На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 94649


Наименование:


Диплом Изучение взаимосвязи химического состава, структуры и износостойкости газопламенных покрытий марок: ППМ-10, ППМ-12, ППМ-14.

Информация:

Тип работы: Диплом. Предмет: Машиностроение. Добавлен: 18.02.2016. Сдан: 2014. Страниц: 89. Уникальность по antiplagiat.ru: 60.55.

Описание (план):


Реферат

Работа состоит из 93 страниц, 29 рисунков, 15 таблиц, 2 диаграмм, 20 уравнений и 1 схемы.
Проведены исследования напыленных покрытий порошковый проволоки марок: ППМ-10, ППМ-12, ППМ-14.
Были определены микротвердость, износостойкость и фазоывй анализ каждого из покрытий.
По итогам работы были проанализированы результаты и сделаны выводы.


СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………...........................6
1. Литературный обзор………………………………………………………...…….7
1.1 Свойства боридов…………..………………………………………..….……7
1.2 Влияние бора на фазовый состав (состояние) и на свойства сплавов.…..8
1.3 Влияние бора на процесс образования карбидов и боридов в наплавленном металле………………………………………………..……...9
1.4 Общая характеристика технологии напыления…………………….…….12
1.5 Технология напыления……………………………………………….…….17
1.6 Теория напыления……………………………………………………..……19
1.7 Применение напыления……………………………………………….……25
1.8 Выводы и постановка задачи исследования………………………………27
2. Экспериментальная часть………………………………………………………28
2.1 Методика эксперемента…………………………………………………….28
2.2 Описание установки электродуговой металлизации и технологии получения образцов.......................................................................................32
2.3 Методы исследования поверхности..……………………………………...34
3. Результаты испытаний…………………………………………………………38
3.1 Микроструктура покрытий..……………………………………………….38
3.2 Рентгеноструктурный анализ покрытий...………………………………...41
3.3 Сканирующая электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ покрытий…………………………………………………………….44
3.4 Анализ дюрометрических исследований………………………………….52
3.5 Выводы………………………………………………………………………56
4. Организация и планирование научно- исследовательской работы…………57
4.1Описание цели и планируемых результатов исследования....…………..57
4.2Планирование научно-исследовательской работы………………………59
4.3Расчет затрат на проведение дипломной работы………………………...62
4.3.1Затраты на материалы………………………………………..…….62
4.3.2Затраты на электроэнергию……………………………….............63
4.3.3Расчет затрат на амортизацию…………………………………....64
4.3.4Расчет затрат на заработную плату…………………………..…..65
4.3.5Рачсет затрат по прочим статьям……………………………..…..66
4.3.6Смета затрат на проведение исследования…………………..…..67
4.3.7Вывод по разделу……………………………………………..……67
4.4Оценка экономической эффективности…………………………….……..68
5. Безопасность жизнедеятельности……………………………………………...69
5.1Описание объекта дипломирования…………….…………………………69
5.2Описание рабочего места…………………………………………………..71
5.3Защита от опасных производственных факторов………………………...74
5.3.1 Электробезопасность…….………………………………………..74
5.3.2 Защита от других опасных факторов.……………………………75
5.3.3 Защита от вредных производственных факторов……………….78
5.3.4 Вентиляция и микроклимат……………………………………….78
5.3.5 Шум………………………………………………………………...79
5.3.6. Освещение…………………………………………………………79
5.4Особенности работы на компьютере………………………………………81
5.5Пожарная безопасность…………………………………………………….82
5.6Черезвычайные ситуации…………………………………………………..84
Список использованной литературы………………………………………….89


ВВЕДЕНИЕ
Одной из причин выхода из строя многих деталей и машин является износ и нарушение рабочих поверхностей, работающих, например, в условиях трения. Надежность и долговечность их работы будет определяться износостойкостью материала, из которого изготовлена деталь, его способностью оказывать сопротивление износу. Практически все металлы при контактировании поверхностей в условиях трения испытывают пластическую деформацию, в результате которой поверхностные слои могут получить упрочнение. Это может привести к потере способности материала к дальнейшей пластической микродеформации, к отслаиванию материала, особенно при наличии в материале различных включений.
Постоянные требования понижения удельного веса машин, замены дефицитных материалов на менее дефицитные могут быть удовлетворены за счет изготовления деталей из более легких и менее дефицитных материалов с последующим нанесением на рабочую поверхность трения слоя материала более тяжелого, более дефицитного, но обладающего высокими свойствами износостойкости.
По мере повышения скорости действия машин и механизмов, увеличение их размеров и производительности условия работы поверхности деталей становятся все более жесткими. В связи с этим возникает необходимость применения специальных мер, обеспечивающих радикальное повышение жаропрочности, коррозионной стойкости, износостойкости и других важных свойств поверхности материалов. Эта задача может быть успешно решена применением напыления как способом поверхностного упрочнения материалов. Современные достижения в разработке и совершенствовании оборудования позволили значительно улучшить эксплуатационные свойства наносимых покрытий.
Среди износостойких покрытий значительный интерес представляют покрытия, содержащие боридные фазы как одни из самых твёрдых и теплостойких химических соединений.
1. Литературный обзор.

1.1. Свойства боридов

Поскольку структура и свойства покрытий системы Fe-Cr-B-C в литературе рассмотрены недостаточно, целесообразно рассмотреть формирование структуры и износостойкость диффузионных слоёв, образующихся при борировании сталей.


Рис. 1.1 Диаграмма состояния Fe–B.


В соответствии с диаграммой состояния Fe—В (рис. 1.1) борированный слой состоит из ромбического борида FeB(а = 0,406 нм, b = = 0,55 нм и с = 0,2952 нм) и тетрагонального борида Fe2B(a = 0,5109 нм, с = 0,4249 нм), образующих характерные столбчатые (иглообразные) кристаллиты. Рост боридных фаз указывает на то, что на базе боридов FeB и Fe2B существуют области твердых растворов, не отмеченные на диаграмме состояния Fe—В. Под слоем боридов располагается переходной слой из ?-раствора бора в железе.[8]
На высоколегированных ферритных и аустенитных сталях под слоем сплошных боридов железа и боридов легирующих элементов образуется зона ?-раствора и сфероидизированных боридов железа и боридов легирующих элементов (никеля, хрома).Столбчатых боридов при этом не образуется, и зона сплошных боридов имеет вид нетравящейся полосы с четкой линией раздела.
Твердость боридов очень высокая и составляет для Fe2B 10000–14000 МПа, а для FeB 16000–20000 МПа. Наличие углерода в стали не изменяет твердости боридов. Легирующие элементы Ti, Мо, W, Сr увеличивают твердость FeB, не изменяя твердости Fe2B. Наоборот, Al , Cr уменьшают твердость боридов FeB. При нагреве борид FeB устойчив до 800 °С, а Fe2B до 1000 °С. Твердость боридных фаз не изменяется при всех температурах их существования. [8]


1.2Влияние бора на фазовый состав (состояние) и на свойства сплавов.

Бор довольно широко используется для повышения износостойкости наплавленного металла. Введение бора в сравнительно небольших количествах (до 1%) резко повышает твердость и износостойкость сплавов, особенно при абразивном изнашивании. Из промышленных наплавочных материалов, бор, как легирующий элементов вводится в состав наплавочных смесей марок БХ, КБХ, Н8, и элементов марок Т-590, ХР-19, Т-620, КБХ-45.
Механизм влияния бора на структуру и свойства наплавленного металла весьма сложен. Для сплавов примерно одной системы легирования (C-Cr-Fe-B) рекомендуемое количество бора, которое следует в наплавленном металле колеблется от 0,5 до 6%. В одних работах указывается, что бор является активным аустенизатором, в других, наоборот, отмечается, что бор является ферритизатором. Отсюда и разная трактовка механизма влияния бора на свойства сплавов.
Бор обладает весьма малой растворимостью, в твердых растворах ?- и ?- железа, находясь даже в небольшом количестве в этих растворах, он упрочняет феррит за счет изменения его тонкой структуры, в основном из-за его увеличения дисперсности блоков и некоторого роста микронапряжений. Особенно высоко упрочнение бором твердых растворов закаленных структур. Большая часть бора в сплавах находится в виде отдельных фаз – боридов и карбидоборидов различных металлов.
Образование тех или иных соединений бора в сплавах зависит не только от его количества, но и от наличия в сплаве других легирующих элементов, в первую очередь карбидообразующих и углерода.
Термодинамические условия сосуществования фаз, определяющие распределение легирующих элементов между ними, сформулированы в основном для равновесных систем. В неравновесном сплаве, каким является наплавленный металл, распределение легирующих элементов может быть различным. Установлено, что бориды и карбиды переходных металлов имеют близкие закономерности в их образовании. [1]


1.3 Влияние бора на процесс образования карбидов и боридов в наплавленном металле.

Благодаря высокой износостойкости борсодержащие сплавы широко используются в промышленности.
Рядом исследователей было замечено, что введение бора в легированные сплавы приводит к значительным изменениям образования карбидов. Так, добавки бора в быстрорежущие стали в количестве 0,15-0,17% уменьшают количество вольфрамовых карбидов и увеличивают количество карбидов хрома. Исследования фазового строения хромомарганцевых, хромовольфрамовых и хромоникелевых наплавок с добавками бора методом рентгеноструктурного анализа дали возможность определить некоторые закономерности в образовании карбидных или боридных фаз (таблица 1.1).


№ Тип наплавленного металла Содержание бора в наплаленном металле в % Ст/С в ат. % Строение карбидных и боридных фаз
1 У14Х20PH(0 - 9% Ni) 0,7 3,25 Cr7C3+M23(C,B)6
2 УХ14РН(0 - 10% Ni) 0,45 2,71 Cr7C3+M23(C,B)6
3 У2Х22РН(0 - 9% Ni) 0,75 2,53 Cr7C3+Cr2(B,C)
4 У22Х22РН(0 - 9% Ni) Нет 2,3 Cr7C3
5 У2Х18Н(0 - 9% Ni) >> 1,99 Cr7C2
6 У2Х17РН(0 - 9% Ni) 0,65 1,98 Cr7C3+Cr2(B,C)
7 У20Х7РН(0 - 9% Ni) 0,35 0,81 Cr7C3+Fe3C+Cr2(B,C)
8 У14Р 0,18 M23(C,B)6
9 УХ15РГ8 0,28 2,71 Cr7C3+M23(C,B)6
10 УХ15РГ13 1,1 2,71 Cr7C+Cr2(B,C)
11 У3Х24РГ(2 - 12% Mn) 0,85 2,06 Cr7C+Cr2(B,C)
12 У3Х24РГ(3 - 5% Mn) 0,27 2,06 Cr7C+Cr2(B,C) (масло)
13 УХ15Г(1,3 - 10% Mn) Нет 2,06 Cr7C3
14 УХ7РГ(1,1 - 5,4% Mn) 0,25 1,25 Fe3C+M23(C,B)6+Fe2B
15 УХ3РГ(0,5 - 6,5% Mn) 0,2 0,5 Fe3C+M23(C,B)6+Fe2B
16 УХ7В12Р 0,4 M23(C,B)6
17 УХ7В12 Нет M23(C,B)6+M6C

Таблица 1.1. Строение карбидов и боридов в сплавах различного химического состава.

При образовании в таких сплавах карбидов хрома и вольфрама определяющим фактором также являются соотношения количеств карбидообразующих элементов и углерода. Чем больше это отношение, тем более богаты металлическими атомами карбиды данного элемента. Однако в сплавах с добавками бора, специальные карбиды хрома Cr7C3и карбиды вольфрама образуются при других характерных отношениях М/С, чем в аналогичных сплавах без бора. Наряду с карбидами хрома и вольфрама появляются карбобориды типа типа М23(С,В)6 и бориды Cr2(B,C) и Fe2B.
По нашим данным [1], в хромомарганцевых и хромоникелевых наплавленных сплавах с добавками бора при содержании углерода 2 % и больше, наряду с карбидами хрома и железа (Cr7C3и Fe3C) имеются бориды хрома Cr2(B,C) (таблица 1.1). По данным химического анализа карбидных и боридных осадков, бор распределяется между карбидами и боридами как 1,1:1, а хром как 1,3:1. Значительное количество хрома (около 50%) остается в твердом растворе.
При содержании углерода 1,5% и меньше, бориды Cr2(B,C) образуются лишь при высоком содержании бора (>1%) [см. сплав 10 таблица 1.1]. Обычно в наплавленном металле, с пониженным содержанием углерода, образуется карбоборид типа М23(С,В)6. Этот карбоборид имеет сложную кубическую решетку и параметры, близкие к параметрам карбида хрома С23С6.
Некоторые исследователи иногда путают карбид хрома Cr23C6и карбидоборид М23(С,В)6. Существенная особенность карбидоборида М23(С,В)6. состоит в том, что он может образоваться в железоуглеродистых сплавах с добавками бора, но не легированных хромом. Кроме этогокарбидоборид обладает большей микротвердостью, чем карбид хрома.
В сплавах с небольшим содержанием хрома, наряду с М23(С,В)6 образуются бориды железа Fe2B.
Замещение бором части атомов углерода в карбидах (карбидобориды) и растворение (вероятно, внедрение) бора в решетку карбидов повышает их твердость.
Бор, в легированных железных сплавах образует бориды различных элементов типа М2В, МВ, М2В5, МВ2, и др. и карбидобориды.
Образование различных соединений бора определяется не только количеством бора в сплаве, ведущую роль в образовании данного типа соединений бора играет содержание углерода в сплаве. В высокоуглеродистых хромистых сплавах (С?2%) образуются бориды хрома Cr2(B,C). При содержании углерода 1,5% в первую очередь образуются карбобориды М23(С, В)6 и лишь при высоком содержании бора (>1%) могут появиться вместе с карбоборидом и бориды типа М2(С, В) или М2В.[1]


1.4Общая характеристика технологии напыления.

Напыление представляет собой процесс нанесения покрытия на поверхность детали с помощью высокотемпературной скоростной струи, содержащей частицы порошка или капли расплавленного напыляемого материала, осаждающиеся на основном металле при ударном столкновении с его поверхностью.
Первоначально напыление покрытий осуществляли с помощью истекающей из сопла горелки струи воздуха или нагретого газа, обеспечивающей мелкое распыление расплавленного металла и его осаждение на поверхности изделия. Этот способ впоследствии развился в технологию распыления жидких расплавов, широко используемую в современной порошковой металлургии. Первая установка для напыления, созданная в 1910 г. Шоопом (Швейцария), была предназначена для нанесения на подготовленную соответствующим образом поверхность изделия покрытия из расплавленного металла, имеющего низкую температуру плавления, с помощью струи горячего сжатого воздуха [6]. Установка, разработанная для этого метода, получилась громоздкой и малопроизводительной.
История напыления насчитывает уже десятки лет, в течение которых совершенствовался способ упрочнения деталей машин, разрабатывались новые источники нагрева, имеющие высокие энергетические характеристики; создавалась аппаратура для непрерывной подачи напыляемого материала в виде проволоки или порошка; разрабатывалось и изготовлялось комплектное оборудование, типы и модификации которого к настоящему времени стали достаточно многочисленными.
Существующую технологию напыления в зависимости от применяемого источника тепловой энергии можно разделить на два основных вида: газопламенное напыление, при котором используется теплота, выделяющаяся при сгорании смеси горючего газа с кислородом, и электрическое напыление, основанное на использовании теплоты, выделяющейся при горении электрической дуги.
Самой популярной и старой разновидностью электрического напыления является дуговая металлизация. Ранее при такой ме-таллизации использовали дугу, горящую на переменном токе, что не позволяло получать устойчивый процесс распыления проволоки. В настоящее время для создания дуги в электромсталлизаторах используют постоянный ток, обеспечивающий лучшую стабильность процесса нанесения покрытия.
В процессе больших качественных и количественных изменении, происходящих в современном промышленном производстве, напы-лению суждено стать одной из перспективнейших технологий, широкое применение которой будет сопровождаться повышением произ-водительности оборудования для нанесения покрытий с оснащением его средствами механизации и автоматизации.
В качестве исходных материалов для напыления используют ме-таллическую проволоку, керамические прутки, порошковые металлы и сплавы, порошковые керамические материалы. Увеличение много-образия форм и видов напыляемых материалов, радикальное повы-шение их качества сопровождалось постепенным повышением и качества самих покрытий, получаемых напылением. Современный уровень технологии напыления позволяет осуществлять восстановление и упрочнение деталей машин и механизмов порошковыми композиционными материалами и получать специальные покрытия, обладающие уникальными свойствами...


Список используемой литературы

1. Лившиц Л.С., Гринберг Н. А., Куркумелли Э. Г. Основы легирования наплавленного металла. М.: Машиностроение 1969. 188с.
2. Хрущев М.М., Бабичев М.А., Изнашивание сталей при трении об образивную поверхность. Сб. "Трение и износ в машинах", №9, Изд. АН СССР, 1954.
3. Сорокин-Новицкая А.А. Исследование влияния состава, твердости и структуры углеродистых сталей на их сопротивление абразивному изнашиванию. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Свердловск, 1959.
4. Журавлев Л.Г. Исследование износоустойчивости сталей при абразивном изнашивании в зависимости от состава, структуры и твердости. Диссертация на соискание ученой степени канд. наук. Свердловск, 1959.
5. Счастливцев В,М., Филиппов М.А. Роль принципа метастабильности аустенита Богачева-Минца при выборе износостойки материалов. Материаловедение и термическая обработка металлов. 2005, №1. С. 6-9.
6. Хауси А., Моригаки О. Наплавка и напыление. Переведено с японского языка. Х12В. Н. Попова; Под редакцией В.С. Степина, Н.Г. Шестеркина. – М.: Машиностроение, 1985. 121-125 с; 136-165с; 209-215.
7. Филиппов М.А., Кулишенко Б.А. Использование принципа метастабильности аустенита Богачева-Минца при выборе износостойких материалов // Проблемы повышения контактной прочности металлических сплавов. Вестник УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2004, с. 158-168.
8. Филиппов М.А., Плотников Г.И. Разработка новых сталей для износостойких отливок на основе метастабильного марганцевого аустенита //Сталь, 1996 №6, с. 62-64.
9. Филиппов М.А., Литвинов В.С., Немировский Ю.Р. Стали с метастабильным аустенитом. – Металлургия, 1971, 257с.
10. Волков А.Н. – Металловедение и термическая обработка металлов, 1970, №12, с.26.
11. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. – М.: Машиностроение, 1976, 271с.
12. Разумов В.Г. Экономика и организация в дипломных проектах. М.: Машиностроение. 1989, 300 с.
13. Организационно-экономические вопросы в исследовательских дипломных работах. Методические указания. Свердловск: 1986. 35 с.
14. Русак О.Н., Малаян К.Р., Занько Н.Г. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. 5-е изд., стер. / Под ред. О.Н. Русака. СПб.: Издательство «Лань», 2002. 448 с.
15. Справочник по технике безопасности. / Под ред. А.П. Долина. М.: Энергоиздат, 1985. 390 с.
16. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. Система стандартов безопасности труда. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1988 г.
17. СНиП 21.01-97 Противопожарные нормы. М.: Атомиздат, 1978. 56 с.
18. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
19. Правила устройства электроустановок. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2002.
20. Макаров А.В., Малыгина И.Ю., Осинцева А.Л. Исследование структуры, фазового состава, твердости и жаростойкости покрытий. Промежуточный отчет по первому этапу работ по договору № 18/2013 от 20 ноября 2013г.


Перейти к полному тексту работы


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.