ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Качество обработки поверхности, коррозия и частота испытания из "Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени (БР) " Качество обработки поверхности оказывает весьма сильное влияние на сопротивление усталости, что связано с влиянием концентрации напряжений вследствие микронеровностей поверхности, а также остаточных напряжений и наклепа тонкого поверхностного слоя, возникающих при механической обработке. [c.117] С ухудшением качества поверхности, с ростом высоты микронеровностей увеличивается концентрация напряжений и снижается предел выносливости. Это снижение более резко выражено у высокопрочных сталей вследствие их большей чувствительности к концентрации напряжений. [c.117] По результатам усталостных испытаний было найдено, что для стали с ад = 70 кгс/мм п = 0,079, а для стали С = = 100 кгс/мм п = 0,102. [c.118] С учетом этих данных построена зависимость р от Ств и Rz, представленная на рис. 3.40 [80]. Влияние качества обработки поверхности на величину пределов выносливости гладких образцов из алюминиевых деформируемых сплавов характеризуется данными, приведенными в табл. 3.16 [60]. [c.118] Для образцов, точеных из магниевых сплавов, р = 0,7ч-0,8 для деталей из легких сплавов, содержащих на поверхности литейную корку, окалину и другие дефекты литья, прессования или прокатки, р = 0,5-г-0,75. При обдувке дробью таких деталей р = = 0,8н-1,0. [c.118] Особенно чувствительны к качеству обработки поверхности титановые сплавы [52]. Снижение предела выносливости точеных образцов по сравнению со шлифованными у этих сплавов доходит до 30%. [c.118] Предел выносливости может существенно снизиться из-за повреждений поверхности в процессе шлифования (ожоги и шлифовочные трещины). [c.118] Влияние коррозии. Резкое снижение пределов выносливости получается при воздействии коррозионной среды (например, пресной или морской воды) на металл детали или образца в процессе их усталостных испытаний. Явление постепенного накопления повреждений в металле под воздействием переменных напряжений и коррозионной среды называется коррозионной усталостью. [c.120] При этом в поверхностных слоях металла возникают трещины коррозионной усталости, в основном внутрикристаллитные. Около небольших местных коррозионных повреждений поверхности, образующихся вначале, создается концентрация напряжений, причем на дне коррозионной полости возникают максимальные напряжения. Это приводит к более интенсивному развитию коррозии на дне полости и к постепенному углублению трещины коррозионной усталости. [c.120] Аналогичная зависимость для алюминиевых сплавов пред- 7 ставлена на рис. 3.43. [c.121] НИИ масштабного фактора на сопротивление усталости в условиях коррозии подлежит дальнейшему изучению. В расчетах на усталость для получения дальнейшей более полной информации масштабный фактор в условиях коррозии целесообразно принимать таким же, как и на воздухе. [c.124] В условиях воздействия коррозионной среды усили- вается влияние асимметрии цикла на сопротивление усталости, что иллюстрируется данными, приведенными в табл. 3.17 [15]. Наложение средних сжимающих напряжений весьма благотворно действует на сопротивление коррозионной усталости, вследствие чего предел выносливости в воде только на 5% ниже предела выносливости на воздухе. [c.124] Однако растягивающие средние напряжения цикла весьма резко снижают сопротивление усталости, вследствие чего предел выносливости при отнулевом цикле растяжения в 10 раз ниже аналогичного предела при сжатии. [c.124] Коэффициенты влияния асимметрии цикла гра для гладких образцов в условиях коррозии могут возрастать для легированных сталей до значений 0,3ч-0,6 [20]. [c.124] Наиболее эффективными средствами повышения пределов выносливости деталей в условиях коррозии являются такие методы поверхностного упрочнения, как наклеп поверхности, поверхностная закалка с нагревом т. в. ч., азотирование и др. Так, обкатка роликами или обдувка дробью повышают предел выносливости образцов из стали 45 в морской воде в 2—2,5 раза, поверхностная закалка с нагревом т. в. ч. — в 3,5 раза, кратковременное азотирование — в 2 раза [49]. Причиной столь эффективного положительного влияния указанных методов являются значительные остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое детали, возникающие в результате их применения, препятствующие образованию и развитию усталостных повреждений (см. табл. 3.17). [c.124] Закалка с нагревом т. в. ч. создает в поверхностном слое значительные сжимающие остаточные напряжения, которые компенсируют затем растягивающие остаточные напряжения от хромирования. [c.125] В результате происходит значительное повышение пределов выносливости образцов, полученных на воздухе и в коррозионной среде. [c.125] Влияние частоты испытания. Частота испытаний не оказывает существенного влияния на сопротивление усталости при нормальной температуре и без воздействия коррози-онных сред. Как видно из (i -])f4so рис. 3.46 [52], на котором представлены обобщенные данные о влиянии частоты на пределы выносливости /,/ в указанных условиях, повышение частоты с 5—10 ЬО до 200 Гц (рабочий диапазон частот в большинстве машин) приводит к увеличению пределов выносливости на 2—8%, а до 1000 Гц —на 5—15%. [c.125] Это позволяет для ускорения усталостных испытаний в указанных условиях повышать частоты до 200—300 Гц, что существенно сокращает время испытаний. При снижении частоты испытаний в этих же условиях с 50 Гц (3000 циклов в минуту) до 6—8 циклов в минуту пределы ограниченной выносливости снижаются в среднем на 10%, а долговечность в 4—8 раз. [c.126] Вернуться к основной статье