе разряда в диапазоне температур отпуска.

Стр.
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………… 11
ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТИРОВАНИЯ ДЛЯ
УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЕЙ …………………………………………….. 13
1.1 Основные технические способы упрочнения стальных
деталей…………………………………………………………… 13
1.1.1. Термообработка металлов……………………………………… 14
1.1.2. Химико-термическая обработка……………………………….. 15
1.1.3. Вакуумные ионно – плазменные методы обработки
материалов……………………………………………………….. 16
1.2. Основные виды и технологии азотирования сталей………… 18
1.2.1. Азотирование сталей……………………………………………. 19
1.2.2. Основные виды азотирования…………………………………. 22
1.3. Азотирование в газовых электрических разрядах …….……….. 25
1.4. Свойства азотированных материалов и изделий…………….. 26
1.5. Постановка задач исследования……………………………….. 30
ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ,
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.………………… 31
2.1. Оборудование для азотирования сталей в дуговом
разряде…………………………………………………………… 31
2.2. Материалы для исследования………………………………….. 33
2.3. Методика измерения микротвердости…………………………… 35
2.4. Определение шероховатости поверхности…………………… 36
2.5. Метод оптической металлографии……………………………… 39
2.6. Описание процесса подготовки образцов для
экспериментов…………………………………………………… 40
2.7. Физико-механические параметры исходных образцов………… 43
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕЖИМОВ НА
ФОРМИРОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ И
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ …………………………… 46
3.1. Азотирование экспериментальных образцов в безводородной
плазме низковольтного газового дугового разряда …………… 46
3.2. Особенности упрочнения сталей в безводородной плазме
низковольтного газового разряда при токе I=90А …………… 49
3.3. Особенности упрочнения сталей в безводородной плазме
низковольтного газового разряда при токе I=60А……………….. 50
3.4. Особенности упрочнения сталей в безводородной плазме
низковольтного газового разряда при токе I=30А.…………….. 52
3.5. Особенности упрочнения сталей в безводородной плазме
низковольтного газового разряда при токе I=10А.…………….. 53
3.6. Исследований морфологии поверхности азотированного слоя
закаленной стали 40Х полученных при разных режимах
азотирования……………………………………………………… 55
3.6.1. Морфология поверхности образцов, изготовленных из
закаленной стали 40Х после азотирование в безводородной
плазме низковольтного газового дугового разряда при токе
I=90А и температуре 520 ˚C в течение 120 мину………………… 55
3.6.2. Морфология поверхности образцов, изготовленных из
закаленной стали 40Х после азотирование в безводородной
плазме низковольтного газового дугового разряда при токе
I=60А и температуре 400 ˚C в течение 120 минут……………… 58
3.6.3. Морфология поверхности образцов, изготовленных из
закаленной стали 40Х после азотирование в безводородной
плазме низковольтного газового дугового разряда при токе
I=30А и температуре 300 ˚C в течение 120 минут……………… 60
3.6.4. Морфология поверхности образцов, изготовленных из
закаленной стали 40Х после азотирование в безводородной
плазме низковольтного газового дугового разряда при токе
I=10А и температуре 200 ˚C в течение 120 минут……………… 63
3.7. Физико-механические характеристики экспериментальных
образцов после азотирование в безводородной плазме
низковольтного газового дугового разряда……………………… 66
Вывод к главе 3…………………………….……………………………. 71
ГЛАВА 4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ……… 72
4.1. Предпроектный анализ…………………………………………… 72
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования………. 72
4.1.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения…………………… 74
4.2. SWOT-анализ……………………………………………………… 75
4.3. Инициация проекта…………………………………………….…. 78
4.3.1. Организационная структура проекта……………………………. 79
4.4. Ограничения и допущения проекта……………………………… 80
4.4.1. Бюджет научного проекта………………………………………… 81
4.4.2. План проекта………………………………………………………. 83
4.4.3. Отчисления на социальные нужды………………………………. 84
4.4.4. Затраты на электроэнергию………………………………………. 84
4.4.5. Затраты на водоснабжение……………………………………….. 85
4.4.6. Затраты на водоотведение………………………………………… 85
4.4.7. Полная смета затрат на выполнение НИР………………………. 85
4.4.8. Оценка сравнительной эффективности исследования.………… 86
ГЛАВА 5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………… 88
5.1. Производственная безопасность………………………………… 88
5.1.1. Анализ производственных факторов, возникающих при
проведении исследований………………………………………… 89
5.1.2. Микроклимат………………………………………………………… 89
5.1.3. Вредные вещества………………………………………………… 91
5.1.4. Производственный шум………………………………………….. 91
5.1.5. Освещенность……………………………………………………… 93
5.1.6. Факторы электрической природы………………………………… 95
5.1.7. Электробезопасность……………………………………………… 97
5.2. Экологическая безопасность……………………………………… 98
5.2.1. Региональная безопасность………………………………………. 98
5.2.2. Защита атмосферы………………………………………………… 99
5.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………….. 100
5.3.1. Факторы пожарной и взрывной природы……………………….. 100
5.4. Организационные мероприятия обеспечения безопасности……. 104
5.4.1. Организационные защитные мероприятия……………………… 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………….. 108
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА………………………………. 109
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………….. 110
ПРИЛОЖЕНИЯ А………………………………………………………… 114

Большое количество деталей и механизмов машин работают в
различных средах, что приводят детали и механизмы к коррозии, которая
начинается с поверхности. Поэтому для повышения надежности и
долговечности различных деталей и механизмов в агрессивных средах,
нужно упрочнять в большинстве случаев лишь поверхностные слои.

Из множеств количеств методов упрочнения поверхностного слоя
широко используется метод химико-термической обработки (ХТО). В
настоящее время накоплен большой опыт по применению различных
методов химико-термической обработки (ХТО) материалов, когда
поверхностные слои металлов подвергают диффузионному насыщению
элементами внедрения, в результате которого на поверхности изделия
образуется новый, отличающийся от сердцевины слой[5].

В данной впускной квалификационной работе представлены результаты
изучение, влияние интенсивности ионной бомбардировки на формирование
азотированных слоев безводородной плазме газового дугового разряда. В
ходе выполнение работ были изучены процессы ионно-плазменного
азотирование, при различной интенсивности тока разряда диапазоне от 10 до
90A. Было изучено что, как изменялось морфология поверхности, структура
при разных температурах нагрева и физико-механические характеристики
таких как, твердости поверхности и глубина азотированного слоя. Исходя из
этого можно сделать следующие выводы:

1. Показано, что ток разряда влияет на величину температуры
обрабатываемых изделий при одном и том же значении напряжения
смещения.
2. При меньшем токе у нас получилось максимальная твердость
сердцевине и минимальная глубина азотированного слоя
3. Установлено, что интенсивность воздействия ионной бомбардировки
с ростом тока разряда приводит к изменению шероховатости поверхности и к
более высокому значению глубины азотированного слоя.
4. Обнаружено, что при 200 ˚C азотирования закалочная структура и
твердость сохраняются.
5. На величину твердости поверхности существенное влияние оказывает
состав легирующих элементов в сталях.

6. Делая обобщающая заключения по работе можно сказать, что плазма
несамостоятельного дугового разряда, позволяет широких пределах
управляет свойствами, в том числе, физико-механическими и
трибологическами свойствами поверхности.
ПУБЛИКАЦИИ:
Часть материалов исследовательской работы была представлена в
соавторстве на IX Международная научно-практическая конференция
«Инновационные технологии в машиностроении», проходившей в ЮТИ ТПУ
(г. Юрга) с 24 по 26 мая 2018г.
Махмудалиев А.Р., Каримов А.К., Гончаренко И.М. Влияние состава
газовой среды на параметры упрочнения стали при азотировании в тлеющем
разряде . С. 74-77.-
Инновационные технологии в машиностроении : сборник трудов IX
Международной научно-практической конференции / Юргинский
технологический институт. – Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2018. − 295 с

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

    Хочешь уникальную работу?

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

    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии изготовления деталей насос-дозатора с применением операции дорнования
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии автоматической сварки под слоем флюса тавровых балок на установке Corimpex
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)