Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2020,  том 17,  №1, 124-128

 

М.В. Пимонов

Закономерности трансформации структурно-фазового состояния металла поверхностного слоя после механической обработки стали 40Х

Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, ул. Весенняя, 28, 650000, Кемерово, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Важнейшими задачами современного машиностроения является повышение надежности деталей машин и снижение трудоёмкости их изготовления. Надёжность деталей машин во много определяется показателями физико-механических свойств поверхностного слоя, которые зависят от структурно-фазового и напряжённо-деформированного состояния. Несмотря на большое количество работ, посвящённых влиянию механической обработки на параметры качества поверхностного слоя, а также влиянию параметров поверхностного слоя на эксплуатационные свойства, отсутствуют обобщенные методики, позволяющей с учетом технологических возможностей и технико-экономических показателей процесса обосновать наиболее рациональный вариант механической обработки. Актуальной становится задача выявления взаимосвязи параметров структурно-фазового состояния поверхностного слоя деталей машин с параметрами напряжённо-деформированного состояния при механической обработке, для разработки методики оценки состояния поверхностного слоя в процессах обработки и эксплуатации. Для решения поставленной задачи выполнен ряд исследований, включающий моделирование и расчёт напряжённо-деформированного состояния в очаге деформации при резании и расчёт степени исчерпания пластичности. Выполнены исследования структурно-фазового состояния методом просвечивающей электронной микроскопии. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований показала связь между скалярной r (r=0,96) и избыточной r± (r=0,97) плотностью дислокаций и амплитуды внутренних напряжений сдвига sл (r=0,95) со степенью исчерпания запаса пластичности Y. Определенна возможность использования конечно-элементное моделирование механической обработки для прогнозирования структурно-фазового состояния поверхностного слоя деталей изготавливаемых из стали 40Х.

Ключевые слова: структурно-фазовое состояние, механическая обработка, просвечивающая электронная микроскопия, исчерпание запаса пластичности.

УДК 539.25; 538.951

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.020


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 17, No.1 (2020) 124-128

 

M.V. Pimonov

Regularity of transformation structural-phase state of the metal surface layer after machining steel 40H

T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Vesenniaia Str., 28, Kemerovo, 650000, Russia

The most important tasks of modern engineering is to increase the reliability of machine parts and reduce the complexity of their manufacture. The reliability of machine parts is largely determined by the indicators of the physical and mechanical properties of the surface layer, which depend on the structural-phase and stress-strain state. Despite the large number of works devoted to the influence of machining on the quality parameters of the surface layer, as well as the influence of the parameters of the surface layer on the operational properties, there are no generalized methods that allow taking into account the technological capabilities and technical and economic indicators of the process to substantiate the most rational version of machining. The urgent task is to identify the relationship between the parameters of the structural phase state of the surface layer of machine parts with the parameters of the stress-strain state during machining, to develop a methodology for assessing the state of the surface layer in processing and operation. To solve this problem, a number of studies were performed, including modeling and calculation of the stress-strain state in the deformation zone during cutting and calculation of the degree of plasticity exhaustion. The structural phase state was studied by transmission electron microscopy. Statistical processing of the results of experimental studies showed a relationship between the scalar r (r=0,96) and excess r± (r=0,97) dislocation density and the amplitude of internal shear stresses sл (r=0,95) with the degree of depletion of the plasticity margin Y. The possibility of using finite element modeling of machining to predict the structural-phase state of the surface layer of parts made of 40X steel is determined.

Keywords: structural phase state, machining, transmission electron microscopy, depletion of plasticity.