Фрактальне дослідження механічних властивостей зміцнених деталей гідромолота

Abstract

Інтенсивне абразивне зношування деталей гідромолота в процесі експлуатації призводить до зменшення їх залишкового ресурсу. Оскільки наявні методики об’ємного та поверхневого зміцнення деталей не дають суттєвого ефекту, актуальним стало залучення методу іонно-плазмового хромування. Високоякісні покриття хрому отримані за температури підкладки не нижче за 80–100 °С. На підставі досліджень встановлено вплив іонно-плазмового хромування на зносостійкість та механічні властивості деталей гідромолота, а також проаналізовано структурні зміни в матеріалі. Технологія іонно-плазмового хромування забезпечує роботу зміцнених деталей без сколів та без викрошування та підвищує їх зносостійкість у 1,75 раза. На ділянках ушкодження деталей відзначаються зони структурних перетворень, властиві для явищ вторинного загартування. Для аналізу неоднорідної поверхні деталей гідромолота (бойка, піки) застосовано теорію фракталів, зокрема мультифрактальний аналіз із застосуванням рівняння Реньї. Досліджувалась сорбітна структура бойка та піки за умови збільшення в 100 разів. Отримано моделі, що описують зв’язок між механічними властивостями та мультифрактальними характеристиками структури: однорідності D600, упорядкованості (прихованої періодичності)  = D1 − D600, регулярності K = D-600 − D600. Адекватність моделей підтверджується статистикою Durbin-Watson на рівні 2,62 та 3,12. Установлено чутливість досліджуваних мультифрактальних статистичних характеристик цементиту до властивостей міцності в (0,80) і 0,2 (0,96), а також фериту до пластичних властивостей  (0,97) і  (0,97). Здобуті результати дають змогу використовувати цей підхід як експресметодику неруйнівного контролю в прогнозуванні механічних властивостей відповідальних деталей гідромолота після іонно-плазмового хромування.