Наклеп Влияние на свойства деталей

В технологическом процессе изготовления ответственных деталей из аустенитных нержавеющих сталей, применяемых в энергомашиностроении, предусматривается холодная деформация. Повышение длительной прочности в результате предварительной пластической деформации используют при производстве высоконапряженных деталей, работаюш,их кратковременно (например, дисков транспортных турбин). Однако наряду с положительным наклеп оказывает и отрицательное влияние на свойства металла. В практике работы энергооборудования известны многочисленные случаи хрупких разрушений наклепанного материала — образование трещин на гибах труб пароперегревателей паровых котлов, на компенсаторах газопроводов и др. [c.213]

Основными факторами, определяющими особенности формирования механических, а также физико-химических свойств тонких поверхностных слоев при обычной технологической обработке (например, резанием), являются пластическая деформация, как правило однократная, температура, а также действие рабочих сред. При простой специальной обработке поверхностных слоев деталей машин, например при упрочнении механическим наклепом, определяющим показателем является степень пластической деформации. При сложных специальных методах технологической обработки, например при химико-термической обработке, главное влияние на свойства поверхностных слоев оказывает режим нагрева и охлаждения и действие специальных активных сред. [c.32]

Особое влияние на работоспособность изделий оказывает механическая обработка, которая придает окончательные форму и свойства рабочим поверхностям деталей. Обработка металлов резанием сопровождается сложными физическими процессами, вызывающими пластические деформации, наклеп и нагрев поверхностного слоя. В результате получается поверхностный слой со своеобразными физическими свойствами, которые являются следствием данного метода обработки и его режимов (см. гл. 2, п. 2). [c.469]

Физическое состояние поверхностного слоя деталей и его напряженность, обусловленные механической обработкой, оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства и прежде всего на их усталостную прочность. Остаточные напряжения и деформационное упрочнение поверхностного слоя в условиях циклического нагружения и рабочих температур могут положительно и отрицательно влиять на сопротивление материала усталости. В связи с этим представляет большой научный и практический интерес изучение устойчивости поверхностного наклепа и остаточных макронапряжений после механической обработки в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. [c.131]

Одним из таких факторов является так называемая технологическая наследственность, под которой в обш,ем случае понимается изменение эксплуатационных свойств деталей под влиянием технологии их изготовления. Технологическое наследование свойств, в том числе геометрических погрешностей, начинается с заготовки и проходит через весь процесс изготовления детали. Неточность заготовок и Обусловленное этим колебание припусков на обработку и сил резания непосредственно сказывается на точности ряда последующих операций обработки на металлорежущих станках, ведет к наклепу поверхностей, внутренним напряжениям, которые могут самым неожиданным образом проявить себя в уже готовой машине. Так, например, при высокой температуре, характерной для работы турбин, перераспределение внутренних напряжений приводит к короблению их лопаток. [c.5]

Причины нестабильности геометрической формы, размеров и физико-механических свойств металлических деталей. Причинами нестабильности геометрических свойств металлических деталей в основном являются наличие и постепенная релаксация внутренних напряжений и структурная нестабильность. Так, например, непостоянство размеров некоторых деталей машин (специальных осей, подпятников и т. п.), имеющих простую форму и высокую твердость, определяется преимущественно структурным фактором. На стабильность размеров деталей типа корпусов, каркасов, тонкостенных обечаек и т. п., имеющих сложную форму, часто недостаточную жесткость, основное влияние оказывают остаточные внутренние напряжения. Остаточные внутренние напряжения подразделяются (в порядке убывающей значимости) на фазовые или структурные, тепловые (термические), первичные усадочные (в отливках), возникающие в результате механического наклепа и вследствие химического воздействия на поверхность детали. Существенное влияние на стабильность размеров могут оказывать микроскопические напряжения первого рода. Дополнительное влияние на размеры могут оказывать напряжения второго рода, уравновешивающиеся в масштабе отдельных зерен в тех случаях, когда микронапряжения обладают общей ориентировкой (т. е. не погашаются взаимно вследствие противоположной направленности). [c.405]

Сопротивление детали паровой турбины малоцикловой термической усталости в значительной мере зависит от наличия концентраторов. Для области действия термической усталости следует говорить не о концентрации напряжений, а о концентрации деформаций. К концентраторам следует отнести не только неравномерности поверхности детали (надрезы, выточки, острые кромки, отверстия), но также неоднородность структуры и механических свойств (анизотропия), вызываемые несовершенной термической обработкой, наклепом и т. д. Ускорение образования трещин термической усталости при наличии концентраторов подтверждается многочисленными экспериментами. Так, например, мелкие неровности на поверхности деталей оказывают существенное влияние на появление трещин. При грубой шлифовке, когда высота неровностей доходит до 2,5 мкм, число циклов, вызывающее трещины, оказывается втрое меньшим, чем при более чистой обработке, когда высота неровностей равна 0,25 мкм. Большое значение имеет не только чистота поверхности, но и ориентация неровностей (рисок) относительно направления термических напряжений. [c.23]

Наконец, следует отметить, что на хрупкость материала могут очень сильно влиять так называемые остаточные напряжения, которые могут получиться в материале при закалке, при холодной прокатке или при недостаточной температуре горячей прокатки, когда материал получает наклеп. Опытами на растяжение такие напряжения, как правило, не могут быть выявлены. Остаточные напряжения обычно связаны с возникновением объемного напряженного состояния в материале в связи с этим возможно хрупкое разрушение. Такие случаи встречались при изготовлении мощных двутавровых балок со сравнительно тонкими полками. В нашей практике был случай хрупкого разрушения двутавровой балки № 50 при сбрасывании ее на землю в морозный день. Результаты статических испытаний, химического и металлографического анализа показали, что материал как будто вполне доброкачественный. Лишь ударные испытания при различных температурах обнаружили резкую хладноломкость для образцов, вырезанных у края полки двутавра,— в наиболее наклепанном месте. Что касается влияния на хрупкость химического состава сталей, то ударная вязкость понижается, как это видно из таблицы 21, с увеличением количества углерода, т. е. с повышением предела прочности и уменьшением пластических свойств стали. Весьма неблагоприятно отражается на сопротивлении удару, особенно при низких температурах, наличие фосфора. Поэтому на практике при изготовлении материала для деталей, работающих на удар, всячески ограничивают примесь этого элемента. [c.533]

При длительном лежании холоднокатаных листов имеет место явление естественного старения, которое приводит к изменению физико-механических свойств стали, т. е. к образованию линий сдвигов или полос скольжений (в виде лучей и извилин) на поверхности деталей при вытяжке их, что с декоративной стороны недопустимо. Для устранения вредного влияния последствий естественного старения тонколистовую сталь перед штамповкой подвергают дрессировке, подкатке в холодном состоянии с относительным обжатием 0,5—1,5%. При этом интервал времени между операциями должен быть не более 24 ч. Подкатка осуществляется при помощи вальцовочной машины с особым подъемным валиком, установленной рядом с вытяжным прессом. Благодаря образовавшемуся вследствие этого в поверхностных слоях металла наклепу, явно выраженная площадка текучести, появляющаяся на диаграмме при испытании образцов на растяжение, выравнивается (исчезает) и линии сдвигов не возникают. Однако подкатка не гарантирует полностью избежать явления естественного старения металла. [c.14]

Качество поверхности, особенно состояние поверхностного слоя деталей, изготовленных из жаропрочных и титановых мате риалов, оказывает значительное влияние на эксплуатационные свойства. В отличие от обычных конструкционных сталей, наклеп [c.393]

Если температура ПС заготовки, на которую наносится покрытие, и длительность процесса небольшие, то на качество покрытия оказывают влияние остаточные напряжения и наклеп в ПС заготовки. Они повышают диффузионную подвижность химических элементов и интенсифицируют взаимодействие между покрытием и основным металлом. Для деталей, работающих при невысоких температурах с покрытиями, которые нанесены низкотемпературными методами, состояние ПС до покрытия оказывает влияние на их усталостную прочность. Так, например, наблюдается увеличение усталостной прочности деталей, ПС которых перед покрытием подвергается упрочнению ППД. С повышением температуры и увеличением длительности процесса нанесения покрытий влияние остаточных напряжений и наклепа на эксплуатационные свойства деталей с покрытиями уменьшается. [c.273]

Известно, что растягивающие напряжения в поверхностном слое снижают предел выносливости, а сжимающие — повышают. Механические свойства поверхностного слоя и сердцевины также влияют на эксплуатационные свойства. Для гладких валов увеличение глубины наклепа до 15% от радиуса изделия оказывает положительное влияние на повышение предела усталости. При наличии концентраторов напряжений прочность деталей зависит от свойства поверхностного слоя, для достижения эффективного упрочнения достаточно небольших глубин более прочного слоя. Следует иметь в виду, что эффективность упрочнения таких деталей, как листовые рессоры, повышается при обработке их наклепом в напряженном состоянии, совпадающем с тем, которое они имеют в эксплуатации. [c.403]

Особенно эффективно ППД для деталей, имеющих различные концентраторы напряжений, в значительной степени снижающие их сопротивление усталости. Объяснение факта большего влияния поверхностного наклепа на сопротивление усталости деталей, содержащих концентраторы напряжений, состоит в том, что благоприятные остаточные напряжения сжатия, возникающие при этой обработке, обладают, как и напряжения от рабочей нагрузки, свойством концентрироваться у выточек, галтелей, пазов и других геометрических элементов детали. [c.138]

При назначении режимов обработки различных жаропрочных материалов нельзя исходить только из производительности или стойкости инструмента. Из указанных материалов изготовляют наиболее ответственные и нагруженные детали машин и приборов. Режим обработки влияет на величину и характер шероховатости поверхности, степень и глубину наклепа, знак и величину внутренних напряжений, т. е. на те свойства, которые объединяются понятием качество поверхности и от которых во многом зависят эксплуатационные качества и надежность деталей. Учет влияния режимов обработки на качество поверхности затруднен большим разнообразием рассматриваемых сталей и сплавов, и сложностью и неоднозначностью зависимости эксплуатационных свойств поверхностей деталей от различных параметров режима обработки. При обработке жаро- [c.39]

Отрицательное влияние наклепа на пластические свойства металла шва аустенитной стали может иметь своим следствием хрупкое разрушение сварных конструкций в процессе гибки, штамповки, прессования. Это обстоятельство затрудняет изготовление фасонных сварных деталей и узлов из аустенитных сталей. [c.262]

Благоприятное влияние низкого отпуска на усталостную прочность деталей из различных конструкционных сталей, подвергнутых поверхностному наклепу, было исследовано в работах И. В. Кудрявцева. Однако причиной положительного эффекта отпуска следует считать не величину остаточных напряжений, которая снижается с увеличением температуры отпуска, а повышение механических свойств поверхностного слоя, вызываемое старением. [c.289]

Материал пружины должен обладать высокими и стабильными по времени упругими свойствами и прочностью. Влияние прочности материала на размеры в пружинах проявляется больше, чем в других деталях. Материал пружин обязательно подвергают термообработке, а в более ответственных случаях дополнительному упрочнению— наклепу, заневоливанию и т. п. (см., например, [51]). Упрочнение повышает несущую способность на 20% и более. [c.383]

А л е к с е е в П. Г. Устойчивость остаточных напряжений и их влияние на износостойкость деталей, упрочненных наклепом.—В кн. Повышение эксплуатационных свойств деталей поверхностным пластическим деформированием, I. МДНТП, М., 1971, с. 28—34. [c.176]

У деталей с невысокой концентрацией напряжений и работающих при температуре, близкой к нормальной, наклеп увеличивает предел выносливости в среднем примерно на 30%. Влияние наклепа на выносливость жаропрочных сплавов зависит от химического состава сплава, рабочей температуры, метода создания някпепя и т д. Подробно этот вопрос рассмотрен в работе [24]. Глубину и интенсивность наклепанного слоя, как и знак остаточных напряжений, можно регулировать путем подбора режимов механической обработки и сочетаний последней с различными видами термической обработки. Например, увеличение скорости и уменьшение глубины резания, применение более мягких кругов и обильного охлаждения снижают величину и глубину распространения растягивающих остаточных напряжений. Отжиг, сквозной нагрев с последующим быстрым охлаждением или виброконтактное полирование, выравнивающее температуру в поверхностном слое, позволяют получить остаточные напряжения сжатия [26]. Наклеп и микроструктура металла деталей влияют на их электромагнитные и другие физические свойства. Так, наклеп пластин магнитонроводов уменьшает их магнитную проницаемость у крупнозернистой электротехнической стали магнитная проницаемость выше, чем у мелкозернистой, и т. д. [c.328]

Целый ряд исследований посвящен изучению влияния укова, а также наклепа, не ликвидируемого последующей термической обработкой, на свойства металлов. Интерес к последнему вопросу связан с условиями изготовления некоторых заготовок из жаропрочных материалов наклепом поверхности деталей (особенно тонкостенных) в процессе их механической обработки, автофре-тированием дисков, полугорячим наклепом поковок дисков из аустенитных сталей с целью повышения предела текучести металла ступицы, холодной прокаткой листов и профильных заготовок лопаток, гибкой и вальцовкой листов и труб чеканкой [c.239]

На основании проведенных исследований можно заключить, что все технологические факторы влияют на упрочнение и другие свойства поверхностных слоев деталей машин. Оценивать качество поверхности нужно с учетом главным образом влияния доминирующих факторов. Ниже приведены некоторые количественные данные влияния технологических факторов на глубину и степень наклепа стали Ст. 3 при обработке проходными резцами с режущей кромкой из сплава Т15К6. Влияние скорости резания на глубину наклепа выражается уравнением неравнобокой гиперболы [c.402]

Высокомарганцовистая аустенитная сталь (см.табл. 30). содержащая 10—15% марганца и 1 —1,4% углерода после закалки с температуры 1000—1050° С в воде, имеет вязкую аустенит)1УЮ структуру. Характерной особенностью этой стали является сочетание свойств высокого сопротивления истиранию (при больших давлениях на трущихся поверхностях) и хорошего сопротивления ударным нагрузкам. Высокое сопротивление износу марганцовистого аустенита обт ясняется его большой склонностью к упрочнению под влиянием наклепа и превращением аустенита в мартенсит пол влиянием деформации. Образующийся весьма твердый поверхностный слой хорошо сопротивляется истиранию, тогда как сохранившаяся вязкая аустенитная сердцевина успешно противостоит ударным нагрузкам. Обладая в несколько раз более высоким сопротивлением истиранию, чем уг.теродистая сталь, высокомарганцовистая аустенитная сталь применяется для изготовления щек камнедробилок, деталей шаровых мельниц, траков тракторов, крестовин и стыков железнодорожных путей и т. п. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...