Obrabotka Metallov 2010 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (47) 2010 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 29 УДК 621.923 ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРО- И НАНОСТРУКТУРНЫХ СОСТОЯНИЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ШЛИФОВАНИИ * С.Г. БИШУТИН, доктор техн. наук, профессор Брянский ГТУ, г. Брянск Статья поступила 15 апреля 2010 г. 241035, г. Брянск, б-р им. 50-летия, д.7, Брянский государственный технический университет, trt@tu-bryansk.ru Представлены результаты экспериментальных исследований формирования тонких приповерхностных структур конструкционных материалов при шлифовании. Описаны особенности, сопровождающие формиро- вание неравновесных состояний приповерхностных слоев в ходе абразивной обработки. Ключевые слова : абразивная обработка материалов; тонкие приповерхностные структуры; структурно- фазовое состояние, поверхностный слой. Results of experimental researches of formation of thin superficial structures of constructional materials are sub- mitted at grinding. The features accompanying formation of nonequilibrium conditions of superficial layers during abrasive processing are described. Key words : abrasive processing of materials; thin superficial structures; a structural - phase condition, a super- ficial layer. Ресурс большинства деталей машин опре- деляется в первую очередь состоянием их по- верхностных слоев. Выявленное разнообразие структур и фазового состава приповерхностных слоев железоуглеродистых и твердых сплавов после абразивной обработки [1-3] обусловлено, прежде всего, различными уровнями распре- деления легирующих элементов, термического и силового воздействий. Последнее является основным условием формирования при шли- фовании в поверхностном слое неравновесно- го структурно-фазового состояния материала. Можно констатировать, что в результате сверх- высоких скоростей нагрева и охлаждения ма- териала при шлифовании (в отдельных случа- ях более 5000 °С/с [1]) формируется микро- и наноструктурированный поверхностный слой дисперсного строения, в значительной степени определяющий ресурс детали. Таким образом, изучение особенностей фор- мирования тонких приповерхностных структур в различных условиях абразивной обработки позволит повысить долговечность деталей ма- шин на финишных этапах их механической об- работки. Показательной иллюстрацией формирова- ния неравновесного состояния материала при шлифовании являются микро- и наноструктуры среднеуглеродистой стали при доминировании силового воздействия (рис. 1). При предварительном шлифовании или абра- зивной обработке крупнозернистыми брусками (зернистость 25…63) с открытой структурой приповерхностные зерна значительно вытягива- ются вдоль вектора D r главного движения резания (рис. 1, а ), нередко образуя сильно дефрагмен- тированную субструктуру из ансамблей зерен- ных блоков (рис. 1, б ). Размер блока составляет ____________________ * Исследования выполнены при финансовой поддержке проекта № 2.1.2/4914 по аналитической ведом- ственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010 годы)».