Obrabotka Metallov 2009 No. 4

УДК 621.787 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН А.А. КРЕЧЕТОВ, доцент, канд. техн. наук. КузГТУ, г. Кемерово Рассмотрена возможность применения аналитического аппарата, позволяющего оценивать параметры структурного состояния на всех стадиях жизненного цикла изделия для проектирования упрочняющих технологических процессов, основанных на наноструктурировании и обеспечивающих заданные эксплуатационные свойства изделия. The possibility of an analytical apparatus that allows to evaluate the parameters of the structural condition at all stages of product life cycle for design hardening processes based nanostructuring, and provides preset operating characteristics of the product. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ИЗДЕЛИЯ, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ИЗДЕЛИЯ, НА- НОСТРУКТУРИРОВАНИЕ. На сегодняшний день общепринятым является представление о трансформации структуры металла в наноразмерное состояние (с характерным размером структуры менее 100 нм), как об одном из эффектив- ных способов существенного повышения эксплуата- ционных свойств изделий. Увеличение прочностных характеристик и твер- дости при сохранении удовлетворительной пластич- ности и ударной вязкости при наноструктурировании связывают с изменением закономерностей пластиче- ского деформирования поликристаллического тела, обусловленном уменьшением размера зерна и увели- чением относительного объема границ зерен. В настоящее время разработаны и продолжают ак- тивно развиваться различные методы деформацион- ного наноструктурирования, направленные на фор- мирование наноразмерного структурного состояния металла по всему объему заготовки [1–3]. Получены локальные экспериментальные результаты, характе- ризующие зависимость механических свойств и экс- плуатационных свойств изделия от режимов дефор- мационного наноструктурирования [4–5]. Однако уровень сегодняшних знаний в области технологического обеспечения эксплуатационных свойств изделий методами наноструктурирования не позволяет в полной мере использовать эти методы для инженерных приложений. Известно, что в процессе эксплуатации под дей- ствием силовых, температурных и других факторов может происходить трансформация структурного состояния. При этом вопросы стабильности нанораз- мерного структурного состояния, закономерностей его эволюции практически не исследованы. Также отсутствуют надежные методы аналитической оцен- ки параметров структурного состояния при варьиро- вании технологических режимов и схем реализации методов наноструктурирования. Для проектирования упрочняющих технологиче- ских процессов, основанных на наноструктурирова- нии и обеспечивающих заданные эксплуатационные свойства изделия, требуется разработка аналитиче- ского аппарата, позволяющего оценивать параметры структурного состояния на всех стадиях жизненного цикла изделия. На наш взгляд, разработка такого аппарата воз- можна путем развития теории механики технологиче- ского наследования [6]. В соответствии с основными положениями механики технологического наследова- ния на каждой стадии нагружения в поверхностном слое изделия происходит непрерывное накопление деформаций и исчерпание запаса пластичности под действием характерной для каждой стадии програм- мы нагружения. На сегодняшний день получено описание форми- рования и трансформации программ нагружения на стадиях механической обработки и эксплуатации, а также закономерности формирования свойств по- верхностного слоя под действием этих программ нагружения. Показано, что история нагружения на предшествующих стадиях обработки оказывает ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТРУДЫ КОНФЕРЕНЦИИ № 4 (45) 2009 36