Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование остаточных термических напряжений в твердосплавных покрытиях, полученных по электроимпульсной технологии

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-11-42-45

Полный текст:

Аннотация

Представлены качественная и количественная оценки температурных полей и уровня остаточных термических напряжений (ОТН) в стальной подложке и твердосплавном покрытии, полученном по электроимпульсной технологии (ЭИТ). Оценку проводили с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и универсального программного обеспечения для моделирования прикладных задач COMSOL Multiphysics. Результаты моделирования показали, что чем выше скорость механического нагружения, тем на меньшую глубину прогревается подложка, а остаточные термические напряжения локализуются в зоне термического влияния около поверхности взаимодействия. При этом тонкий слой стали не может вызвать больших напряжений в основном объеме сплава. Напряжения в слое достигают предела текучести, и он деформируется без существенных растягивающих напряжений в твердом сплаве. Получен критерий, позволяющий выявить область параметров нанесения, при которых влияние стальной подложки на формирование остаточных термических макронапряжений в основном объеме твердосплавного покрытия минимально. Разработано электроимпульсное оборудование для нанесения твердосплавных покрытий. Экспериментальную оценку макронапряжений в зоне контакта твердосплавного покрытия со сталью проводили с использованием стандартного рентгеновского sin2Ψ-метода. Установили, что радиальные и осевые напряжения — сжимающие (максимальные по абсолютной величине напряжения фиксировали в радиальном направлении во внешних слоях покрытия), при этом осевые напряжения релаксируют вблизи свободной поверхности. Радиальные напряжения во внешних слоях покрытия достигали -210, осевые — – 110, напряжения в слоях покрытия, контактирующих со сталью, — –160  ... -170 МПа. Высокий уровень напряжений объясняется тем, что покрытие формировалось под внешним давлением. Вместе с тем сжимающие напряжения благоприятны для твердого сплава, поскольку он характеризуется высокими значениями предела прочности на сжатие.

Об авторах

С. В. Новиков
РИЦ «Техносфера»
Россия

Сергей Васильевич Новиков.

Москва



А. В. Смирнов
Московский политехнический университет
Россия
Андрей Владимирович Смирнов 


М. Г. Исаенкова
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россия

Маргарита Геннадьевна Исаенкова.

Москва



Н. С. Ермакова
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россия

Наталья Сергеевна Ермакова.

Москва



Список литературы

1. Клочко Н. А. Основы технологии пайки и термообработки твердосплавного инструмента. — М: Металлургия, 1981. — 200 с.

2. Новиков С., Перетягин П., Торресильяс Р. Научные основы электроимпульсной технологии нанесения твердосплавных покрытий из порошковых материалов на режущий и прессовый инструмент / Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. № 5. С. 23 - 29.

3. Новиков С., Перетягин П., Должикова Е., Торресильяс Р. Формирование структуры твердосплавных покрытий из порошков при пропускании мощного импульса электрического тока / Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 10. С. 21 - 27.

4. Горбачев Л. П., Григорьев Е. Г., Новиков С. В. Математическое моделирование процесса электроимпульсного нанесения твердосплавных покрытий. — М.: МИФИ, 1989. — 24 с.

5. Исаенкова М. Г., Перлович Ю. А., Скрытный В. И., Яль-цев В. Н. Рентгенографическое определение макронапряжений. — М.: МИФИ, 2007. — 48 с.

6. Perlovich Yu., Bunge H., Isaenkova M., Fesenko V The distribution of elastic deformation in textured materials as revealed by peak position pole figures / Mater. Sci. Forum. 1998. Vol. 273 - 275. P 655 - 666.


Для цитирования:


Новиков С.В., Смирнов А.В., Исаенкова М.Г., Ермакова Н.С. Исследование остаточных термических напряжений в твердосплавных покрытиях, полученных по электроимпульсной технологии. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(11):42-45. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-11-42-45

For citation:


Novikov S.V., Smirnov A.V., Isayenkova M.G., Ermakova N.S. Study of residual thermal stresses in hard-alloy coatings obtained by electropulse technology. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(11):42-45. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-11-42-45

Просмотров: 50


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)