Статті НФК

Permanent URI for this collectionhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/21519

ENG: Articles

Browse

Now showing 1 - 2 of 2

Дослідження структури і властивостей штампових сталей для виготовлення трубного інструменту після проведення зміцнюючої термічної і хіміко-термічної обробки і нанесення зносостійких покрить
(ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР», 2021) Столбовий, В'ячеслав Олександрович; Кривчик, Лілія Сергіївна; Хохлова, Тетяна Станіславівна; Пінчук, Вікторія Леонідівна; Дейнеко, Леонід Миколайович
UKR: Мета. Метою дослідження є використання сучасних видів хіміко-термічної обробки і нанесення наноструктурних зносостійких покрить для зміцнення трубного інструменту для виробництва корозійностійких труб - трубопресового інструменту (голок-оправок і матричних кілець ) і інструменту для холодної роликової прокатки особливотонкостінних труб – опорних планок і роликів. Методика. Для проведення дослідження були виготовлені: - голки-оправки трубопрофільного пресу зусиллям 16 МН у кількості 3 (трьох) штук з сталі 4Х5МФ1С діаметром 50 мм і довжиною 1300 мм і піддані зміцнюючій термічній обробці (ступеневе загартування з 1050 – 1070°С та двократному відпуску при 550 – 570° (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; - матричні кільця трубопрофільного пресу зусиллям 16 МН у кількості 10 (десяти) штук: зі сталі 5Х3В3МФС (ДИ-23): 6 (шість) штук (1 штука діаметром 63,5 мм, 2 штуки діаметром 73,5 мм, 3 штуки діаметром 71,5 мм); зі сталі 4Х5МФ1С 4 (чотири) штуки діаметром 71,5 мм і 73,5 мм і піддані зміцнюючій термічній обробці ( ступеневе загартування з 1080 – 1100°С та двократному відпуску при 550 – 570°С (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; - ролики стану ХПТР у кількості 3 (трьох) штук з сталі 4Х5МФ1С шириною 65 мм під діаметр труби 16 мм і піддані зміцнюючій термічній обробці ( ступеневе загартування з 1070 – 1080°С та двократному відпуску при 550 – 570°С (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; - 6 (шість) опорних планок довжиною 210 мм, шириною 80 мм і висотою 47,42 мм і шириною дорожок 25 мм і 20 мм ( під трубу діаметром 15-22 мм і 23-30 мм відповідно) з сталі 4Х5МФ1С і піддані зміцнюючій термічній обробці ( ступеневе загартування з 1080 – 1100°С та двократному відпуску при 550 – 570°С (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; Для проведення дослідження також з поковок діаметром 250 мм були вирізані зразки-свідки розміром 20×20×20 мм і піддані аналогічній термічній обробці дослідним зразкам інструменту. Найбільш надійну оцінку результатів азотування, карбонітрації, комбінованої обробки з нанесенням зносостійких покрить дають металографічні дослідження, які дають відомості про товщину і будову шару з'єднань і дифузійного шару. Також були проведені електронні дослідження металографічних шліфів ( вихідні шліфи були порізані на тонкі зразки по 5 мм ), приготовлені і піддані вивченню на растровому електронному мікроскопі (РЕМ), висока дозволена здатність (до 60 А) і виняткова глибина різкості якого роблять його майже незамінним для металографічних досліджень. Замір твердості поверхні зразків після азотування, карбонітрації, комбінованої обробки був виконаний за допомогою мікротвердоміра (мікроскопа) - типу ПМТ-3 при навантаженні 100гс НV0,1. Рентгеноструктурний аналіз дослідних зразків інструменту був проведений на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-2.0 в кобальтовому Co-Kα випромінюванні із застосуванням Fe селективно поглинаючого фільтра. Дифраговане випромінювання реєструвалося сцинтиляційним детектором. Результати. Побудовані і досліджені графіки зміни мікротвердості від поверхні до центру зразків після хіміко-термічної і комбінованої обробки, запропонований оптимальний режим іонного азотування, карбонітрації, комбінованої обробок (що підтверджено результатами замірів мікротвердості) для отримання високих експлуатаційних властивостей трубопресового і трубопрокатного інструмента, проведено дослідження структури азотованого, карбонітрованого шару і шару покрить (мікроструктурне і електронне), проведено рентгеноструктурний аналіз дослідних зразків інструменту. Результатом роботи є розробка оптимальних режимів термозміцнення трубного інструмента , які забезпечують його високі експлуатаційні характеристики. В результаті сталь здобуває високу твердість на поверхні HV0,1 860-1150, що не змінюється при нагріванні до 600 – 650°С, високу опірність зношуванню, високі границі витривалості, корозійну стійкість. Наукова новизна. Вперше науково обґрунтовано вибір більш ефективного режиму термозміцнення трубного інструмента (з проведенням мікро і рентгеноструктурних досліджень), що дозволяє його використовувати в реальних умовах виробництва корозійностійких труб на трубних підприємствах «ПрАТ Сентравіс Продакшн Юкрейн», «ТОВ ВО Оскар» та ін. Практична цінність. Удосконалення технології термічної обробки трубного інструмента (загартування з відпуском і послідуючим іонним азотуванням, карбонітрацією, комбінованою обробкою з нанесенням одно і багатошарових покрить замість звичайної технології – загартування з відпуском) дозволить збільшити стійкість інструмента на 30- 40% та знизити витрати по переробці виготовлення корозійностійких труб, а також покращити якість внутрішньої поверхні труб.
Особливості технологій іонно-плазмового азотування вториннотвердіючих штампових сталей для виготовлення трубного інструменту
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Дейнеко, Леонід Миколайович; Кривчик, Лілія Сергіївна; Пінчук, Вікторія Леонідівна; Столбовий, В’ячеслав Олександрович
UKR: Постановка проблеми. В Україні виробництво труб є однією з найбільш важливих галузей народного господарства. Багато труб використовують нафтова та газова промисловість. Але, крім цього, також важливим споживачем є машинобудівельна, автомобільна, тракторна, суднобудівельна, авіаційна промисловості та інші галузі народного господарства. Виробництво труб з легованих та високолегованих марок сталей захвачує майже всі галузі промисловості. Широке поширення одержав процес виробництва сталевих труб методом пресування на гідравлічних пресах. Спосіб гарячого пресування дозволяє виготовляти труби із усіх важкодеформуємих сталей і сплавів. На відміну від трубопрокатних установок на пресах, можна одержати труби з більш тонкою стінкою й меншого діаметра. Трубопресовий інструмент піддається інтенсивному зносу. За умовами експлуатації прес-голки, матриці, експандери відносяться до важко навантаженого інструменту, процес відбувається при високих температурах, тисках та інтенсивному терті. Мета статті. Дослідити різноманітні технології іонно-плазмового азотування штампових сталей для виготовлення трубопресового інструменту з метою підвищення міцності, зносостійкості, експлуатаційної стійкості при виробництві труб з корозійностійких високолегованих сталей. При виробництві труб з високолегованих сталей застосовують процес експандування. Експандування заготовки здійснюють експандером, при цьому на передньому кінці експандера співвісно закріплена прошивна голка. Сталі для інструменту гарячого пресування мають тривалий контакт із гарячим металом, робочий інструмент працює в умовах високих температур, інтенсивних швидкостей ковзання і значного навантаження, що зумовлює необхідність використати високолеговані теплостійкі вториннотвердіючі інструментальні сталі, що володіють підвищеною в’язкістю і міцністю. Висновок. Запропоновані технології зміцнення трубопресового інструменту з використанням іонно-плазмового азотування дають можливості збільшити ресурс роботи трубопресового інструменту. Для експандерів трубопрофільного пресу з сталі 4Х4ВМФС після реалізації комплексної обробки з використанням глибокого іонно-плазмового азотування, комплексних обробок з використанням загартування, відпусків при різних температурах і наступного азотування значно на 25–30 % збільшені експлуатаційні властивості інструменту і термін його експлуатації, а також якість його поверхні, що значно поліпшує якість внутрішньої поверхні труб з високолегованих сталей.