Структурно-логічний синтез та математична оптимізація фізико-механічних параметрів при зношуванні матеріалів в умовах низьких температур

Анотація

Мета роботи. Провести теоретико-аналітичні дослідження впливу низьких температур на процес зношування матеріалів та розробити алгоритм структурно-логічного синтезу з математичною оптимізацією фізико-механічних параметрів.

Методи дослідження. Для дослідження зносостійкості матеріалу деталей машин, що працюють в умовах низьких температур до –70 °С застосовано методику досліджень, що базується на комплексному опрацьовуванні даних на базі комплексного багатофакторного підходу [4–6]. Цей метод ґрунтується на структурно-логічному синтезі апріорної інформації, аналізу характеристик робочого органу, умов зношування та властивостей зовнішнього середовища, з подальшим урахуванням впливу структурно-фазового стану й фізико-механічних чинників матеріалів у конкретних умовах контактної взаємодії.

Отримані результати. Проведено теоретико-аналітичні дослідження та визначені основні чинники, що здатні впливати на механізм руйнації та величину зносу в конкретних умовах спрацьовування. Розглянуто способи підвищення зносостійкості при зношуванні сталей в умовах низьких температур від +20 °С до –70 °С. Встановлено, що зниження температури зовнішнього середовища негативно впливає на фізико-механічні властивості матеріалу та викликає збільшення частки крихкого руйнування мікрооб’ємів матеріалу. Побудовані рівняння регресії щодо визначення впливу хімічного складу і температур термічної обробки на фізико-механічні властивості.

Наукова новизна. Запропоновано та відпрацьовано алгоритм структурно-логічного синтезу з математичною оптимізацією фізико-механічних параметрів. Графоаналітичний аналіз дозволив встановити, що зі збільшенням вмісту молібдену у сталі, за рахунок стримування росту зерен аустеніту при гартуванні та відпуску, що дозволяє підвищити температуру підігріву, відбувається подрібнення структури матриці матеріалу та стає можливим виникнення структури сорбіт + бейніт. Тож доведено, що у визначених інтервалах температур загартування і відпуску можливо інтенсивно впливати на структурно-фазовий стан сталей, що забезпечить найбільшу зносостійкість для конкретних умов абразивного зношування.

Практичне значення. На практиці отримані данні дозволять застосовувати числові кількісні розрахунки для вибору технологічних способів підвищення зносостійкості (термічна обробка, нанесення захисних покриттів, та ін.) з урахуванням температурного впливу. Дозволяють отримати прогноз зносостійкості залежно від фізико-механічних властивостей деталей у достатньо широкому діапазоні параметрів.