Удосконалення технології підвищення жаростійкості деталей двигунів автотракторної техніки

Abstract

У кваліфікаційній роботі досліджено теоретичні та прикладні аспекти підвищення жаростійкості та довговічності деталей дизельних двигунів автотракторної техніки на основі вдосконалення технології хіміко-термічного зміцнення. Проведено аналіз умов роботи випускних клапанів дизельних двигунів, визначено основні механізми їх руйнування, зокрема високотемпературне окиснення, окалиноутворення, термічну втому та зношування робочих поверхонь, що є однією з головних причин передчасних відмов двигунів. Розглянуто сучасні методи термічного та хіміко-термічного зміцнення деталей двигунів, проаналізовано їхні переваги, недоліки та обмеження щодо застосування в умовах високих температур і термоциклічних навантажень. На основі порівняльного аналізу обґрунтовано доцільність використання алітування у порошковому середовищі як ефективного та технологічно доступного способу формування жаростійких дифузійних покриттів системи Fe - Al. У практичній частині роботи розроблено та досліджено технологію алітування випускних клапанів зі сталі 40Х10С2М у порошковому середовищі. Теоретично обґрунтовано механізм формування дифузійного шару та встановлено раціональні параметри процесу (температура 900 °C, тривалість 4 години). Проведено експериментальні дослідження мікроструктури, фазового складу та мікротвердості алітованих шарів. Встановлено, що сформований дифузійний шар товщиною 60–80 мкм складається переважно з інтерметалідних фаз Fe2Al5 та FeAl і характеризується мікротвердістю 650–700 HV. Результати випробувань жаростійкості та зносостійкості показали суттєве зниження інтенсивності окиснення та зношування алітованих клапанів порівняно з базовим матеріалом. Визначено, що застосування розробленої технології дозволяє підвищити ресурс випускних клапанів у середньому на 60–70 %. Надано практичні рекомендації щодо впровадження процесу алітування у ремонтне виробництво автотракторної техніки. Отримані результати можуть бути використані ремонтними та сервісними підприємствами аграрного сектору для підвищення надійності та економічної ефективності експлуатації дизельних двигунів.