ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы О структурных превращениях в контактных слоях при резании металлов из "Износ режущего инструмента " При резании нагрев обрабатываемого материала происходит в короткие промежутки времени и осуществляется с большой скоростью, в особенности в контактных слоях. [c.32] Из элементарных расчетов следует, что при высоких скоростях резания, когда температура контактных слоев обычно превышает точку Лсз, время контакта стружки с инструментом измеряется тысячными долями секунды, а скорость нагрева составляет порядка 10 град/сек. [c.32] Это обстоятельство приводит ряд исследователей к мнению, что структурные превращения при резании отсутствуют [296], объясняя это тем, что столь короткий промежуток времени для структурных превращений недостаточен. По их мнению, материал в контактных слоях сохраняет исходное фазовое состояние и претерпевает изменения только вследствие пластического деформирования. [c.32] Металлографический анализ зоны трения в различных условиях обработки показывает, что в ряде случаев фазовое превращение в контактных слоях успевает происходить Это подтверждается наличием закаленных контактных слоев стружки и обработанной поверхности. [c.32] На фиг. 32—38 (см. вклейки, листы 7—10) приведены микрофотографии зоны контакта при различных условиях резания. [c.32] Такое резкое изменение микротвердости подтверждает наличие различных структур в прирезцовом слое. У самой передней поверхности, очевидно, имеется структура бейнита и мелкоигольчатого мартенсита, затем идет структура троостита и сорбита. На расстоянии 50 мк и выше структурных изменений не наблюдается. Измерение микротвердости стружки этой же самой стали на малых скоростях V = 0,5 н- 10 м мин), когда упрочнение (наклеп) от пластической деформации должно быть больше и термические превращения невозможны, показывает, что микротвердость колеблется в пределах Ну = 280 300 (фиг. 48). [c.33] Такой эксперимент подтверждает, что на больших скоростях резания высокая твердость прирезцового слоя стружки обусловлена закалкой контактных слоев при быстром охлаждении в момент прекращения резания. Следовательно, в части прирезцового слоя успело произойти аллотропическое превращение a-Fe в (-Fe и в i-Fe частично растворились карбиды перлита. Можно полагать, что на расстоянии 5—10 мк от передней поверхности карбиды успели раствориться и частично завершилась фаза гомогенизации аустенита. Что касается верхних слоев, где на микрошлифе еще замечаются прожилки тонких слоев феррита, то там гомогенизация аустанита не успела произойти и после закалки получена неоднородная структура. [c.33] При обработке стали 10 на высоких режимах в контактном слое не замечается такого резкого изменения твердости, хотя ферритно-перлитная структура исчезает. Этого и нужно было ожидать, так как закалка стали 10 не дает значительного повышения твердости. [c.33] Наглядное представление о структурных превращениях дает обработка закаленных сталей. [c.33] На фиг. 35—38 приведены микрофотографии зоны контакта задней и передней поверхностей при резании стали 40, закаленной на Ну = 450 -f- 470. [c.33] На фиг. 35 представлен снимок контакта задней поверхности. Несмотря на малый промежуток времени резания (всего 1 сек.), по задней поверхности имеется плотный контакт стали с твердым сплавом, в зоне контакта видны линии течения. Характерным является наличие белого нетравящегося слоя, имеющего клинообразную форму. Толщина этого слоя от режущей кромки до выхода обработанной поверхности из контакта увеличивается и на обработанной поверхности он имеет равномерную толщину. [c.34] На фиг. 36 дана микрофотография контакта передней поверхности вблизи режущей кромки. Здесь также отчетливо виден белый слой, толщина которого от режущей кромки вдоль передней поверхности постепенно возрастает. [c.34] На фиг. 37 и 38 представлен снимок контакта передней грани в месте образования лунки. Здесь белый слой имеет максимальную толщину. [c.34] Изменение твердости в этой зоне происходит в такой последовательности. [c.34] Твердый сплав Ну 1300 в стали на расстоянии от передней поверхности 6 мк — Ну = 780 22 мк — Ну — 530 30 мк — Ну = = 425 55 мк — Ну — 425. [c.34] В среднем микротвердость в нетравящемся белом слое составляет 700—780 единиц по Виккерсу. Резкое повышение твердости белого слоя и его инертность к травлению азотной кислотой наводит на мысль, что это слой вторичной закалки, полученный в момент фиксации процесса резания. Образование подобного слоя наблюдали многие исследователи при трении деталей машин [145], [157], [219], [228], при шлифовании [158], [59], при резании закаленных сталей [180]. [c.34] В последние годы уделяется значительное внимание выявлению природы превращений в поверхностном слое трущихся тел. Обнаружено, что в поверхностном слое изношенных деталей самых разнообразных. машин паровозов, тракторов, двигателей внутреннего сгорания, горных машин, имеется светлая структура, резко отличающаяся от структуры основного металла высокой твердостью, плохой травимостью и в одних случаях большой, а в других — малой хрупкостью. [c.34] Выдвинут ряд гипотез для объяснения природы наблюдаемых превращений в снимаемом слое. По мнению Кислика В. А. [145], образование новой структуры связано с насыщением трущихся тел азотом воздуха. Костецкий Б. И. [157] выдвинул гипотезу о диффузии кислорода воздуха в поверхностный слой металла, вследствие чего в последнем образуются твердые растворы и химические соединения. [c.34] Ёвиду высоких температур и пластической деформации образуется аустенит, который в результате охлаждения в значительной своей части переходит в мартенсит, причем развивающиеся на поверхности температуры и длительность их воздействия недостаточны для растворения более крупных выделений цементита. Структура светлой зоны состоит из мартенсита, остаточного аустенита и цементита. [c.35] Вернуться к основной статье