Наплавка износостойкого покрытия на трубу

1.Аналіз матеріалу виробу, масо-габаритних характеристик виробу,

визначення виду спрацювання

1. Аналіз матеріалу виробу

Конструкційна якісна вуглецева сталь 15 використовується для виготовлення деталей високої пластичності, що працюють в інтервалі температур -40 + 4500С - гвинти, болти, гаки; після ХТО вироби мають високу твердість поверхні, міцність серцевини залишається невеликою - кулачки, важелі, гайки, інша продукція. Хімічний склад та механічні властивості якої наведено в Табл.(1.1) та (1.2) відповідно.  

[pic 1]

Рисунок 1.1 – Ескіз виробу

Таблиця 1.1 – Хімічний склад сталі 15 в  маси,  ГОСТ-1050-88  [1].

[pic 2]

Таблиця1.1– Механічні властивості сталі 15, ГОСТ-1050-88    [1].

[pic 3]

де: σв – границя міцності, МПа;

σТ – границя текучості, МПа;

α – відносне видовження при ростягу, %;

ѱ – відносне звуження, %;

KCU – ударнав'язкість, кДж/м2;

Далі потрібно визначити, чи схильна сталь 15 до утворення холодних та гарячих тріщин при наплавленні. Для цього потрібно розрахувати вуглецевий еквівалент.

Холодні тріщини:

[pic 4]

Підставляю значення та отримую результат

[pic 5]

Гарячі тріщини:

      [pic 6]

З розрахунків видно, що Cekv>0,4 та HRC>0,004 тобто схильна до гарячих та голодних тріщин . Це означає що сталь 20Г потребує попереднього підігріву перед наплавленням, та повільного охолодження після наплавлення. Рекомендована температура попереднього підігріву 300-3500С.  В іншому випадку можливе утворення тріщин.

1.2 Аналіз масо-габаритних характеристик виробу

Табл. 1.3 – Вхідні дані для виконання курсової роботи

Оскільки діаметр d нам не дано, але він потрібний для подальших розрахунків, то розрахуємо його за формулами 1.3 – 1.7.

                            (1.3)[pic 7]

                                         (1.4)[pic 8]

  м3                              (1.5)[pic 9]

                              (1.6)[pic 10]

 мм[pic 11]

де:  – повний об’єм труби;[pic 12]

 – об'єм що займає метал;[pic 13]

 – об’єм труби без металу;[pic 14]

 –густина основного матеріалу( кг/м3);[pic 15][pic 16]

t-товщина стінки

1.3 Визначення виду спрацювання

В більшості випадків зношування є важливою причиною зниження довговічності деталей машин та механізмів. Тому основними питаннями проблеми довговічності є розробка заходів по підвищенню їх зносостійкості. Більшість робіт в цьому напрямі присв’ячено вивченню зношування в умовах тертя ковзання або котіння. Зношування, пов’язане з ударом, вивчалось мало. До числа об’єктів, де має місце зношування при ударах в середовищі абразива, слід віднести багаточисленні деталі дробарок, пневмоударників, землечерпальних і дорожних машин, траки гусеничного ходу машин та ін. Признаком абразивного зношування є утворення на поверхні направленої шорсткості, яка співпадає з напрямом переміщення абразиву відносно цієї поверхні. Мікрорельєф при ударно-абразивному зношуванні принципово відрізняється від рельєфу поверхні абразивного зношування при ковзанні. В місцях контакту поверхні з зернами абразиву діє великий питомий тиск, внаслідок якого частина абразивних зерен проникає в поверхню і утворює на ній лунки, що визиває локальну пластичну деформацію. При наступних контактах частина зерен абразиву попадає в раніше утворені лунки, розширює і поглиблює їх. Інші зерна, проникаючи між лунками, можуть визвати деформацію металу і немов-би “завальцювати” лунки, які утворилися раніше. Багаторазова деформація визиває в зоні контакту з абразивом відрив часток металу з поверхні зношування. Такий механізм має місце найбільш часто при 78 зношуванні досить в’язких поверхонь. З підвищенням твердості матеріалу, що зношується, поряд з відривом часток металу внаслідок передеформації відбувається і крихке викришування. Цей процес є основним при зношуванні більше твердих та крихких матеріалів. Таким чином, в залежності від фізико-механічних властивостей поверхні, що зношується, елементарними процесами ударно-абразивного зношування можуть бути багаторазова пластична деформація і крихке викришування. Крім того, має місце взаємодія металу з хімічно-активними компонентами середовища, утворення послаблених вторинних структур і їх видалення зернами абразиву.