ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской разработки

Измерения проводили при помощи универсального термоэлектрического прибора ТЭП-10К по схеме прямого контактирования. Температура холодного электрода (40±2) ^Ос. Температура горячего электрода (80±2) ^Ос.

Исследования проводились на образцах из стали 4Х5МФС, которая наиболее широко используется для изготовления формообразующих деталей пресс-форм, после их ступенчатой закалки с различных температур и изотермической выдержки в течение 4-х часов при 600 ^Ос. Измеряли значенияhrc_э,s_в,kcuи ТЕРМО-ЭДС (u). Затем проводили статистическую обработку данных с использованием метода корреляционного анализа.

Результаты измерений и расчетов представлены в таблице.

Таблица

¹В таблице указаны температуры 1-ой ступени закалки (выдержка при этих температурах 45 мин.), температура 2-ой ступени по всем режимам 400 ^Ос (выдержка 1 час.).

По экспериментальным значениям рассчитывали коэффициенты корреляцииrвеличиныuсо значениямиhrc_э,s_в,kcu. Проверку значимости проводили по критерию Стьюдента. Установлено, что:

а) существует высокая степень корреляции между этими величинами;

б) с увеличением ТЕРМО-ЭДС предел прочности и твердость снижаются, а ударная вязкость возрастает.

Определен общий вид корреляционных уравнений:

y=a₀+a₁xдляhrc_эиs_в

y = a ₀ + a ₁x + a ₂x ₂²дляkcu.

Значения коэффициентов уравнений регрессии а ₀, а ₁, а ₂ определяли по методу наименьших квадратов. В окончательном виде уравнения для оценки механических свойств имеют следующий вид:

hrc_э.р= 84,54 - 0,16u (r = 0,77)

s_в,р.,= 3190 - 6,4u(r= 0,81

kcu_р, = 26,5 - 0,16u + 0,33x10 ^-3 u ² (р= 0,87)

По этим уравнениям определяли расчетные значения твердости (hrc_э.р), прочности (s_в,р.,) и ударной вязкости (kcu_р.), представленные в таблице. Сравнив расчетные и экспериментальные значения, установили, что относительная погрешность прогноза свойств составляетv= (2,0 … 3,0) %, что показывает высокую значимость полученных расчетных моделей.

Из анализа представленных уравнений видно, чтоhrc_э.иs_влинейно зависят от ТЕРМО-ЭДС с высоким коэффициентом корреляции, аkcuимеет нелинейную зависимость от ТЕРМО-ЭДС, что объясняется влиянием двух конкурирующих факторов( прочности и пластичности) на уровнеkcu.

Таким образом, установлено, чтоhrc_э,s_в,kcuстали для пресс-форм, характеризующие эффективность их термообработки и изменение их эксплуатационных свойств, значимо коррелируют с ТЕРМО-ЭДС.

Следовательно, применяя метод ТЕРМО-ЭДС с использованием полученных корреляционных зависимостей можно достаточно точно, быстро и без существенных затрат на механические испытания оценивать эффективность термообработки и изменения свойств стали в процессе эксплуатации, что дает возможность своевременно проводить восстановительную термообработку с целью предотвращения окончательного разрушения пресс-форм.

Представленная методика оценки внедрена в лаборатории физических методов контроля кафедры МиЛП РГАТА и позволяет с высокой степенью достоверности прогнозировать механические свойства пресс-форм литья под давлением.