ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет», Волгоград, Россия:
Л. В. Костылева, докт. техн. наук, профессор кафедры «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК»
Д. С. Гапич, докт. техн. наук, заведующий кафедрой «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК»
В. А. Моторин, канд. техн. наук, доцент

ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», Волгоград, Россия:
А. Е. Новиков, докт. техн. наук, зав. кафедрой «Процессы и аппараты химических и пищевых производств», эл. почта: novikov-ae@mail.ru

Рассмотрено решение актуальной проблемы сельскохозяйственного машиностроения — увеличение ресурса наиболее нагруженных деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин за счет применения эффективных и экономически обоснованных технологий изготовления их из недорогих материалов, высокие эксплуатационные свойства которых обеспечиваются оптимальным структурированием. Показано, что перспективным материалом для изготовления долот чизельных плугов является высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ). Установлено, что изменение структуры ВЧШГ путем коррекции химического состава и термокинетических воздействий при затвердевании и термической обработке способствует формированию оптимальной структуры и необходимого комплекса эксплуатационных свойств: износостойкости, прочности и сопротивления ударным нагрузкам. Приведены результаты сравнительных испытаний на износ образцов ВЧШГ с различными видами структуры, полученными термической обработкой, в сравнении с традиционно применяемыми для изготовления долот чизельных плугов сталями 45 и 65Г, а также зарубежной сталью Hardox 450. Доказано, что ВЧШГ с отбелом поверхностного слоя рабочей поверхности имеет максимальную износостойкость. Предложено изготавливать долота чизельных плугов литьем из ВЧШГ с последующей изотермической закалкой и локальным отбелом режущей кромки путем электродугового нагрева обрабатываемой поверхности до оплавления. Замена дорогостоящих материалов и технологий на использование нелегированного ВЧШГ с износостойкой структурой существенно снижает себестоимость деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин. Предложенная технология получения отливок для изготовления режущих лезвий рабочих органов почвообрабатывающих машин позволит повысить их эксплуатационную надежность.

Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации МД-1125.2017.8.

1. Новиков В. С. Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. — Москва, 2008. — 38 с.
2. Pyndak V. I., Novikov A. E. Tribotechnical and Energy Assessment of Parts of Working Members of Cultivating Machines After Carburizing and Laser Hardening // Metal Science and Heat Treatment. 2016. Vol. 58, No. 3-4. P. 226–230.
3. Ovchinnikov A. S., Mezhevova A. S., Novikov A. E., Fomin S. D., Pleskachev Yu. N., Borisenko I. B., Zvolinsky V. P., Tyutyuma N. V., Vorontsova E. S. Energy and agrotechnical indicators in the testing of machinetractor units with subsoiler // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences: [online journal]. 2017. Vol. 12, No. 24. P. 7150–7160.
4. Pyndak V. I., Novikov A. E. Energy Efficiency of Mechanisms and Instruments for Deep Cultivation of Soil // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2014. Vol. 43, No. 6. P. 532–536.
5. Kostyleva L. V., Ovchinnikov A. S., Gapich D. S., Fomin S. D. Gradient hardening chisel plow from nodular iron // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences : [online journal]. 2017. Vol. 12, No. 7. P. 2085–2091.
6. Ресурс выше, расходы ниже // Горная промышленность. 2005. № 5(63). С. 30–31.
7. Дунаев В. С., Киприянов Ф. А. Сталь Хардокс (HARDOX). Практика применения. Первая ступень в науки: матер. II ежегодной науч.-практ. студ. конф. (13 марта 2013 г.). ВГМХА. – Вологда — Молочное, 2013. С. 3–6.
8. Костылева Л. В., Гапич Д. С., Борисенко И. Б. Проблемные вопросы эксплуатации рабочих органов чизельных орудий и пути их решения // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2015. № 3. С. 174–179.
9. Габельченко Н. И., Белов А. А., Кидалов Н. А., Габельченко А. И., Волкова Н. В. Исследование износостойких материалов лопаток для смесителей-пневмонагнетателей // Известия Самарского научного центра РАН. 2016. Т. 18. № 1. С. 175–178.
10. Перелыгин В. Hardox. Разберемся спокойно // Основные Средства. 2008. № 12. URL: https://os1.ru/article/7515-hardoxrazberemsya-spokoyno (дата обращения: 26.03.2018).
11. Silva A. P., De SouzaParreiras C., Do Carmo D. J., Machado I. M. L. Application of tempered nodular cast iron (ADI) in machines for agricultural implements // Metalurgia and Material. 2003. Vol. 59, Iss. 533. P. 3–7.
12. Liu J., Li G., Zhang H., Bian B., Xia X., Yang Z., Zeng Y., Ye X. Study on microstructure and properties of carbidic Austempered ductile iron (CADI) // 69th World Foundry Congress, 16–20 October 2010. China, Hangzhou. 2010. Vol. 2. P. 423–426.
13. Cast Metals Development Ltd. Austempered ductile-iron castings — advantages, production, properties and specifications // Materials and Design. 1992. Vol. 13, Iss. 5. P. 285–297.
14. Keough J. R., Hayrynen K. L., Summer S., Popovski V., Rimmer A. Agricultural Applications of Austempered Iron and Steel Components // URL: http://file.seekpart.com/keywordpdf/2010/12/31/20101231101930531.pdf (дата обращения: 13.03.2019).

15. Hayrynen K. L., Brandenberg K. R. Carbidic Austempered Ductile Iron (CADI) – The New Wear Material // Transactions of the American Foundry Society. 2003. Vol. 111. P. 845–850.
16. Patil S. A., Pathak S. U., Likhite Ajay. Development and Wear Analysis of Carbidic Austempered Ductile Iron (CADI) // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology : [online journal]. 2014. Vol. 3, Iss. 2. P. 9652–9657.
17. Макаренко К. В. О получении из литого состояния половинчатых чугунов с аусферритной структурой // Литейное производство. 2010. № 2. С. 2–6.
18. ГОСТ 9012-59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю (с Изменениями № 1, 2, 3, 4, 5). – Введ. 01.01.1960.
19. ГОСТ 9013-59. (ИСО 6508-86). Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу (с Изменениями № 1, 2, 3, с поправкой). – Введ. 01.01.1969.
20. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах (с Изменениями № 1, 2). – Введ. 01.01.1979.
21. ГОСТ 17367-71. Металлы. Метод испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы. – Введ. 01.01.1973.
22. ГОСТ 8233-56. Сталь. Эталоны микроструктуры. – Введ. 01.07.1957.