УДК 621.92

ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ЖАРОПРОЧНОЙ СТАЛИ ХН51КВМТЮБ  ПРИ ШЛИФОВАНИИ ВЫСОКОПОРИСТЫМ АБРАЗИВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

 

CHANGE OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE SURFACE LAYER OF HEAT-RESISTANT STEEL ХН51КВМТЮБ WHEN SANDING HIGHLY POROUS ABRASIVE TOOL

 

Шагов Д.А., Реченко Д.С. (ОмГТУ, г.Омск РФ)

 

Shagov D.A., Reсhenko D.S. (OmSTU)

 

Рассмотрены вопросы по влиянию абразивного инструмента на поверхностный слой обрабатываемого материала.

Questions on the influence of abrasive instruments on the surface layer of the material to be processed.

 

Ключевые слова: жаропрочная сталь, шлифование, высокопористые шлифовальные  круги.

Key words: corrosion-resistant steel, grinding, highly porous grinding circles.

 

Из жаропрочных никелевых сплавов, содержащих до 80% никеля, делают лопатки турбин и детали камер сгорания реактивных двигателей летательных аппаратов и многие детали в атомных реакторах. В частности из ХН51КВМТЮБ [Таблица 1] изготавливают изделия ответственного назначения (заготовки дисков ДП242У, ДП243У, ДП244У, ДП286У, ДП287У, ДП288У и вала ДП199У); упругих металлических уплотнений разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей и многие другиедетали связанные с работой при высоких температурах.

Данные металлы способны сопротивляться ползучести и разрушению при высоких температурах при воздействии длительной нагрузки. Т.е. жаропрочный материал способен выдерживать большие температурные нагрузки, и к тому же работать при них не изменяя своей формы и размеров. При этом обработка эти материалов весьма трудна, в силу изменения структурного и фазового состояния при повышенных температурах, возникающих в зоне резания в процессе обработки.

Повышение температуры существенно влияет на структуру и свойства материалов: снижается прочность, увеличивается пластичность, более интенсивно проходят процессы окисления [1].

В современной металлообработке существует большое количество способов обработки жаропрочных материалов, но все они в той или иной степени вносят существенные изменения в поверхностном слое. Применение высокопористых шлифовальных кругов способно обеспечить повышение качества обработки при снижении температур в зоне резания, при правильном назначении режимов шлифования.

Эксперимент проводился на шлифовальной установке ВЗ-326Ф4 с применением высокопористого абразивного инструмента, и  с низким содержанием пор.

В ходе эксперимента проводились измерения уровня углерода и кислорода на поверхности заготовок. Обработка велась двумя видами абразивных инструментов: круг с низким содержанием пор 24А 20 СТ2 К14, и высокопористый круг марки 24А 12 М2 К14.

В образце, обрабатываемом кругом с низким содержанием пор, повышение углерода  на поверхности составляет 29,5 %, кислорода обнаружено не было.

При обработке высокопористым кругом производилось изменение скоростей шлифования. Измерения поверхностного состава заготовок проводилось после обработки на скорости шлифования 40 м/с и 200 м/с. В первом случае получилось незначительное увеличение процентного содержания углерода и кислорода – 5 и 7% соответственно. Во втором же случае наблюдалось значительное повышение этих химических элементов, при этом не происходило так называемое засаливание инструмента. Их процентный состав -0,98 и 3,63 % соответственно.     

Наличие на поверхности заготовки таких химических элементов как кислород и углерод в значительных количествах говорит о том, что при обработке не происходит значительного повышения температуры.

С учетом всех факторов есть возможность сделать вывод о том, что при обработке жаропрочного сплава  ХН51КВМТЮБ  высокопористым кругом со скоростью вращения в 200 м/с. происходит наименьший нагрев, как детали, так и инструмента, которым проводится обработка.

 

Таблица 1- Химический состав в % материала   ХН51КВМТЮБ ГОСТ Р   52802 – 2007[2]

Fe

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Ce

0,5

0,2-0,6

0,5

0,5

51,26-59,38

0,009

0,015

8-10

0,01

Mo

W

Co

Nb

Ti

Al

Zr

B

Mg

3,5-4,2

5,2-5,9

15,0-16,5

2,4-2,8

1,6-2

4,8-5,3

0,015

0,015

0,02

 

 

Список используемых источников

1.    Материаловедение: учеб. для студентов вузов / В. С. Кушнер, А. С. Верещака, А. Г. Схиртладзе, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова; под ред.  В. С. Кушнера. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 224с.

2.    www.splav.kharkov.com