Триботехнічні властивості сталі 12Х18Н10Т, поверхнево модифікованої комбінованими покриттями

Abstract

Гуменюк І.А. Триботехнічні властивості сталі 12Х18Н10Т, поверхнево модифікованої комбінованими покриттями. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю: 05.02.04 – тертя та зношування в машинах (13 – Механічна інженерія). Національний авіаційний університет, МОН України, Київ, 2018. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання підвищення зносостійкості поверхневих шарів корозійностійкої сталі 12Х18Н10Т шляхом формування зносостійких комбінованих дифузійних, електроіскрових та композиційних електролітичних покриттів дискретного і градієнтного типу та встановлення закономірностей впливу їх структурно-фазового складу, фізико-механічних властивостей і параметрів структури на триботехнічні характеристики. Дослідженні закономірності формування та механізми зношування багатокомпонентного хромоалітованого покриття в умовах тертя ковзання без змащення в залежності від хімічного і структурно-фазового складу. Представлено та описано результати експериментальних досліджень технологічного процесу азотування попередньо обробленої дискретно лазером сталі 12Х18Н10Т. Встановлено закономірності зношування від параметрів дискретної структури. Досліджено закономірності формування високотемпературним відпалом триботехнічних властивостей електроіскрових і композиційних електролітичних покриттів з евтектичним наповнювачем від ступеня нерівноважності структурно-фазових станів. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено вплив дифузійної перехідної зони між твердим наповнювачем і м’якою матрицею на напружено-деформований стан та зносостійкість композиційних електролітичних покриттів. На основі енергетичної моделі трибопроцесу виконано аналітичне дослідження умов утворення частинок зносу в процесі фрикційного руйнування приповерхневих шарів композиційного покриття. Застосовуючи енергетичний підхід до оцінювання зносостійкості поверхневих шарів за умов їх руйнування при терті розроблено технологічний процес формування на сталі 12Х18Н10Т градієнтного покриття з високою припрацьовуваністю і зносостійкістю. Проведено статистичний аналіз та побудовано регресійні моделі залежностей критеріїв оптимізації.

Gumenyuk I.A. Tribotechnical properties of steel 12C-18Cr-10Ni-Тi, surface-modified by combined coatings. – Manuscript. Thesis intended for getting scientific degree of Candidate of technical science by specialty: 05.02.04 – Friction and wear in machines (131 – Mechanical Engineering). National Aviation University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2018. The thesis is devoted to solving the actual scientific and technical task of increasing the wear resistance of surface layers of corrosion–resistant steel 12C-18Cr-10Ni-Тi by forming wear resistant combined diffusion, electrospray and composite electrolytic coatings of discrete and gradient type and establishing regularities of influence of their structural-phase composition, physical and mechanical properties and structural parameters on tribotechnical behavior. Investigation of regularities of formation and mechanisms of wear of multi-component chromoalluminized coating in conditions of dry sliding friction, depending on the chemical and structural-phase composition have been done. The results of experimental examinations of technological process of nitriding of selectively laser pre-treated steel 12C-18Cr-10Ni-Тi are presented and described. The regularities of wear on parameters of a discrete structure have been established. The regularities of formation of tribotechnical properties of electrospray and composite electrolytic coatings with eutectic filler by high-temperature annealing on the degree of nonequilibrim of structural-phase states were studied. The influence of the diffusion transition zone between the solid filler and the soft matrix on the stress-strain state and the wear resistance of composite electrolytic coatings was theoretically proved and experimentally confirmed. Based on the energy model of triboprocess, an analytical study of conditions for the formation of wear particles in the process of frictional destruction of near-surface layers of composite coating was carried out. Using the energy approach to evaluation of wear-resistance of surface layers in conditions of their fracture at friction, a technological process of forming gradient coating on the surface of 12C-18Cr-10Ni-Тi steel with high workability and wear resistance was developed. A statistical analysis was carried out. Regression models of dependencies of optimization criteria were constructed.