RESEARCH OF THE CHARACTERISTICS OF QUENCHING ENVIRONMENTS, NECESSARY TO CONTROL THERMAL RESIDUAL STRESSES AND DEFORMATIONS DURING THE HEAT TREATMENT OF WORKPIECES AND PARTS
Keywords:
heat transfer coefficient, heat treatment, hardening, increase in heat transfer coefficient, quenching media, residual stresses, residual deformationsAbstract
Heat treatment is an important technological operation in the manufacture of parts and tools. Of all types of heat treatment, hardening significantly improves mechanical properties such as strength and hardness. During the hardening process, rapid uneven cooling of the workpiece occurs, which forms a level of temperature stress that exceeds the yield strength of the material, which in turn leads to the occurrence of uneven plastic deformations of the workpiece. To prevent warping that occurs during machining of hardened workpieces, it is necessary to form a low level of residual stresses; to establish such a level of residual stresses, effective means of cooling are necessary.
Today we have a large number of different quenching liquids - these are water, oils, aqueous solutions of salts and alkalis, quenching liquids with the addition of polymers, as well as with the addition of nanoparticles and other components, with the simultaneous use of various processing methods, with the help of which we can obtain the required We provide a wide range of heat transfer coefficient values up to 50,000 W/m2 *K, which allows hardening to be carried out in a wide range of cooling rates, forming the necessary distribution of residual stresses and residual deformations in workpieces and parts.
References
Патент 146542 (СССР), МПК H05B3/00. Устройство для определения коэффициента теплоотдачи / Е. Л. Суханов, Д. В. Будрин; заявл. 06.06.1961; 1962, Бюл. № 8.
Александров А.А. Моделирование термических остаточных напряжений при производстве маложестких деталей: Дисс. канд. техн. наук / Александров А.А. – Иркутск: - 2015.
Патент 535491 (СССР), МПК G01N 25/00 Способ определения коэффициента конвективной теплоотдачи / Н.М. Цирельман; заявитель и патентообладатель Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе. - №535491; заявл. 21.06.1974; опубл. 15.11.1976.
Рудяк В.Я., Минаков А.В., Краснолуцкий С.Л.– Физика и механика процессов теплообмена в течениях наножидкостей.
Немчинский А.В. – Тепловые расчёты термической обработки./СудПромГИЗ – 1953.
Philip J., Shima P. D., Raj B. Enhancement of thermal conductivity in magnetite based nanofluid due to chainlike structure // Applied Physics Letters. 2007. Vol. 91. P. 203108.
Гузей Д.В. Исследование вынужденной конвекции наножидкостей: Дисс. Канд. Физико-матем. наук/ Гузей Д.В. – Красноярск:-2021.
Майсурадзе М.В., Антаков Е.В., Назарова В.В., Юдин Ю.В. – Особенности закалочного охлаждения в полимерных средах.
Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: Изд-во Металлургия, 1978. 5с.
Минаков А. В., Гузей Д. В., Жигарев В. А., Пряжников М. И., Шебелева А. А. Экспериментальное исследование транспорта магнитных наночастиц в круглом миниканале в постоянном магнитном поле // Инженерно-физический журнал. 2019. Т. 92. № 5. С. 2277–2285.
Гузей Д. В., Минаков А. В., Рудяк В. Я. Исследование теплоотдачи наножидкостей в турбулентном режиме течения в цилиндрическом канале // Изв. РАН. МЖГ. 2016. № 2. С. 65–75.
Белов И. А., Исаев С. А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие. Санкт-Петербург: Балт. гос. техн. ун-т., 2001. 108 с.
Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970. 840 с.
Минаков А. В., Рудяк В. Я., Гузей Д. В., Пряжников М. И., Лобасов А. С. Измерение коэффициента теплопроводности наножидкостей методом нагреваемой нити // Инженерно-физический журнал. 2015. Т. 88. № 1. С. 148–160.
Гортышов Ю. Ф., Дресвянников Ф. Н., Идиатуллин Н. С. [и др.]. Теория и техника теплофизического эксперимента/2-е изд., перераб. и доп.-е изд. Москва: Энергоатомиздат, 1993. 448 с.
