Science intensive technologies in mechanical engineering Science intensive technologies in mechanical engineering Наукоёмкие технологии в машиностроении 2223-4608 57800 10.30987/2223-4608-2023-23-37 КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ, КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, ТРЕНИЕ И ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ МАШИН SURFACE LAYER QUALITY, CONTACT INTERACTION, FRICTION AND WEAR OF MACHINE PARTS КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ, КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, ТРЕНИЕ И ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ МАШИН Dependence of indicators of nitrited steels operational properties on the surface layer structural condition Зависимость показателей эксплуатационных свойств азотированных сталей от структурного состояния поверхностного слоя https://orcid.org/0009-0000-9207-6587 Куксёнова Лидия Ивновна Kuksenova Lidiya I. lkukc@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Алексеева Мария Сергеевна Alekseeva Maria Sergeevna Козлов Дмитрий Алексеевич Kozlov Dmitriy Alekseevich Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук Москва Россия Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук Institute of Machines Science named after A.A.Blagonravov of the Russian Academy of Sciences Российский государственный университет туризма и сервиса RU Russian State University of Tourism and Service RU 28 03 2023 28 03 2023 2023 3 23 37 24 01 2023 30 01 2023 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/57800/view

Приведены результаты структурных и трибологических исследований сталей и сплавов перлитного, мартенситного и аустенитного классов после разных видов предварительной обработки и режимов азотирования. Результаты трибологических испытаний и металлофизических исследований позволили оценить эффективность каждого из ис-пользованных методов обработки и выявить характеристики структурного состояния азотированного слоя, спо-собствующие повышению эксплуатационных свойств сталей в условиях трения и износа. Разработан комплексный физико-механический критерий для оценки эффективности азотирования деталей узлов трения.

The results of structural and tribological studies of steels and alloys of pearlite, martensitic and austenitic classes using dif-ferent types of pretreatment and nitriding modes are presented. The results of tribological tests and metallophysical studies made it possible to evaluate the effectiveness of each of used treatment methods and to identify the characteristics of the structural state of the nitrided layer, contributing to an increase in the operational properties of steels in friction and wear conditions. A comprehensive physical and mechanical criterion has been developed to evaluate friction components nitrid-ing efficiency.

 конструкционные материалы стали и сплавы азотирование структура поверхностные слои износостойкость экс-плуатационные свойства structural materials steels and alloys nitriding structure surface layers wear resistance operational properties

Костецкий Б.И., Носовский И.Г., Караулов А.Г. Поверхностная прочность металлов при трении / Под общ. ред. Б.И. Костецкого. Киев: Техника, 1976. 292 с. Kostetsky B.I., Nosovsky I.G., Karaulov A.G. Poverhnostnaya prochnost' metallov pri trenii [Surface strength of metals under friction]. Under the general editorship of B.I. Kostetsky. Kiev: Technika, 1976, 292 p. (in Russian). Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Оспенникова О.Г., Алексеева М.С., Громов В.И. Инженерия поверхности и эксплуатационные свойства азотированных конструкционных сталей / Под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2019. 600 с. Gerasimov S.A., Kuksenova L.I., Lapteva V.G., Ospennikova O.G., Alekseeva M.S., Gromov V.I. Surface engineering and operational properties of nitrided structural steels. Under the general editorship of E.N. Kablov. Mos-cow: VIAM, 2019. 600 p. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубча-тых колес методами химико-термической обработки. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 303 с. Zinchenko V.M. Inzheneriya poverkhnosti zub-chatykh koles metodami khimiko-termicheskoy obrabotki [Gear surface engineering by thermal-chemical treatment methods]. Moscow: Bauman Moscow State Technical University, 2001. 303 p. (in Russian). Есипов Р.С., Абдуллин Р.А., Хусаинов Ю.Г., Николаев А.А. Ионное азотирование высоколегиро-ванных конструкционных сталей с ультрамелкодис-персной структурой при различных температурах. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2021. № 10. С. 102-107. Esipov R.S., Abdullin R.A., Khusainov Yu.G., Ni-kolaev A.A. Ion nitriding of high-alloy structural steels hav-ing ultrafine structure at different temperatures. Surface. X-ray, synchrotron and neutron studies, 2021, no. 10. pp. 102-107. Прокофьев М.В., Петрова Л.Г., Белашова И.С., Бибиков П.С. Влияние стадийного азотирования на строение и свойства мартенситной стали 13Х11Н2В2МФ // Наукоёмкие технологии в машино-строении. 2021. № 12 (126). С. 12-19. Prokofiev M.V., Petrova L.G., Belashova I.S., Bibikov P.S. The effect of stadial nitrogenization on the structure and properties of martensitic steel 13X11N2V2MF. Science intensive technologies in mechan-ical engineering, 2021, vol. 2021, no. 12(126), pp. 12-19. DOI: 10.30987/ 2223-4608-2021-12-12-19. Петрова Л.Г., Александров В.А., Вдовин В.М., Демин П.Е. Повышение стойкости инструмента из быстрорежущей стали при азотировании с регулируе-мым азотным потенциалом // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2022. № 1 (127). С. 3-10. Petrova L.G., Alexandrov V.A., Vdovin V.M., De-min P.E. Improvement of operation lifetime of high-speed steel tools when nitriding with controlled nitrogen potential. Science-intensive technologies in machine-building, 2022, no. 1 (127), pp. 3-10. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Фахуртдинов Р.С., Алексеева М.С., Данилов В.Д., Смирнов А.Е., Громов В.И. Повышение характе-ристик механических свойств теплостойких сталей ме-тодом активации процесса азотирования // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. №2. С. 90-95. Gerasimov S.A., Kuksenova L.I., Lapteva V.G., Fakhurtdinov R.S., Alekseeva M.S., Danilov V.D., Smirnov A.E., Gromov V.I. Improvement of mechanical properties of heat-resistant steels by activation of the nitriding pro-cess. Problems of machine building and machine reliability, 2014, no. 2, pp. 90-95. Rybakova L.M., Kuksenova L.I. Physical criteria of wear resistance of metal materials in surface-active lu-bricating media // Proc. The Conference on Tribology “Ftic-tion, Lubrication and Wear - 50 years on”. London. IME, 1987. Р. 419-426. Rybakova L.M., Kuksenova L.I. Physical criteria of wear resistance of metal materials in surface-active lu-bricating media // Proc. The Conference on Tribology “Ftic-tion, Lubrication and Wear - 50 years on”. London. IME, 1987. P. 419-426. Савенко В.И., Щукин Е.Д. О соотношениях между феноменологическими и структурными критери-ями работы узлов трения // Трение и износ. 1987. № 4. С. 581-589. Savchenko V.I., Shchukin E.D. On the relationship between phenomenological and structural criteria for the operation of friction units. Trenie i iznos, 1987, no. 4, pp. 581−589. (in Russian.). Тушинский Л.И., Потеряев Ю.П. Проблемы материаловедения в трибологии. Новосибирск: НЭТИ, 1991. 64 с. Tushinsky L.I., Poteryaev Yu.P. Problems of mate-rials science in tribology. Novosibirsk: NETI, 1991. 64 p. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. 320 с. Suslov A.G. The quality of the surface layer of machine parts. Moscow: Mashinostroenie, 2000, 320 p. Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 188. 240 с. Sulima A.M., Shulov V.A., Yagodkin Yu.D. Pov-erkhnostnyy sloy i ekspluatatsionnye svoystva detaley mashin [Surface layer and service properties of machine parts] Moscow: Mashinostroenie, 188, 240 p. (in Russian). Мичугина М.С. Разработка структурного со-стояния азотированного слоя конструкционных сталей, ответственного за их износостойкость / Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МАИ (Государственный тех-нический университет), 2008. 16 с. Michugina M.S. Razrabotka strukturnogo sos-toyaniya azotirovannogo sloya konstruktsionnih staley, otvetstvennogo za ih iznosostoykost' dis.kand. techn. nauk [Development of the structural state of the nitrided layer of structural steels responsible for their wear resistance. Ph.D. Extended Abstract of Thesis] Moscow: MAI (State Tech-nical University), 2008, 16 p. (in Russian). Куксенова Л.И., Алексеева М.С. Влияние предварительной обработки конструкционных азоти-рованных сталей на их триботехнические характери-стики // МиТОМ. 2023. № 1. С. 10-15. Kuksenova L.I., Alekseeva M.S. The influence of rough machining of structural nitrided steels on their tribo-technical characteristics. MiTOM, 2023, no. 1, pp. 10-15. Дроздов Ю.Н., Рыбакова Л.М., Литвинов И.П., Павлик Б.Б., Сидоров С.А. Кинетика разрушения конструкционных сталей при трении // Трение и износ. 1989. № 5. С. 773-778. Drozdov Yu.N., Rybakova L.M., Litvinov I.P., Pavlik B.B., Sidorov S.A. Kinetics of fracture steel destruc-tion under friction. Friction and wear, 1989, no. 5. pp. 773-778. Куксенова Л.И., Мичугина М.С. Влияние условий нагрева при азотировании на структуру и из-носостойкость поверхностных слоев на стали 38Х2МЮА // МиТОМ. 2008. № 2 (632). С. 29-34. Kuksenova L.I., Michugina M.S. Influence of oxi-dation conditions on the structure and wear resistance of layers on steel 38Kh2MYuA. MiTOM. 2008. no. 2 (632). pp. 29-34. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Крапо-шин В.С., Лисоцкий И.В., Березина Е.В., Лаптева В.Г. Влияние нанокристаллической фазы нитридов же-леза на износостойкость азотированной стали 38Х2МЮА // Матер. всероссийской науч.-техн. конф. с международным участием «Машиностроительные тех-нологии». М.: ИМАШ РАН, 2010, С. 216-218. Gerasimov S.A., Kuksenova L.I., Kraposhin V.S., Lisotsky I.V., Berezina E.V., Lapteva V.G. Influence of the nanocrystalline phase of iron nitrides on the wear-resistant bone of nitrided steel 38Kh2MYuA. Ma-ter. All-Russian Scientific and Technical. conf. with international participa-tion "Machine-building technologies". M.: IMASH RAN, 2010, p. 216-218.