Исследовательская работа по материаловедению "Исследование свойств материалов, влияющих на износостойкость"

• 1 слайд

  Секция: «Физика и научно-технический прогресс»
  
  Изучение свойств материалов, влияющих на износостойкость
  
  Автор: Сучков Дмитрий Александрович
  
  БОУ ОО СПО «Орловский технический колледж» 23-А группа
  
  Руководитель: Коренев Владислав Николаевич
  преподаватель дисциплины «Материаловедение»
  
  
  
  1
  

• 2 слайд

  2
  Объект работы : технология газопламенного напыления порошковых материалов для повышения износостойкости рабочих поверхностей деталей машин.
  Цели работы :
  1. обосновать увеличение микротвердости напыленных покрытий при напылении водородно-кислородным пламенем с органической добавкой пропан-бутана за счет образования оксидов кремния, хрома, бора и карбидов кремния и бора.
  2. экспериментально установить, что применение добавки пропан-бутана к водородно-кислородной смеси для газопламенного напыления позволяет повысить микротвердость получаемых покрытий в сравнении с ацетилено-кислородным пламенем.
  Задачи исследований: Для анализа структурных изменений в поверхностном слое детали провести металлографические исследования и измерение микротвердости поверхностного слоя;
  
  

• 3 слайд

  3
  Оборудование для получения водородно-кислородной смеси и газопламенного напыления
  Газопламенная горелка для порошкового напыления «Искра-1»:
  1-корпус; 2- рукоятка; 4- стволовая насадка; 6- кран игольчатый ацетиленовый; 7- порошковый клапан; 8,9- штуцеры; 10- посадочные отверстия; 11- рычаг; 12- игольчатый кран; 13- планка; 14- клапан; 15- экран; 16- винт; 17- винт; 18 – пенал с набором игл.
  Комплект дозвуковых горелок для газопламенного напыления и газопорошковой наплавки фирмы «TERMIKA»
  Электролизно-водные аппараты «Москва» для получения водородно-кислородной смеси электролитическим разложением воды
  

• 4 слайд

  4
  Методы исследований структуры и микротвердости напыленных покрытий
  Общий вид образцов для исследования микротвердости, пористости и микроструктуры покрытий.
  Схема измерения микротвердости
  Среднее число пор (Nср) вычислялось по формуле:
  
  где Nобщ – общее число пор на контролируемой поверхности;
  S – площадь контролируемой поверхности, см2.
  Общий вид поверхности напыленной газопламенным методом порошковых материалов с использованием водородно-кислородного пламени: основа - сталь 15ХГН2ТА, покрытие - порошок ПР-НХ17С4Р4 (×200)
  Контроль пористости покрытия (×600)
  Контроль микротвердости покрытия по высоте (×100)
  

• 5 слайд

  5
  Исследование микротвердости напыленных покрытий
  в соответствии с ГОСТ 9450 «Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников»
  Общий вид компьютеризированного микротвердомера ПМТ‑3М‑01
  Подготовка к измерениям
  

• 6 слайд

  6
  Оборудование для исследований микроструктуры напыленных покрытий
  Общий вид сканирующего электронного микроскопа Hitachi TM – 1000:
  1 – микроскоп; 2 – управляющий блок
  

• 7 слайд

  7
  ×300
  ×600
  Микроструктура поверхности напыленной с использованием ацетилено-кислородного пламени.
  
  
  ×2000
  ×300
  ×600
  Микроструктура поверхности напыленной с использованием водородно-кислородного пламени.
  ×2000
  Распределение микротвердости в поверхностном слое газопламенных покрытий полученных напылением порошка ПР-НХ17С4Р4 с использованием пламени различных горючих газов.
  Результаты исследования структуры и микротвердости напыленных покрытий
  

• 8 слайд

  8
  Выводы
  применение добавки пропан-бутана к водородно-кислородной смеси для газопламенного напыления позволяет повысить микротвердость получаемых покрытий на 24% в сравнении с покрытиями, получаемыми на чистой водородно-кислородной смеси и на 49% в сравнении с покрытиями, получаемыми на традиционной ацетилено-кислородной смеси.
  изучение поверхностей и их отдельных фрагментов позволяет сделать заключение о хорошей прочности сцепления по всей границе раздела покрытия и основы; использование водородно-кислородной смеси с добавкой пропан-бутана для газопламенного напыления дает возможность при напылении получать высококачественный напыленный слой;
  структура покрытия из напыленного порошка ПР-НХ17С3Р4 после проплавления представляет собой в основном твердый раствор никеля с хромом, в котором образовались сложные эвтектические структуры; соединение бора и углерода с хромом, приводит к образованию карбидов и боридов хрома; в структуре эти соединения рассеяны в виде кристаллов, что является основной причиной высокой износостойкости такого покрытия; сплав никеля с хромом придаёт покрытию стойкость к окислению, изменение химического состава покрытия по высоте влияет на изменение его механических свойств;
  покрытие из самофлюсующихся сплавов, напыленные газопламенным методом, после напыления имеют пористость, которая доходит до 25%; после проплавления в структуре часть пор исчезает, структура становится плотной и происходит хорошее сплавление с основной; пористость оплавленного покрытия составляет 1%, что вполне допустимо при эксплуатации детали; структура покрытий, полученных при различных горючих газах практически одинакова, отличие в количестве пор в поверхностных слоях.