доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
В статье представлен металловедческий анализ рабочих поверхностей коленчатого вала критически важного элемента двигателя внутреннего сгорания. Исследование направлено на выявление микроструктурных особенностей, дефектов и закономерностей износа поверхностей в условиях эксплуатационных нагрузок. Актуальность исследования обусловлена необходимостью прогнозирования сроков службы валов и предотвращения аварийных отказов вследствие усталостного разрушения и интенсивного износа. Цель работы − выявить закономерности формирования структуры и свойств поверхностных слоёв в зонах максимальных контактных и изгибных нагрузок (коренные и шатунные шейки, галтели, посадочные поверхности), а также установить механизмы деградации материала в эксплуатационных условиях. Установлены ключевые механизмы деградации материала: усталостные микротрещины, адгезионный и абразивный износ, локальные зоны пластической деформации. Для достижения цели применён комплекс методов: определение химического состава материала, определение твердости на фрагментах шеек, определение микроструктуры образцов. Предложены критерии оценки остаточного ресурса вала на основе металлографических признаков. Результаты исследования позволяют оптимизировать режимы эксплуатации и ремонта коленчатых валов, повышая надёжность и долговечность двигателей. Также результаты могут быть использованы при проектировании, производстве и ремонте коленчатых валов для повышения надёжности двигателей.
The paper presents a metal research analysis of crankshaft working surfaces, which is a critical element of the internal combustion engine. The study is aimed at identifying microstructural features, defects and patterns of surface wear under operational loads. The relevance of the study is due to the need to predict the service life of shafts and prevent emergency failures due to fatigue failure and intensive wear. The study objective is to find out formation patterns of the structure and properties of surface layers in areas of maximum contact and bending loads (main and rod journals, fillets, mounting surfaces), as well as to identify mechanisms of material degradation under operating conditions. The key mechanisms of material degradation are identified: fatigue microcracks, adhesive and abrasive wear, and local zones of plastic deformation. To achieve this objective, a set of methods was used: determination of the material chemical composition, determination of hardness on journal fragments, determination of the microstructure of samples. Criteria for estimating the residual life of the shaft based on metallographic features are proposed. The results of the study make it possible to optimize the operation and repair of crankshafts, increasing the reliability and durability of engines. The results can also be used in the design, manufacture and repair of crankshafts to improve engine reliability.