Дипломная работа (ВКР) - бакалавр, специалист на тему Структурные факторы, определяющие стойкость к износу и преждевременному разрушению твердых сплавов для рабочих органов почвообрабатывающих машин

Содержание:

Оглавление
Введение 4
1. ПОЧВА КАК ОБЪЕКТА ОБРАБОТКИ. 6
1.1. Основные свойства 6
1.1.1. Показатели обрабатываемости. 6
1.1.2. Абразивные свойства. 7
1.2. Анализ объекта исследования. 11
1.2.1. Агрегат почвообрабатывающий. 11
1.2.2. Основные параметры рабочих органов плоскорезов. 12
1.2.3.Сопротивление почвы при ее обработке. 13
1.2.4. Сопротивление почвы при затуплении лезвия. 14
1.3. Анализ характера изнашивания рабочих органов. 14
1.3.1. Изнашивание монометаллических режущих элементов. 14
1.3.2. Изнашивание самозатачиваемых лезвий. 16
1.4. Выводы. 17
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ НАПЛАВОЧНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ. 18
2.1. Выбор сплавов-представителей. 18
2.1.2. Виды разрушения твердых наплавочных покрытий при работе в абразивной среде. 18
2.1.2. Классификация твердых сплавов. 29
2.1.3. Белые чугуны. 35
2.1.4. Хромистые стали. 40
2.2. Методика испытаний. 44
2.2.1. Испытания на абразивное изнашивание. 44
2.2.2. Методика определения деформации зарождения трещины. 46
2.3. Выводы. 47
3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 48
3.1. Результаты испытаний 48
3.2. Выявление структурных факторов, определяющих стойкость к износу и преждевременному разрушению твердых сплавов рабочих органов почвообрабатывающих машин 56
Заключение 61
Список использованных источников 63

Введение:

Прогнозирование и математическое описание износа рабочих частей - сложная задача из-за наличия множества переменных высокой случайности, влияющих на дальность и интенсивность его протекания.
Интерпретация воздействия на операционную часть должна позволять идентифицировать и выбирать стабильные и конфиденциальные отношения и те, которые предоставляют информацию. Разнообразие факторов, влияющих на ход износа рабочей части, не позволяет учесть их все в одной модели.
Существует возможность введения допущений в исследования для выявления значительных воздействий и характеристики их влияния на процесс износа, принимая во внимание другие эффекты на постоянном уровне [1–3]. Основные формы износа включают микротрещины, микроплухание и микроусталость.
Эти процессы связаны с механическим воздействием абразивного материала на поверхностный слой материала. В зависимости от типа рабочей части, в том числе от воздействия давления, оказываемого абразивным материалом, также могут происходить химические процессы, связанные с воздействием почвенной среды [4,5]. Для определения и описания явления износа помимо экспериментальных испытаний было создано множество математических моделей, позволяющих прогнозировать срок службы деталей [1,6].
Рабочие части инструментов, обрабатывающих абразивную грунтовую массу, отличаются высокой износостойкостью и ударной вязкостью. Это связано с условиями их использования, при которых они подвергаются как износу от грунта, так и перегрузкам, вызванным ударами о камни, закрепленные в грунте [3].
Современное состояние знаний об изнашивающем воздействии грунтового массива на рабочие части недостаточно для разработки принципов выбора конструктивных и технологических решений рабочих органов, используемых для обработки различных типов грунтов. Понимание и описание износа в массиве грунта заключается в всестороннем описании процесса трения с участием грунта - рабочей части - параметров рабочего процесса. Особое значение придается влиянию массы почвы, поскольку факторы почвы в основном влияют на характер износа, а факторы материала влияют на скорость износа. Процесс износа рабочей части в грунтовом массиве относится к естественным. Еще один не принимаемый во внимание фактор - это специфика истирания почвы, которая включает:
- Воздействие на материал не только минеральных зерен, но и органической массы, свойства которой определяют почву как износостойкую массу;
- Неупорядоченное распределение очень большого количества абразивных зерен на активной поверхности почвы:
- Хрупкость истираемых поверхностей;
- Абразивные зерна различной формы;
- Различная высота острых граней абразивных зерен на активной поверхности почвы;
- Возможность свободного движения абразивных зерен в зависимости от состояния почвы;
- Особые химические свойства абразивной массы.
В связи с вышеперечисленным целью данной работы является определение структурных факторов, определяющих стойкость к износу и преждевременному разрушению твердых сплавов.
Основные задачи:
1. Анализ почвы, ее свойств, абразивности и сопротивления
2. Теоретическое исследование работы твердосплавных материалов
3. Анализ полученных результатов

Заключение:

Износ - это процесс прогрессирующей и нежелательной потери или разрушения материала с поверхности механических компонентов, и поэтому он считается одним из самых серьезных поверхностных повреждений инженерных деталей. Упрочнение является одним из используемых методов. для контроля износа этих деталей. Fe – Cr – C, Fe – C – X (X: карбидообразующие элементы) и Fe – Ni – Co - три типа сплавов, которые используются при наплавке стали. Fe – Cr – C - самый популярный сплав, используемый для наплавки стали, из-за его относительно низкой стоимости по сравнению с другими сплавами. Сплавы Fe – Cr – C используются, в частности, в условиях высокой стойкости к абразивному износу, например, в сельском хозяйстве. Сопротивление абразивному износу сплава Fe – Cr – C зависит от характеристик карбидов в микроструктуре [6–8]. В данной рабоет показано, что превосходная абразивная износостойкость сплава была достигнута при достижении высокой объемной доли карбидов в аустенитной микроструктуре. Такая микроструктура может наблюдаться в доэвтектических, эвтектических и заэвтектических композициях.
Большинство исследований сосредоточено на изучении износостойкости наплавочных сплавов.
По результатам исследования микроструктуры и абразивной износостойкости различных наплавочных сплавов Fe – Cr – C с постоянным соотношением CrCÀ6 можно сделать следующие выводы:
1. Различное количество углерода и хрома в твердых сплавах приводит к различным режимам затвердевания и доэвтектическим / эвтектическим / заэвтектическим структурам.
2. Микроструктура доэвтектики / эвтектики / гиперэвтектики состоит из первичного аустенита-эвтектической структуры / эвтектической структуры / первичной -карбидов-эвтектической структуры.
3. За счет увеличения содержания углерода и хрома в твердых сплавах увеличивается объемная доля общего количества карбидов (Cr, Fe) 7C3 и уменьшается общий аустенит в микроструктуре, следовательно, повышается твердость поверхности.
4. После испытания на износ микроструктура изношенной поверхности показывает превращение аустенита в томартенсит в результате наклепа. Следовательно, значения твердости изношенной поверхности в доэвтектических / эвтектических / заэвтектических структурах увеличиваются на 22% / 9,5% / 0,5% соответственно.
5. Результаты испытаний на износ показывают, что минимальная потеря веса и наивысшая стойкость к абразивному износу достигаются на образце № 1 с доэвтектической структурой. Этот образец приобретает максимальные значения твердости после испытания на износ.
6. Наблюдение изношенной поверхности с помощью сканирующего электронного микроскопа показывает, что заэвтектические / эвтектические / заэвтектические структуры имеют микромеханизмы абразивного износа, такие как вспашка? Резка / вспашка + резка + растрескивание / растрескивание + резка, соответственно.
7. Как видно также из графиков добавление примеси Al и WC увеличивает прочность сплава

Фрагмент текста работы:

1. ПОЧВА КАК ОБЪЕКТА ОБРАБОТКИ.
1.1. Основные свойства
1.1.1. Показатели обрабатываемости.
Истирание частицами песка является важным фактором, вызывающим чрезмерный износ станков, работающих в почве. Вспашка почвообрабатывающими орудиями, такими как культиваторы, роторные культиваторы, отвальный плуг, дисковая борона, и т. д., является основным способом обработки почвы, как в засушливых землях, так и в системах орошаемого земледелия. Обработка земли с помощью почвообрабатывающих орудий более надежна и позволяет фермерам достичь поставленной цели в нужное время. Основной проблемой сельскохозяйственных орудий является их износ твердыми частицами почвы. Износ, вызванный частицами почвы, носит абразивный характер, что влияет на прямые затраты, такие как более высокий расход топлива, более низкая производительность и низкое качество обработки почвы. На скорость износа влияют различные факторы, которые можно разделить на три категории, т. е. Зависимость от:
1. Состояния почвы (тип почвы, структура почвы, объемная плотность и влажность),
2. Эксплуатационных факторов (скорость, глубина обработки, время обработки почвы).
3. Реализации проектных параметров.
Другие факторы - это давление на инструмент и материалы инструмента, которые также влияют на срок службы инструмента [1].
Большинство инструментов для наземной обработки почвы обычно изготавливают из высокоуглеродистой или низколегированной стали [2]. Поврежденные орудия обычно менее эффективны с точки зрения эффективности обработки почвы или посева, борьбы с сорняками и могут привести к увеличению тяги и штрафам за топливо [3]. Износостойкость почвообрабатывающих орудий в основном связана с их твердостью