Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 8. № 3-4. 2021 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 49 термического цикла [5, 9, 10]. В процессе назначения режимов закалки упрочняемого слоя с применением концентрированных источников энергии возникают проблемы, связанные с контролем температурных и скоростных параметров нагрева, что затрудняет исследование протекающих в поверхностных слоях материала процессов при поверхностной закалке. Для решения таких задач широко применяется математическое моделирование [21 - 24]. Температурно-временные условия фазовых превращений при аустенитизации стали характеризуются довольно приблизительно, если в качестве основных режимных параметров поверхностной закалки используются только максимальная температура и средняя скорость нагрева, т.к. существует необходимость учитывать ряд других показателей, таких как время нахождения материала в интервале температур фазовых превращений и среднюю скорость охлаждения материала. Исходя из этого, назначение режимов обработки должно осуществляться с тем условием, что в поверхностных слоях материала будут обеспечиваться требуемые термические циклы с заданными параметрами [9, 10, 25 - 30]. Стоит учесть, что невозможно установить четкую взаимосвязь между качественными характеристиками обрабатываемого слоя, режимами обработки и численными значениями выше указанных параметров. Об этом свидетельствуют результаты исследований, приведенные в [4, 5, 9, 10, 25 - 30]. Тем не менее, очевидным является тот факт, что для численных значений параметров термических циклов определяющим фактором является количество подаваемой в материал энергии и характер ее распределения в обрабатываемом материале. Учитывая выше изложенное, а также основываясь на результатах работ [4, 5, 9, 10, 25 - 31], основным параметром назначения режимов поверхностной закалки предлагается применить интегральную температурно-временную характеристику S , в которой объединены все перечисленные параметры термических циклов [4, 5, 9, 10, 25 – 33]. В период времени  в =  3 -  1 (рис. 2) будет протекать процесс образования аустенита. Этот процесс не связан с тем, восходящий или нисходящий характер имеет термическая кривая на данном промежутке времени. Таким образом, можем заменить два параметра – суммарное время  в и температуры, при которых протекает аустенитизация, – одной характеристикой S ABC , которая будет представлять собой численное значение площади участка, сверху ограниченного кривой нагрева, а снизу – прямой, соответствующей температуре начала процесса аустенитизации А С 1 . Данная характеристика описывается выражением:     1 3 1 3 1           C A d T S . (1) Следующая зависимость раскрывает физический смысл этой характеристики: T RQS   , где Q – энергия, Дж, R T – термическое сопротивление материала, о С·с/Дж. Рис. 2. Кинетическая кривая нагрева и охлаждения стали в процессе закалки