Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Набережные Челны, Россия:

В. И. Астащенко, профессор кафедры материалов, технологий и качества, докт. техн. наук, эл. почта: astvi-52@mail.ru

Г. Ф. Мухаметзянова, доцент кафедры материалов, технологий и качества, канд. техн. наук, эл. почта: gulnara-ineka@mail.ru
Е. В. Пуртова, аспирант кафедры материалов, технологий и качества, эл. почта: elena.v.purtova@gmail.com

ПАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны, Россия:
В. В. Махонин, начальник бюро термической обработки, эл. почта: vasilii.mahonin@jandex.ru

Исследованы механические свойства, химический состав, прокаливаемость и сопротивляемость росту зерен при нагреве стали 18ХГР. Для стали, выплавляемой на Оскольском электрометаллургическом комбинате, характерны ограниченные пределы по содержанию как отдельных химических элементов, так и по сумме марганца, хрома, никеля и молибдена. Показана стабильность борсодержащей стали по прокаливаемости и ее высокая прочность, пластичность и ударная вязкость. При нагреве до 1000 °C сталь сохраняет мелкозернистое строение. Разработана и обоснована технология изотермического отжига поковок для формирования благоприятной структуры стали для последующей механической и упрочняющей обработки. Необходимо отметить возможность аустенитизации поковок при 940–950 °C при равномерном и ускоренном их охлаждении до 680 ± 20 °C и изотермической выдержке со ступенчатым понижением температуры по схеме 680–660–640–600 °C. Выявлена связь между долговечностью цементованных зубчатых деталей и микротвердостью отдельных структурных составляющих стали в сердцевине изделия. Предложена ресурсосберегающая технология химико-термической обработки легированных низкоуглеродистых сталей различного состава. Рекомендованы новые критерии для прогнозирования стабильности свойств стали по ее углеродному эквиваленту и стойкости деталей в процессе эксплуатации по микротвердости структурных составляющих и разности значений между ними в сердцевине изделия.

1. Нагель М., Дриссен И., Ковач С., Пудриц О. Новые разработки в области высокопрочных микролегированных автомобильных сталей // Черные металлы. 2019. № 3. С. 43–48.
2. Ольшевски Г. Новая сталь HSХ 710, объединяющая в себе прочность и пластичность // Черные металлы. 2016. № 1. С. 50–52.
3. Поляков С. А., Куксенова Л. И., Алексеева М. С. Методические основы выбора материалов для зубчатых передач по критерию износостойкости // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 4. С. 54–62.
4. Kuziak R., Kawalla R., Waengler S. Advanced high strength steels for automotive industry // Archives of Civil and Mechanical Engineerin. 2008. Vol. 8, Iss. 2. P. 103–117.
5. Song Y., Lu J., Hua L. et al. Influence of thermal deformation conditions on the microstructure and mechanical properties of boron steel // Materials Science and Engineering: A. 2017. Vol. 701. P. 328–337.
6. Harisha S. R., Sharma S. S., Kini U. A. Influence of spheroidizing heat treatment on mechanical properties of EN47 steel // Materials Science Forum. 2017. Vol. 880. Р. 136–139.
7. Westhauser S. Kantenrissempfindlichkeit – Bewertungsmethoden und werkstoffseitige Lösungen // Automotive Engineering Congress. 2015.
8. Терентьев В. Ф., Кораблев С. А. Усталость металлов. — М. : Наука, 2015. — 484 с.
9. Горюшин В. Д., Кальнера В. Д. и др. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей : справочник. — М. : Машиностроение, 1984. — 463 с.
10. Vildanov A. G., Mukhametzyanov I. R., Astaschenko V. I., Mukhametzyanova G. F. The investigation of properties of the ball pins of the steering rod of the car // АD ALTA-Jo urnal of Interdisciplinary Research. 2019. Vol. 9, Iss. 2. P. 138–141.
11. Астащенко В. И., Западнова Н. Н., Швеева Т. В., Мухаметзянова Г. Ф., Западнова Е. А. Нейтрализация концентраторов напряжений в деталях машин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2016. Т. 72. № 4. С. 62–67.
12. ГОСТ 7565–81. Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава. — Введ. 01.01.1982. — М. : Изд-во стандартов, 1981.
13. ГОСТ 7564–97. Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний. — Введ. 01.01.1999. — М. : Изд-во стандартов, 1997.
14. ГОСТ 8479–70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия. — Введ. 01.01.1971. — М. : Изд-во стандартов, 1970.
15. ГОСТ 5657–69. Сталь. Метод испытания на прокаливаемость. — Введ. 01.07.1970. — М. : Изд-во стандартов, 1969.
16. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. — Введ. 01.01.1983. — М. : Изд-во стандартов, 1982.
17. Зинченко В. М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. — М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. — 303 с.
18. ТУ 14-1-5561–2008. Прокат сортовой и прокат со специальной отделкой поверхности из стали марки 18 ХГР, предназначенный для изготовления шестерен и валов автомобилей. — Переизд. с изм. № 1, 2, 3, 4. Июль 2013. — М. : ЦНИИчермет имени И. П. Бардина, 2013.
19. ТУ 14-1-5509–2005. Прокат сортовой из стали марки 20ХГМНТА, предназначенный для изготовления тяжелонагруженных шестерен автомобилей. — Переизд. со всеми изм. Март 2013. — М. : ЦНИИчермет имени И. П. Бардина, 2013.
20. Lundin C. D., Gill T. P., Qiao C. Y. Carbon equivalence andweldability of microalloyed steels. — USA : Ship St ructure Committee, 1991. — 247 p.
21. Tadashi K., Yuji H. Carbon equivalent to assess hardenability of steel and prediction of HAZ hardness distribution // Nippon Steel Technical Report. 2007. Vol. 95. P. 53–61.
22. Gräfen W., Edenhofer B. New developments in thermo-chemical diffusion processes // Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 200. P. 1830–1836.
23. Shveyova T. V., Astashchenko V. I., Shveyov A. I. Shot blasting of the cemented gear parts // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 68–72.
24. Astashchenko V. I., Purtova E. V. New technology of hardening of chromium-nickel steel parts // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 284. P. 1221–1225.