В своей работе «Материаловедение» (1990) Ю.М. Лахтин и В.П. Леонтьева в разделе формирование структуры металла при кристаллизации указывают на важность момента разности температур плавления металлов и кристаллизации, называя этот процесс степенью переохлаждения. При переохлаждении сплава ниже температуры плавления во многих участках жидкого металла образуются зародыши. И как установил профессор Чернов В. (1989), процесс кристаллиза­ции начинается с образования кристаллических зародышей, которые и опреде­ляют качество металла. Этот же автор в своих работах показывает, как проявля­ет себя металл при различных статических и динамических нагрузках.

Большое внимание вопросам термомеханической обработки металлов уде­лено в работах Б.Н. Арзамасова (М, 1986) . В частности автор обращает внима­ние на низкотемпературное ТМО и высокотемпературное ТМО - способы, ко­торые приводят к прочности, пластичности и выносливости металла. Этот же автор в своих работах описывает способы химико-термической обработки по­верхности металлов, в основе которых лежат диффузионные процессы насыще­ния поверхностей металлов углеродом (цементация), азотом (азотирование), смесью углерода и азота (цианирование).

Исходя из далеко неполного изложения литературного обзора, мы можем сделать вывод, что вопросам изучения структуры и свойств металлов и в част­ности термомеханической их обработки для изготовления деталей машин уче­ные уделяют большое внимание. В связи с этим перед нами были поставлены вышеизложенные вопросы для проведения дальнейшего исследования.

Цель работы состоит в выборе сплава и режимов его обработки, при исполь­зовании которых обеспечиваются надежность детали в условиях эксплуатации автомобильного транспорта. Для решения данной задачи нам надо было про­анализировать условия работы детали, установить напряженное состояние, ко­торое возникает в детали при ее работе, возможные виды разрушений и другие причины выхода детали из строя, так как от этого зависит выбор материала и способ его обработки. Надо было также определить группу сплавов, обладаю­щих свойствами близкими к требуемым, выбрать менее дорогие материалы, об­ладающие более высоким уровнем необходимых свойств, обеспечивающих бо­лее длительный срок эксплуатации детали.

Работа проводилась в лаборатории «Материаловедения и технологии конст­рукционных материалов» института. Исследовали три вида сталей: СТ-4; СТ-45; и 20ХНЗА, из которых предстояло выбрать сталь для изготовления распредвала. Наряду с условиями, в которых работает деталь, мы изучали состав, свойства сталей, определяли нужна ли термическая обработка выбранной ста­ли и если нужна, то какая?

Указанные виды сталей подвергали следующим испытаниям: термическая обработка, механическая обработка, проверка на твердость и упругость, удар­ную вязкость. Изучали макро и микроструктуру сталей. Для выполнения этих испытаний мы располагали установкой для определения твердости стали (по Бриннелю), высокотемпературными электрическими печами, установками для механической обработки поверхностей металлов, средствами для проведения исследований макро и микроструктуры металлов - это металлографические микроскопы, травители. Исследования проводили по соответствующим мето­дическим указаниям для выполнения лабораторных работ по курсу «Материа­ловедение».