ПРОГНОЗУВАННЯ МIЦНОСТI ЗАЛЕЖНО ВIД ВПЛИВУ ХIМIЧНОГО СКЛАДУ В СПЛАВI 40КХНМ

Автор(и)

  • К. В. Попова Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»,, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.300824.94.1078

Ключові слова:

хімічний склад, твердість, пластичність, ударна в’язкість, сплав 40КХНМ

Анотація

Вступ. Дослідження присвячене аналізу впливу хімічного складу сплаву 40КХНМ на його твердість. Механiчнi іспити вимагають значних матерiально-часових витрат. Для оперативного оцінення критеріїв якості металів у роботі запропоновано застосувати математичне моделювання. Матеріали та методика. Досліджено вплив хімічного складу на твердість у сплаві 40КХНМ, який відповідає вимогам державного стандарту 51397. Результати експерименту. У ході досліджень виявлено, що зміни хімічного складу сплаву 40КХНМ значно впливають на його механічні властивості, включаючи твердість і стійкість до ударних навантажень. Збільшення вмісту вуглецю, молібдену та хрому у сплаві сприяє підвищенню його твердості. Це з формуванням більш міцних карбідних і молібденових фаз у структурі сплаву, що поліпшує його механічні властивості. Підвищена твердість робить сплав більш стійким до зношування та підвищує його довговічність в умовах експлуатації. Збільшення вмісту нікелю у сплаві посилює його стійкість до ударних навантажень. Це зумовлено збільшенням пластичності та ударної в'язкості сплаву за підвищеного вмісту нікелю. Більш висока стійкість до ударних навантажень робить сплав придатним для застосування в умовах, що вимагають високої стійкості до ударів, наприклад, у виробництві частин машин і обладнання. Побудовано математичну модель залежності міцності сплаву від процентного вмісту компонентів хімічного складу, що дозволяє керувати показниками міцності сплаву в процесі його виготовлення. Висновки. Результати досліджень підтверджують, що зміни у хімічному складі сплаву 40КХНМ суттєво впливають на його механічні властивості. В результаті проведених експериментів установлено, що хімічний склад металу значно впливає на твердість матеріалу. Шляхом зміни складу металу вдалося досягти значного підвищення твердості до рівнів, що відповідають вимогам стандартів якості. Ці результати – важливий крок до оптимізації процесів виробництва та поліпшенню властивостей кінцевої продукції зі сплаву 40КХНМ.

Посилання

Бялік О. М., Черненко В. С., Писаренко В. М., Москаленко Ю. Н. Металознавство : підруч., 2-ге вид., перероб. і доп. Київ : Політехніка, 2006. 384 с.

Дурягіна З. А., Лизун О. Я., Пілюшенко В. Л. Сплави з особливими властивостями. Львів : Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2007. 236 с.

Бойко І. А. та ін. Особливості використання та обробки функціональних покриттів деталей авіаційних двигунів. Перспективи розвитку машинобудування та транспорту–2023 : зб. тез доп. ІІI- ї Міжнар. науково-техн. конф. Вінниця, 1–3 черв. 2023 р. С. 252–253.

Standard Specification for Wrought 18Chromium-14Nickel-2.5Molybdenum Stainless Steel Bar and Wire for Surgical Implants (UNS S31673).

Standard Specification for Cobalt-28 Chromium-6 Molybdenum Alloy Castings and Casting Alloy for Surgical Implants (UNS R30075).

Standard Specification for Cobalt-28 Chromium-6 Molybdenum Alloy Forgings for Surgical Implants (UNS R31537, R31538, R31539).

Cramer S. D., Covino B. S. ASM Handbook. Vol. 13A. Corrosion : Fundamentals, Testing and Protection. Materials Park, OH USA, ASTM International. 2003.

Hermawan H., Ramdan D., Djuansjah J. R. P. Biomedial Enineering. Metal for Biomedical Applications. In: Tech Ed. Rijeka, Croatia, 2011.

Kunčická L., Lowe T. C., Kocich R. Advances in Metals and Alloys for Joint Replacemente. Progress in Materials Science. № 88. 2017. Рр. 232–280.

Disegi J. A., Kennedy R. L., Pilliar R. Cobalt-Base Alloys for Biomedical Applications, STP1365. 1999.

Manama N. S., Harunb W. S. W., Shrib D. N. A., Ghanib, Kurniawanc T., Ismaild M. H., Ibrahim M. H. I. Study of corrosion in biocompatible metals for implants : a review. J. Alloys and Compounds. Vol. 701. 2017. Рр. 698–715.

Niinomi M., Nakai M., Hieda J. Development of new metallic alloys for biomedical applications. Acta Biomater. № 8. 2012. Рр. 3888–3903.

Buford A., Goswami T. Review of wear mechanisms in hip implants : paper I. General. Mater. Des. 25, 2004. Рр. 385–393.

Liao Y., Pourzal R., Stemmer P., Wimmer M. A., Jacobs J. J., Fischer A., Marks L. D. New insights into hard phases of CoCrMo metal-on-metal hip replacements. J. Mech.Behav. Biomed. Mater. № 12. 2012. Рр. 39–49.

ДЕРЖСТАНДАРТ 51397-99. Стрічка і дріт із спеціальних сплавiв для з'єднувальних і вживлюваних елементів виробів для серцево-судинної хірургії.

FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY 4’2022 URL: https://doi.org/10.21122/ 1683 6065 2022 4 108 114

Большаков Вад. І., Большаков В. І., Волчук В. М., Дубров Ю. І. Часткова компенсація неповноти формальної аксіоматики при ідентифікації структури металу. Вісник НАН України. 2014. № 12. С. 45−48. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/73434

Большаков В., Волчук В., Дубров Ю. Пути применения теории фракталов : монография. Саарбрюккен : Palmarium Academic Publishing, 2016. 146 с.

Большаков В. І., Волчук В. М., Котов М. А., Фісуненко Д. П. Аспекти застосування фрактального моделювання. Металознавство та термічна обробка металів. 2022. № 2 (97). С. 7–18. URL: https://doi.org/ 10.30838/J.PMHTM.2413.050722.7.858

Большаков В. И., Волчук В. Н., Дубров Ю. И. О применении имитационного моделирования в материаловедении. Металознавство та термічна обробка металів. 2015. № 4. С. 26–31. URL: http:// mtom.pgasa.dp.ua/article/view/26-31

Volchuk V. M., Kotov M. A. Fractal express methods evaluation of a breaking stress of concrete. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2021. Vol. 1926, № 1. Pp. 012023. URL: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1926/1/012023

Volchuk Volodymyr, Bolshakov Volodymyr, Kotov Mykola, Konoplyanik Alexander, Chaikovska Hanna. Influence of the multifractal characteristics of a macrostructure on cement mortar strength. AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2678. Pp. 020024. URL: https://doi.org/10.1063/5.0118682

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-09-28