Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием icon

Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием



НазваниеУпрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием
Дата конвертации06.07.2013
Размер186,03 Kb.
ТипДокументы
скачать >>>
1. /Лк2-10/ппд1.doc
2. /Лк2-11/Станочные приспособления.doc
3. /Лк2-12/ТПП.doc
4. /Лк2-2/Проектирование и механизация СП.doc
5. /Лк2-3/Общая сборка ЛА и испытания БСО.doc
6. /Лк2-5/ФСА технических объектов.doc
7. /Лк2-6/МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (конспект).doc
8. /Лк2-7/Виды оснастки.doc
9. /Лк2-7/Подготовка управляющей программы в системе ROUGHNC.doc
10. /Лк2-7/Схема проектирования процесса литья пластмассы.doc
11. /Лк2-7/Схема стерелитографической установки.doc
12. /Лк2-8/Схемы врезания концевой фрезы при обработке типового сочетан.doc
13. /Лк2-9/Тема 18.doc
14. /Лк2-9/Традиционная схема подготовки управляющих программ и их тест.doc
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием
Содержание темы
Технологическая подготовка производства сущность технологической подготовки производства
Учебное пособие Утверждено
Характеристика процессов общей сборки, испытание конструкций и бортовых систем процессы общей сборки
Анализ технических объектов всесторонняя экономия ресурсов начиная с конца 60-х год
Анализ и синтез технических решений морфологическая комбинаторика метод морфологического анализа и синтеза был разработан в 30-х год
Станок с чпу литьевые формы
Подготовка управляющей программы в системе roughnc
Геометрическая модель детали
Схема стерелитографической установки
Хемы врезания концевой фрезы при обработке типового сочетания поверхностей «Карман»
18. Применение cad/cam/cae систем
Программа cam система Машинные инструкции Станок с чпу изготовление модели из легкообрабатываемых материалов




Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием


Эффективным методом повышения прочности поверхностного слоя деталей является поверхностное пластическое деформирование (ППД).

Упрочнение при ППД связано с образованием остаточных напряжений сжатия и структурными изменениями в поверхностном слое металла.

Напряжения сжатия тормозят развитие поверхностных трещин, способствуют перемещению очага зарождения усталостной трещины под поверхность, где действуют меньшие нагрузки и отсутствует контакт с внешней средой. В результате возрастает сопротивление усталостному разрушению.

Как показывают результаты исследований с помощью оптического и электронного микроскопов, рентгеноструктурного и резистометрического анализов, методов внутреннего трения, пластическая деформация способствует повышению плотности и активности взаимодействия дислокаций, интенсификации диффузии атомов примесей, развитию различных стадий деформационного старения (процесса распада пересыщенного твердого раствора, ускоренного пластической деформацией), снижению локальных микронапряжений в наиболее ответственной за разрушение поверхностной зоне, уменьшению количества остаточного аустенита в закаленной стали, дроблению и вытягиванию кристаллитов в направлении деформирования. Механизм упрочнения при деформации и получаемые механические свойства зависят от характера исходной структуры материала.

Комплекс механических свойств после ППД, как правило, лучше у стали с мартенситной, чем у стали с сорбитной и трооститной структурой. Лишь в определенной мере это связано с тем, что сталь с мартенситной структурой после ППД имеет более высокий уровень остаточных напряжений сжатия и прочностных свойств поверхностного слоя. Главную роль здесь играет то, что сталь после закалки на мартенсит находится в метастабильном состоянии и потому имеет достаточный запас внутренней энергии для реализации термодинамических возможностей к перераспределению атомов, вызываемому деформацией. Примесные атомы (углерод, азот) диффундируют к дислокациям и сосредотачиваются около них.

Наличие сегрегаций из подобных атомов на дефектах кристаллической решетки облегчает преодоление энергетического барьера образования зародыша новой фазы. В дислокациях чаще всего формируется центр новой фазы. Перестройка решетки в этом случае обеспечивает релаксацию напряжений внутри такого центра, что приводит к дополнительному энергетическому выигрышу при образовании зародыша и облегчает данный акт. Существование в пересыщенном твердом растворе сегрегаций – готовых зародышей, ускоряет в нем развитие начальных и поздних стадий деформационного старения, которое имеет определяющее значение для упрочнения стали деформацией в мартенситном состоянии.

Сочетание высокой прочности с хорошей пластичностью при такой обработке достигается в том случает, когда в процессе деформирования или последующего нагрева происходит развитие поздних стадий деформационного старения – частичный распад мартенсита с образованием карбидной фазы. В присутствии большого числа дислокаций выделяющиеся карбидные частицы имеют весьма малые размеры. Такие частицы тормозят движение дислокаций, что способствует упрочнению материала. Вместе с тем выделение карбидной фазы из пересыщенного твердого раствора вызывает уменьшение концентрации углерода в матрице, что приводит к понижению плотности точек закрепления дислокаций и степени их блокировки. В результате улучшается пластичность основы, что облегчает релаксацию пиковых напряжений, возникающих в материале при нагружении. Релаксация напряжений, уменьшая опасность появления трещин критического размера, способствует продолжению деформации и, следовательно, дальнейшему поглощению энергии металлом.

Важным условием получения высокого комплекса механических свойств является достаточно равномерное распределение карбидных включений. Данное условие удовлетворяется при применении значительных степеней деформации: например, при продольной и поперечно винтовой прокатке низкоуглеродистых и среднелегированных сталей- 10-25% в зависимости от содержания углерода. Поскольку реализация таких степеней деформации связана с вовлечением в процесс пластического течения большого числа плоскостей скольжения, дефекты кристаллического строения и, следовательно, карбиды в мартенсите распределяются более равномерно. Однако чрезмерное увеличение степени деформации может привести к возникновению больших скоплений дислокаций и, таким образом, к концентрации напряжений у границ зерен, что сопряжено с опасностью появления субмикроскопических трещин. Подобные трещины снижают потенциальную прочность материала. Последнее не всегда обнаруживается при обычных испытаниях на одноостное статическое растяжение и ударный изгиб и выявляется при переходе к жестким условиям механических испытаний и эксплуатации.

Выбор рациональной степени деформации зависит от концентрации углерода, характера и количественного соотношения легирующих элементов стали, способа деформации.

Чем больше содержание углерода, тем меньше рациональная степень деформации. Такая зависимость связана с тем, что углерод способствует блокировке плоскостей скольжения, замедляет релаксацию напряжений; в том же направлении действует вызываемое им повышение плотности дислокаций. Иными словами, чем больше углерода, тем раньше при меньших степенях деформации, наступает исчерпание возможностей стали к упрочнению без опасного понижения пластичности.

При деформации прокаткой после закалки на мартенсит верхний предел содержания углерода в стали не должен превышать 0,4 %. При достаточно мягких способах деформации и при обработке с дробной, постепенно накапливаемой деформацией, верхний предел допускаемого содержания углерода в стали может быть выше 0,4%.

В общем случае повышению эффективности деформационного упрочнения мартенсита способствует многокомпонентное легирование. В комплекснолегированных сталях меньше энергия активации процесса старения благодаря наличию в мартенситной матрице значительного числа дислокаций и других дефектов кристаллической решетки, облегчающих диффизионное перераспределение атомов углерода.

При деформации двухфазных ферритно – мартенситных сталей (ДФМС) механизм упрочнения во многом определяется количественным соотношением феррита и мартенсита, которое зависит от температуры закалки из межкритического интервала. Поскольку в структуре подобных сталей преобладает ферритная составляющая (количество мартенсита равно 5-20%), упрочнение контролируется в основном механическим наклепом (т. е. наклепом, связанным с повышением плотности дислокаций, их блокировкой, дроблением структуры), что отрицательно отражается на пластических свойствах стали.

Механизм деформационного упрочнения стали в бейнитном структурном состоянии – после изотермической закалки – подобен механизму деформационного упрочнения в мартенситном состоянии, но имеет и свои особенности, которые связаны с меньшей степенью пересыщения твердого раствора – ферритной матрицы углеродом. Такая обработка эффективна для легированных сталей с более высоким содержанием углерода (0,4-0,6%). В этом случае степень пересыщения твердого раствора достаточна для его частичного распада с образованием дисперсных карбидных частиц в процессе деформирования или последующего отпуска. Развитие в стали с бейнитной, как и с мартенситной структурой подобных поздних стадий деформационного старения обеспечивает достижение высокой прочности в сочетании с хорошей пластичностью, необходимой для релаксации пиковых напряжений. Оптимальная степень деформаций в бейнитном состоянии зависит от способа деформирования; например, при прокатке она составляет 5-10%. При более высоких степенях деформации возрастает вклад в упрочнение механического наклепа, что отрицательно отражается на запасе пластичности материала.

Упрочнение стали при деформации в аустенитном состоянии, в частности, по технологической схеме высокотемпературной термомеханической поверхностной обработки (ВТМПО), в основном определяется образованием в аустените развитой субструктуры в результате разделения зерен на субзерна – полигоны. Малоугловые границы полигонов возникают благодаря перераспределению дислокаций путем скольжения и переползания. Такое упорядочение дислокационной структуры происходит во время деформации и его называют динамической полигонизацией. При закалке мартенсит наследует дислокационную структуру аустенита, что приводит к дополнительному упрочнению без ущерба для пластичности.

При деформации стали с равновесной – сорбитной или трооститной – структурой основным видом упрочнения является механический наклеп. При такой обработке повышение прочности поверхностного слоя сопровождается заметным уменьшением пластичности и вязкости, что при определенных режимах может снизить эффективность положительного влияния поверхностной пластической деформации на сопротивление усталости. Кроме того, при ППД стали с сорбитной и трооститной структурой ухудшается состояние поверхности (появляются надрывы), что облегчает зарождение усталостных трещин.

При пластической деформации титановых, алюминиевых, твердых и других сплавов основную роль в упрочнении поверхностного слоя также играют увеличения в нем плотности дефектов кристаллического строения, измельчение структуры, образование остаточных напряжений сжатия.

Показателями эффективности ППД деталей из всех материалов являются степень (интенсивность) и глубина упрочнения. Степень упрочнения ε упр. показывает величину повышения микротвердости поверхностного слоя Н упр. относительно исходного состояния или сердцевины Нисх (ε упр. = ) в зависимости от материала и способа ППД она составляет 10-45%.

Степень и глубина упрочнения зависят от усилия и времени деформирования. Данные параметры режима определяют плотность образующихся дефектов кристаллической решетки и таким образом – величину запасенной энергии деформирования. Если эта энергия превышает допустимое значение, возникает перенаклеп: плотность дислокаций повышается до 10¹¹ смˉ² на деформирование поверхности образуются микротрещины, снижается микротвердость, что приводит к разрушению тонкого поверхностного слоя.

Глубина упрочнения – это толщина поверхностного слоя детали, в котором пластическая деформация вызвала улавливаемое повышение микротвердости. В зависимости от способа режима ППД глубина упрочненного слоя изменяется от сотых долей мм до 3мм и более.

На несущую способность поверхностного слоя большое влияние оказывает плавность изменение механических свойств и остаточных напряжений сжатий по его глубине. Если разница свойств в свойствах различных слоев металла велика, возможно их отслаивание и зарождение трещин под поверхностью.

Деформационное упрочнение повышает износостойкость поверхности, сопротивление усталостному разрушению, в том числе при контактном циклическом нагружении (контактную выносливость), снижает влияние на сопротивление усталости дефектов поверхности (обезуглероживания, шлифовочных прижогов и др.), уменьшает действие концентраторов напряжений и отрицательных факторов технологической наследственности. В результате возрастает срок службы детали и ресурс работы всего изделия. Это дает возможность конструктору увеличить рабочие параметры изделия или уменьшить металлоемкость упрочненной детали. С увеличением размеров упрочняемых деталей эффективность поверхностного пластического деформирования сохраняется.

Технология ППД характеризуется сравнительно малой энергоемкостью, не требуется сложное оборудование, она позволяет экономить дорогостоящие и дефицитные металлы, используемые для диффузионных поверхностных покрытий, не нарушает точности изготовления деталей, обеспечивает идентичность качества поверхностного слоя как у одной детали, так и всей партии однотипных деталей.

Для осуществления ППД деталей машин разработаны различные методы. Их насчитывается около тридцати. Наиболее широко применяют обдувку дробью, обкатку роликами или валками – шестернями, обкатывание пружинящими шариками, упрочнение чеканкой, центробежно – шариковый наклеп, гидрополирование, алмазное выглаживание.

Деформационное упрочнение при обработке различными способами ППД имеет достаточно общий механизм, описанный выше. От способа ППД в основном зависит приоритет тех или иных факторов упрочнения в формировании качества поверхностного слоя.

Выбор метода и режима поверхностного пластического деформирования определяется материалом, конфигурацией, размерами и условиями работы детали, требованиями к структуре в поверхностном слое, степени и глубине наклепа, характеру распределения остаточных напряжений и геометрии рельефа поверхности.

Обработка дробью - универсальный технологический метод упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием (ГОСТ 18296-72). Этим методом можно обрабатывать сложные поверхности, например такие, как зубья зубчатых колес, витые пружины, рессоры, перо лопаток компрессора и т. п. Его широко применяют и для упрочнения режущего инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Дробеударный метод обработки подразделяют на дробеструйный, пневмодинамический, дробеметный, гравитационный, при которых упрочнение поверхности осуществляют сухой дробью; гидродробеструйный, пневмогидродробеструйный и др., при которых упрочнение дробью осуществляют с применением смазывающе – охлаждающей жидкости (СОЖ). Применяемые в промышленности установки для дробеударного наклепа отличаются способом сообщения дроби кинетической энергии, материалом и размером дроби, расходом дроби и СОЖ в единицу времени и другими параметрами.

Упрочнение сухой дробью в основном осуществляют на дробеструйных и дробеметных установках. В установках первого типа кинетическая энергия сообщается дроби в дробеструйном сопле сжатым воздухом, подаваемым через воздушную форсунку из заводской сети, во втором – в центробежном дробеметном колесе. Гидродробеструйный способ упрочнения осушествляют с помощью гидродробеструйных эжекторных установок, в которых детали обрабатывают шариками от подшипников, эжектируемых смазывюще – охлаждающей жидкостью. Благодаря применению СОЖ этот метод по сравнению с обработкой сухой дробью обеспечивает более высокую эффективность и стабильность упрочнения. Его применяют для поверхностного упрочнения деталей из различных материалов: сталей, титановых и алюминиевых сплавов.

Зависимость эффективности дробеударной обработки от большого числа технологических факторов усложняет выбор рационального способа и режима такого упрочнения. Для комплексной характеристики и сопоставления технологий дробеударной обработки от большого числа технологических факторов усложняет выбор рационального способа и режима такого упрочнения. Для комплексной характеристики и сопоставления технологий дробеударной обработки принят критерий, представляющий собой величину кинетической энергии, сообщаемой дробью единице поверхности в единицу времени – удельной кинетической энергии:

2

Е уд = ,

где m- расход дроби в минуту; v – скорость дроби; S – площадь поверхности, упрочняемой потоком дроби (при эффективных углах падения дроби на поверхность –90-45º).

Количество энергии, которое сообщает дробь единице поверхности за время упрочнения τ , составляет Е = Еуд τ.

Величина Еуд при данных скорости и удельном расходе дроби позволяет сопоставлять дробеударные способы упрочнения, а величина Еуд τ – режим упрочнения.

Время обдувки, определяя разное количество энергии, сообщаемое дробью единице обрабатываемой поверхности, влияет на свойства и глубину упрочнения. Например, у цементированной стали 12Х2Н4А микротвердость и практически предельная глубина упрочнения получаются при времени наклепа дробью элемента поверхности τ эл.= 4 мин., при этом Е = 80 кДж/м².

При разных способах обработки вследствие неодинаковой величины кинетической энергии рациональная продолжительность наклепа различна. При пневмодробеструйном упрочнении наиболее высокие придел контактной выносливости σR и долговечность N (число циклов нагружения до разрушения) достигаются при Е=40 кДж/м² за 2 мин., при гидродробеструйном упрочнении (ГДУ) – 4 мин., при упрочнении микрошариками (УМШ) – 0,5 мин.

Жесткое соблюдение времени упрочнения становится менее необходимым, если после наклепа дробью закаленную цементованную сталь подвергают деформационному старению. При этом температура старения должна быть ниже температуры отпуска после закалки. Возникающее в результате такой обработки дополнительное упрочнение благоприятно отражается на контактной выносливости.

Обдувку дробью применяют для восстановления прочности поверхностного слоя деталей, ранее упрочненных этим же методом, после определенного срока службы. Повторная поверхностная деформация способствует увеличению абсолютного значения и глубины распространения остаточных напряжений сжатия (по сравнению с первым упрочнением) и интенсификации деформационного старения. Следствием этого является повышение сопротивления усталостному разрушению стали.

Проведение перед повторной обдувкой дробью циклического нагружения материала усиливает действие различных факторов упрочнения (превращения остаточного аустенита в мартенсит, распада мартенсита с выделением дисперсной карбидной фазы, релаксации локальных микронапряжений, уменьшения структурной неоднородности). Это дает дополнительный эффект повышения сопротивления зарождению и развитию усталостных трещин.

Для снижения шероховатости поверхности и удаления с нее перенаклепанных участков после обдувки дробью проводят электрополирование или виброшлифование. Подобная комбинированная финишная обработка существенно повышает ресурс работы деталей.

Алмазное выглаживание является простым, эффективным и высокопроизводительным методом отделочно-упрочняющей обработки, заключающимся в пластическом деформировании поверхности скользящим по ней инструментом – закрепленным в оправке алмазным кристаллом. Выглаживание проводят с целью уменьшения шероховатости поверхности (отделка), упрочнения поверхностного слоя и повышения точности размеров деталей (калибрование). Наиболее часто этот процесс применяют для улучшения качества ответственных поверхностей деталей, инструмента.

Высокая твердость алмаза дает возможность обрабатывать практически все металлы. Однако в наибольшей степени положительное влияние алмазного выглаживания проявляется при ППД сталей с высокой поверхностной твердостью, в том числе закаленных и цементованных сталей. Для таких материалов его применение дает лучшие результаты, чем обкатывание роликами и шариками.

Основным технологическим фактором, опрделяющим степень упрочнения, является усилие выглаживания. Оно имеет небольшую величину (50-300 Н), что обусловлено малой величиной радиуса выглаживателя (0,75-4 мм). Это позволяет обрабатывать тонкостенные и маложесткие детали. Глубина упрочненного слоя в зависимости от силы выглаживания и других параметров режима изменяется от 0,01 до 0,4 мм.

Эффект упрочнения зависит также от величины подачи, определяющей кратность приложения деформирующей силы к каждой точке обрабатываемой поверхности. Оптимальные глубина и микротвердость упрочненного слоя достигаются при подачах в диапазоне 0,26 – 0,06 мм/об.

Увеличение числа проходов выглаживателя приводит к увеличению кратности нагрузки и поэтому действует подобно уменьшению подачи. С увеличением числа проходов до пяти упрочнение растет. При этом наиболее существенное упрочнение происходит при первом и втором проходах. После восьми проходов глубина упрочнения становится больше, но микротвердость поверхности снижается в результате перенаклепа.

Изменение скорости выглаживания в интервале от 16 до 120 м./мин практически не влияет на упрочнение поверхностного слоя. При ее увеличении свыше 100 – 120 м/мин. наблюдается некоторое уменьшение упрочнения.

После алмазного выглаживания напряжения сжатия в поверхностном слое достигают 500 – 1100 МПа. Глубина их залегания в зависимости от режима выглаживания равна 0,15 – 0,40 мм. После обработки по оптимальным режимам напряжения (как и

микротвердость) изменяются по глубине слоя достаточно плавно.

Алмазное выглаживание позволяет повысить предел выносливости на 15-25%. В результате упрочнения данным методом примерно в 3 раза возрастает предел выносливости, определяемый при испытаниях в коррозионной среде.

Для дополнительного упрочнения поверхности рекомендуется после названной обработки проводить старение (например, для стали 20Х3МВФ в течение 2 ч. при температуре 160 º С). Упрочнение алмазным выглаживанием с последующим деформационным старением можно проводить в более широком диапазоне усилий, что делает эту опрецию намного технологичнее.

Обкатка роликами. Поверхностная пластическая деформация с помощью обкатки роликами позволяет полнее реализовать потенциальные свойства сталей и особенно эффективна при поверхностном упрочнении закаленных деталей.

Данный метод применяем для упрочнения осей железнодорожных вагонов, роторов турбины и генераторов, крупных ступенчатых валов в зонах концентрации напряжений. Его успешно используют в ремонтной практике для упрочнения шеек валов после аварийных задиров.

Практика применения обкатки роликами показала целесообразность выбора толщины h деформированного слоя в зависимости от диаметра d упрочняемой детали в пределах

0,01 d ≤ h ≤ 0,05. Требуемая толщина слоя достигается варьированием деформирующего усилия.

Обкатка роликами удобна для применения в комбинированных технологических процессах поверхностного упрочнения. Например, ее используют при высокотемпературной термомеханической обработке поверхностных слоев (ВТМПО). Устройства для осуществления такого процесса просты: они включают технологическое оборудование для непрерывной последовательной индукционной закалки, обкатывающие ролики и охлаждающее приспособление (спрейер). Деформацию обкаткой проводят непосредственно при температуре аустенитизации – по окончании индукционного нагрева; за деформацией (после паузы ~ 6 с) следует быстрое охлаждение. Глубина упрочненного слоя в зависимости от материала достигает 2-4 мм.

ВТМПО эффективна для поверхностного упрочнения прокатных валков, деталей тракторов и сельскохозяйственных машин (пальцев звеньев гусениц и элеваторных полотен комбайнов, рабочего конуса клапанов двигателей и др.) Помимо повышения сопротивления усталостному разрушению и износостойкости она обеспечивает меньшую степень разрушения материала при температурах эксплуатации деталей.

Хорошие результаты дает обкатка роликами при комнатной температуре после индукционной закалки. Сочетание закалки ТВЧ по рабочим поверхностям зубьев с обкатыванием роликами позволяет в 2 раза повысить предел выносливости зубьев зубчатых колес (сталь 45ХН, m=10) по сравнению с его величиной после закалки ТВЧ: σ –1 = 420 Мпа вместо 200 Мпа. Такие высокие значения предела выносливости при изгибе получаются при химико- термической обработке подобных колес, например, из стали 12Х2Н4А. Однако для упрочнения крупномодульных зубчатых колес химико-термическая обработка недостаточно технологична и слишком длительна.

Благоприятное влияние на структуру, величину и распределение остаточных напряжений оказывает комбинированное упрочнение: химико-термическая обработка в сочетании с обкаткой роликами. Обкатывание цементованной и азотированной стали даже при небольших давлениях вызывает существенное увеличение напряжений сжатия в поверхностном слое, а при достаточно высоких давлениях обкатывания – и под поверхностью. Глубина наклепа в этом случае превышает 1 мм. Максимальное значение предела выносливости при изгибе σ –1 цементованной стали достигается при контактных напряжениях σ к = 5600 Мпа, азотированной σ к = 6400 Мпа, и его прирост по сравнению с величиной после химико-термической обработки составляет соответственно 20 и 22,5%.

Для комплексного улучшения свойств поверхности применяют обкатывание специальными роликами, которые создают на ней регулярный рельеф – сетку каналов – «деформационное формоизменение поверхности». Этот метод применяют для упрочнения пар трения скольжения. Помимо структурных изменений и образования остаточных сжимающих напряжений на повышение износостойкости при такой обкатке благоприятно влияет образование на поверхности выступов и впадин. Впадины являются карманами, в которых удерживается смазочный материал, что создает условия для уменьшения износа. Так, при обработке чугунных направляющих прецизионных станков износостойкость возрастает в 2,5 раза, одновременно существенно уменьшается коэффициент трения, улучшается демпфирующая способность и контактная жесткость.

Существует метод виброобкатывания, при котором также на поверхности пар трения создаются детерминированные периодические рельефы. При такой обработке рабочим органом являются шарики, совершающие колебательное движение, в результате чего они наносят синусоидальную сетку на обрабатываемую поверхность. И в этом случае повышение износостойкости поверхностей связано с деформационным упрочнением и улучшением условий смазывания.

Деформация прокаткой. Прокатка стали после закалки оказывает сильное воздействие на структуру и позволяет получить разнообразное сочетание свойств.

Наиболее хорошее сочетание прочности и пластичности достигается прокаткой низкоотпущенного мартенсита с обжатием значительной величины: 15-20%. Именно при таких обжатиях деформационное упрочнение контролируется частичным распадом мартенсита, благоприятно влияющим на формирование механических свойств. Для облегчения прокатки закаленная заготовка должна иметь небольшую толщину (до 4 мм). При этом деформационная проработка металла может распространиться на глубину до 2,5 мм.

Упрочнение прокаткой после закалки наиболее эффективно для низкоуглеродистых среднелегированных сталей. Например, при обработке стали и КВК26 (26Х2НГСМ) по схеме: закалка – низкий отпуск – прокатка – низкий отпуск предел текучести повышается от 1330 до 1750 Мпа, предел прочности – от 1550 до 1900 Мпа; относительное удлинение и ударная вязкость сохраняют достаточно высокие значения, в 2 раза увеличивается работа развития трещины, уменьшается склонность к коррозии под напряжением и отпускной хрупкости.

Ряд преимуществ имеет упрочнение стали деформацией прокаткой после изотермической закалки – в бенитном структурном состоянии. Сочетание твердой и пластичной составляющих (дисперсных карбидов с несколько перенасыщенным твердым раствором углерода в феррите) позволяет осуществлять деформацию металла с применением относительно небольших усилий. При изотермической закалке благодаря охлаждению в горячих средах не возникают значительные остаточные напряжения и поэтому уменьшается опасность образования трещин при последующей деформации.

При упрочнении стали деформацией в бейнитном состоянии повышается не только предел прочности гладких образцов, но и предел прочности образцов с заранее нанесенной трещиной усталости (σв). Так, при прокатке стали КВК42 (42Х2НГСМ) с обжатием 5-10 % σв возрастает на 100 – 120 Мпа (от 1850 до 1980 Мпа). При этом ударная вязкость образцов с трещиной уменьшается незначительно (с 150 до 130 кДж/м³).

Для получения высокопрочных трубчатых изделий применяют упрочнение поперечно – винтовой прокаткой после обычной и изотермической закалки.

Закаленные детали цилиндрической формы, работающие в режиме циклического кручения (например, торсионные валы), упрочняют деформацией продольным раскатыванием после закалки.

Появление новых, прогрессивных методов обработки давлением, в том числе высокоэнергетических, расширяет возможности реализации комбинированных способов изготовления высокопрочных изделий.


Повышение предела выносливости деталей при

гидродробеструйном упрочнении




Материал




  • Деталь




Образец


σ-1, Мпа

Повышение

предела

выносли-вости, %

До упрочнения

После упрочнения

Сталь:

12Х2Н4А*

Зубчатое колесо

Плоский с надрезом


600


850


44

18Х2Н4ВА*

30ХГСА*

12Х18Н10Т**

Шатун

-

Трубо-провод

Квадратный

Плоский

Трубка

500

520

170

580

630

240

18

21

40

Титановый сплав

ВТЗ-1***

Лопатка компрес-сора

-

350

410

21


* Химический состав по ГОСТ 4543-71.

** Химический состав по ГОСТ 5632-72.

*** Химический состав по ГОСТ 19807-74.




Нажми чтобы узнать.

Похожие:

Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconУпрочнение материалов
Упрочнение может достигаться, во-первых, при обработке уже полученного материала, и, во-вторых, при его получении
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconСобытие а из 20 выбранных деталей 7 деталей высшего качества
Из 30 деталей, среди которых 10 высшего качества, случайным образом выбираются на сборку 20. Какова вероятность того, что среди них...
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием icon1 Запишите примеры столбиком и решите их (8б.)
В конструкторе 54 детали. Из 12 деталей Петя сделал электровоз, а из остальных – вагоны. Сколько получилось вагонов, если на каждый...
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconФедеральное агентство по образованию
Задача в партии из 10 деталей две бракованные. Найти вероятность того, что среди выбранных на удачу четырех деталей окажется одна...
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconВ магазин поступают однотипные детали с 3 заводов, причем первый завод поставляет 60% деталей, второй 20%, третий 20%. Среди деталей первого завода 70% первосортных, второго 80%, третьего 90%. куплена 1 деталь

Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconКонтрольная работа за 3 четверть I вариант Задания, оцениваемые в 1 балл
В конструкторе 54 детали. Из 12 деталей Петя сделал электровоз, а из остальных – вагоны. Сколько получилось вагонов, если на каждый...
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconКонтрольная работа №3
В двух ящиках находится по 16 деталей. Причем в первом ящике находится 9 стандартных деталей, а во втором – 12. Из первого ящика...
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconОсновы металловедения Поверхностное упрочнение

Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconПрочность и способны ее повышения
Выбор размеров и форм деталей машин и сооружений и выбор материала для этих деталей является по существу основной проблемой индустрии....
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconСправочник деталей
Условие задачи: Необходимо рассчитать нормативную трудоем­кость квартальной и месячной программ предприятия по деталям. Для этого...
Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием iconСоставила: зав сектором редких и ценных документов доунб л. Г. Гурай. Наш адрес
Духовная реальность современ-ного мира содержит в себе две противоположные тенденции: стремление к поверхностным формам знания и...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы