Повышение надежности клапанной группы, страница 4

Марка стали	Твердость HRC	Скорость изнашивания , мг/ч
		Средняя скорость раствора в клапанной щели , м/с				Удельная нагрузка на образцы , Мпа
		5	10	15	20	25	50	75	100
40Х 40Х 40XH2MA 50XФА 20ЧНЗА Х12М	48-50 58-60 59-61 60-62 58-62 60-62	67 50 30 27 25 17	270 230 143 123 103 73	640 490 310 275 257 180	1270 923 590 523 470 320	90 73 40 37 45 25	133 100 57 59 45 35	183 147 80 77 90 47	13 160 90 83 100 57

Таблица 7.4 - Значения коэффициентов С₁ и С₂ , a и b

Марка стали	Твердость HRC	C1	C 2	а	b
40Х	48-50	2,198	20,053	2,111	0,335
40Х	58-60	1,564	14,951	2,134	0,345
40ХН2МА	59-61	0,988	8,213	2,135	0,347
50ХФА	60-62	0,891	7,333	2,127	0,356
20ХНЗА	58-62	0,808	9,295	2,123	0,344
Х12М	60-62	0,552	5,396	2,128	0,332

Отмечая степенную зависимость скорости изнашивания от нагрузки и скорости потока для всех испытаний сталей, следует сказать, что i_r и i_y для разных материалов отличаются значениями коэффициентов С₁ и C₂, так как показатели а и b практически одинаковы. Значение показателя а, полученного для режима гидроабразивного изнашивания {а ~ 2,12) у Я.С. Мкртычана [20], почти совпадает со значением, полученным в аналогичных условиях С.Г.Бабаевым (а = 2,2) [3].

При ударно-абразивном изнашивании деталей с углом конуса а = 45 установлена степенная зависимость,  которая  характеризует изнашивание  как процесс   одновременного   внедрения   и   скольжения   частиц   на   поверхностях контакта.

Я.С. Мкртычан в результате проведенных испытаний определил, что при средней скорости потока в клапанной щели, равной или превышающей 10 м/с, во всем диапазоне изменения удельных нагрузок преобладающим является режим гидроабразивного изнашивания. При скорости потока V≤ 5м/с ведущим при всех нагрузках является режим ударно-абразивного изнашивания, а при V= 5 - 10 м/с в зависимости от величины нагрузки ведущим может быть каждый из указанных видов изнашивания.

Наблюдение картины изнашивания может показать, что при ведущем ударно-абразивном изнашивании энергии абразивных частиц потока недостаточно, чтобы оставить на поверхностях более глубокий след, чем глубина лунок от внедрения частиц при смыкании образцов. В условиях ведущего гидроабразивного изнашивания энергия абразивных частиц, перемещаемых потоком, вполне достаточна для нанесения глубоких рисок и лунок на поверхности образцов, которые могут превышать по размерам неровности от ударно-абразивного воздействия абразивных частиц. Именно поэтому величина износа в условиях ведущего гидроабразивного изнашивания больше, чем в условиях ведущего ударно-абразивного изнашивания.

Проведенный Я.С. Мкртычаном эксперимент показал, что наибольшей износостойкостью обладают стали марок: Х12М и ХВГ (инструментальные), 40ХН2МА (конструкционная легированная), 50ХФА (пружинная) и 20ХНЗА (цементируемая). Их износостойкость превосходит износостойкость эталонной стали марок 40Х в 1,8-3 раза в зависимости от ведущего вида изнашивания.

Проведенные замеры микротвердости показали, что глубина упрочненного слоя для различных материалов неодинакова и снижается с уменьшением количества остаточного аустенита [10].

Влияние твердости на величину скорости изнашивания образцов изучалось в режиме ведущего ударно-абразивного износа на образцах с углами наклона а = 45° и а = 0°, изготовленных из стали марок 40Х, 40ХН2МА и XI2М. Результаты исследований описаны формулой в общем виде

i = C(HRC)^a,                                                                                         (7.3)

где   i-скорость изнашивания, г/ч;

С - коэффициент;

а - показатель степени.

Значения С и а для а = 45 найдены методом наименьших квадратов и приведены в таблице 7.5

Таблица 7.5 - Значения коэффициентов Сна