Учёные НГТУ НЭТИ разработали технологию упрочнения стали для деталей ударных машин

Новая термообработка повышает ударную вязкость и трещиностойкость стали и сокращает число операций. Технологию испытали на ударной машине PUMA-40 производства НПО «Гормаш».

Учёные Новосибирского государственного технического университета НЭТИ (НГТУ НЭТИ) разработали способ упрочнения конструкционных сталей, из которых делают детали ударных машин. Эффективность подтвердили промышленные испытания, которые провели совместно с научно-производственным объединением «Горное машиностроение» (ООО «НПО «ГОРМАШ»).

Сравнивали три способа обработки стали. Первый — закалка с отпуском, которую сейчас использует НПО «Гормаш» для захватных кулачков ударных машин для инъектирования грунтов. Второй — изотермическая закалка с получением нижнего бейнита. Третий — новая технология с мартенситно-бейнитным превращением аустенита, разработанная и запатентованная на кафедре материаловедения в машиностроении НГТУ НЭТИ. Оценивали механические свойства, структуру и изломы деталей после испытаний.

По новому способу сталь нагревают до 860–900 °C и быстро охлаждают до 180–200 °C в печи-ванне с расплавом солей. Затем её нагревают в камерной печи до 350–400 °C и выдерживают при этой температуре час. Сначала из аустенита выделяется мартенсит, который создаёт прочный каркас. Затем мартенсит отпускается, а оставшийся аустенит превращается в нижний бейнит. В итоге сталь получает смешанную структуру: мартенсит даёт прочность, бейнит повышает сопротивление распространению трещин. Повторный нагрев после закалки не нужен, поэтому обработка короче и дешевле.

В лабораторных исследованиях ударная вязкость и трещиностойкость стали ХВГ выросли в полтора раза по сравнению с закалкой, которую применяют сейчас. Прочность и твёрдость при этом остались высокими. В промышленных испытаниях на ударной машине PUMA-40, которую выпускает НПО «Гормаш», зажимные кулачки проработали надёжно в течение требуемого срока и не выходили из строя из-за усталостного разрушения.

По словам руководителя проекта, технологию можно использовать и для увеличения ресурса высоконагруженных деталей различных горных машин и оборудования.

НГТУ НЭТИ