ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние состояния поверхности из "Усталость сварных конструкций " Состояние поверхности после механической или тепловой обработки деталей может сказываться на сопротивлении усталости по двум причинам 1) следы инструмента на поверхности, остающиеся после механической обработки, действуют как концентраторы напряжений с присущими им неблагоприятными проявлениями и 2) образование физико-химических изменений в поверхностных слоях металла после механической, химической или тепловой обработок способно существенно влиять на сопротивление металла усталости как в неблагоприятную, так и в благоприятную сторону. [c.23] После того как было установлено, что поверхность деталей — ее качество и механические свойства — является основным фактором, определяющим их усталостную прочность, требования к ней резко возросли. - Даже тщательно обработанная поверхность является носителем если не конструктивных (галтель, выточка), то технологических (следы механической обработки) или эксплуатационных (царапины, коррозия) концентраторов напряжений. Опыт эксплуатации машин говорит о том, что потенциальные возможности материалов (особенно высокопрочных) проявляются лишь в том случае, когда качество поверхности детали удовлетворяет высоким требованиям. [c.23] Предел выносливости образцов из стали А (табл. 1), поверхность которых не обрабатывали после прокатки, составляет лишь 70% от предела выносливости тонко полированных образцов. Для стали В с более высоким пределом прочности это соотношение еще меньше и составляет лишь 35%. [c.23] Даже незначительное механическое повреждение поверхности или ее дефекты могут послужить очагами зарождения усталостной трещины и предопределить преждевременное разрушение детали. Риски и надрезы, являющиеся следами механической обработки, особенно опасны в том случае, когда их направление перпендикулярно главному растягивающему напряжению. Для устранения концентраторов напряжений обычно применяют шлифование, полирование и тому подобные технологические процессы, однако даже после тщательного полирования поверхность детали все же сохраняет микроскопические риски и надрезы. [c.23] Примечание. Предел выносливости тонко полированных образцов принят за 100%. [c.24] Отрицательное влияние оказывают и те растягивающие внутренние напряжения, которые возникают вследствие технологических процессов. Даже при нормально проведенном шлифовании неблагоприятные внутренние растягивающие напряжения поверхностных слоев могут достигать значительной величины. [c.24] При шлифовании закаленных деталей, особенно в местах резкого изменения их сечения, где наличие дефектов поверхности или вредных растягивающих напряжений особенно опасно, нередко в результате задержки шлифовального круга наблюдается местный нагрев металла и его отпуск. При этом металл теряет высокие механические качества, приобретенные в результате закалки, что, несомненно, резко отражается на усталостной прочности детали. Внутренние напряжения того же характера, что и при шлифовании, но несколько меньшие по своей величине, могут возникнуть вследствие полирования, проводимого при больших скоростях. Это имеет место при полировании наждачной бумагой, а также суконными или фетровыми кругами. Таким образом, технологические процессы, преследующие цель улучшения микро- и макрогеометрии поверхности, в некоторых случаях могут оказаться не столь полезными, сколь вредными. [c.24] Обнаружить неблагоприятное распределение внутренних напряжений в деталях или пониженную твердость поверхностных слоев часто затруднительно. Обычно эти дефекты не отражаются на твердости, измеряемой обш,епринятыми (по Роквеллу, Бри-неллю) или специальными (микротвердость) методами. В первом случае на показаниях твердости отражается влияние глубже расположенных слоев, во втором — разброс, связанный с различной твердостью отдельных составляющих микроструктуры, столь велик, что не позволяет сделать определенных выводов. [c.25] Поверхность обладает пониженной усталостной прочностью не только потому, что она несет большое число различных концентраторов напряжений и ли испытывает влияние дополнительных растягивающих напряжений, но также потому, что она является границей металла, нарушающей целость его кристаллических зерен. [c.25] Поверхностные слои определяют прочность детали в целом также и потому, что при основных видах напряженного состояния в реальных деталях (изгиб, кручение) эти слои испытывают максимальное напряжение от внешних нагрузок. Поэтому упрочнение поверхности является радикальной и эффективной мерой повышения усталостной прочности детали в целом. [c.25] Вернуться к основной статье