Рибалко І. М. Експериментальні, теоретичні і технологічні основи зміцнення виробів з використанням модифікуючих домішок

Представлена до захисту робота базувалася на теоретичних, експериментальних та технологічних дослідженнях з використанням нових, ефективних, менш витратних підходів до підвищення стійкості виробів різного призначення. Для цього використовували вторинну сировину – немагнітну детонаційну шихту від утилізації боєприпасів, та природнього видобутку – бентонітову глину. В роботі розглядалися насосно-компресорні труби, зібрані зі сталі Р-110 при діаметрі 73мм і товщині стінки 5,5мм та культиваторні лапи товщиною 6..6,5мм. Об’єднання в єдину роботу цих різних виробів пов’язано з використанням однакової детонаційної домішки для підвищення різних властивостей виробів при їх виробництві, але різних напрямів при обслуговуванні та експлуатації. Для підвищення експлуатаційної стійкості різьбових з'єднань, пошкоджуваність яких становить 55% всіх відмов і аварійних ситуацій, запропоновано спосіб введення і складу використання модифікуючої домішки в пластичне мастило таких з'єднань. Встановлено, що детонаційна шихта від утилізації боєприпасів особливої фракції, складу, способу підготовки, забезпечує формування вторинних захисних структур (оксидних плівок) і зниження коефіцієнту тертя. Запропоновано спосіб введення модифікуючої домішки у рідку ванну при наплавленні культиваторних лап. Для цього використовували нанесення домішки на електрод Т-620 у вигляді обмазки. Дослідженнями встановлено, що введення модифікуючої домішки немагнітної частки детонаційної шихти в кількості 5-7% від електрода виключає формування дефектів, які пов'язані зі зменшенням температури рідкої ванни за рахунок нерозчинної алмазної фракції, яка відіграє роль локальних мікроохолодувачів. При цьому структура металу подрібнюється. Карбідна фаза виділяється у вигляді зернистих включень, більш рівномірно розподілених у матриці. Для детальних досліджень використовували також природний компонент – бентонітову глину. Домішку наносили на електрод у кількості оптимальної 6-8% від його частки. Порівняльні металографічні дослідження показали, що введення такої домішки сприяє формуванню більш однорідної структури практично по всіх зонах покриття за рахунок подрібнення голчастих виділень карбідів і формування їх зернистими. В обох варіантах покриттів (з введенням модифікатора глини й без неї) кристалізується мартенситна структура відпуску матриці. Додаткове модифікування в три рази знижує перетин перехідної зони. Нанесення покриття на тонкостінну культиваторну лапу повністю проплавляють її, а при введенні бентонітової глини зберігає її основу до 50%. У результаті проведених досліджень розроблений і запропонований новий спосіб зміцнення культиваторних лап. Спосіб полягає в нанесенні зміцнюючих смуг на носок з лицьового боку лапи і з тильної – на її крилах. Згідно аналізу процесів зношування, оптимальним є нанесення наплавленням зміцнюючих смуг на носок розміром 20 мм, а на крила – 12-15 мм з відстанню між ними не менше 10 мм, щоб запобігти перекриття зон термічного впливу.