Напряжения остаточные в поверхностном слое

Титановые сплавы немагнитны, очень чувствительны к концентрации напряжений. В циклически нагруженных конструкциях целесообразно подвергать детали упрочняющей обработке холодной пластической деформацией (наклепу) с целью создания остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое. [c.187]

Стенки литых деталей обладают неодинаковой прочностью в поперечном сечении из-за различия условий кристаллизации. Прочность максимальна в поверхностном слое, где металл вследствие повышенной скорости охлаждения приобретает мелкокристаллическую структуру и где образуются благоприятные для прочности остаточные напряжения сжатия. В поверхностном слое чугунных отливок преобладает перлит и цементит. Сердцевина, застывающая медленнее, имеет крупнокристаллическое строе-Ш1С с преобладанием феррита и графита. В ней нередко образуются дендритные кристаллы и возникают усадочные раковины и рыхлоты. [c.54]

Остаточные напряжения, возникающие в поверхностных слоях при механической обработке, могут относиться к напряжениям как I, так и II рода. [c.73]

Экспериментальные методы определения остаточных напряжений. Наиболее разнообразны и широко применяются механические методы, дающие наиболее полную картину распределения остаточных напряжений по сечениям детали или конструкции. Физические методы большей частью применяют для качественного определения остаточных напряжений, а химические — для определения остаточных напряжений только в поверхностных слоях детали. [c.212]

Рентгенографический метод является единственным методом, позволяющим определять остаточные напряжения без разрушения детали, а также при исследовании остаточных напряжений 2-го рода. Кроме того, он позволяет определять остаточные напряжения при небольшой базе измерения, что особенно ценно при измерении остаточных напряжений с высоким градиентом распределения. Недостатками метода являются применение дорогого и сложного оборудования определение остаточных напряжений только в поверхностных слоях изделия пригодность метода только для металлов, дающих достаточно отчетливые дифракционные линии. [c.216]

Одним из факторов, влияющих на износостойкость, усталостную прочность, является наличие остаточных напряжений в деталях. Изучение вопросов, связанных с механизмом появления остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей и их влияние на эксплуатационные свойства деталей, предусматривается лабораторной работой Определение остаточных напряжений, возникающих в поверхностных слоях деталей при механической обработке, и их роль в обеспечении надежности изделий . Во время выполнения данной работы студенты знакомятся с методами определения остаточных напряжений, изучают конструкцию прибора ПИОН-2, предназначенного для установления остаточных напряжений механическим методом, и учатся экспериментально определять остаточные напряжения первого рода, оказывающие наибольшее влияние на эксплуатационные свойства и надежность деталей. [c.306]

Весьма важным фактором, влияющим на прочность зубьев, являются остаточные напряжения в тонком поверхностном слое, обусловленные процессами обработки и доводки зубьев. Особенно отрицательное влияние оказывают остаточные напряжения растяжения, возникающие при шлифовании зубьев. Для повышения контактной прочности зубьев следует избегать больших подач при шлифовании и повышенных припусков на шлифовку, а также не допускать работы засаленным кругом. Чем больше отношение объема снимаемого металла к износу круга, тем больше остаточные напряжения растяжения в поверхностном слое. [c.398]

Некоторые режимы термообработки, способствующие уменьшению коробления цементованных зубчатых колес, могут приводить к уменьшению остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое, т. е. к уменьшению контактной прочности. Закалка в масле из газовой цементационной печи дает наименьшие остаточные напряжения. Медленное охлаждение, повторный нагрев и закалка в масле повышают остаточные напряжения еще больше они возрастают при закалке в соляном растворе (эта закалка связана, однако, с риском образования трещин при сложной конфигурации зубчатых колес). [c.409]

При прочие равных условиях с увеличением пластичности металла заготовки и снижением его твердости повышается глубина и степень наклепа и снижаются остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое. [c.164]

Прогнозирование предела выносливости материала при асимметричном циклическом нагружении. При симметричном циклической нагружении образца остаточные напряжения, возникающие в поверхностном слое после первого полуцикла растяжения устраняются после равного ему полуцикла сжатия. При симметричном цикле эти остаточные напряжения устраняются не полностью, что влияет на предел выносливости. [c.124]

Как известно остаточные напряжения, имеющие в поверхностных слоях знак сжатия, существенно повышают усталостную прочность деталей машин, уменьшают их чувствительность к концентраторам напряжений и увеличивают контактную прочность. [c.243]

Чтобы избежать очень глубоких слоев, уменьшающих сжимающие остаточные напряжения, для тяжелонагруженных деталей необходимо применять либо предварительное улучшение стали, либо метод объемно-поверхностной закалки, упрочняющий сердцевину. При обычной глубине закаленного слоя (2—5 мм), составляющей 10—15% диаметра стержня, упрочненная сердцевина увеличивает статическую прочность детали при изгибе на 30—40% остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое достигают 60 кгс/мм . [c.610]

Л.А. Гликман с сотрудниками [112] также установили существование на поверхности материала особого слоя. Ими определено остаточное напряжение на образцах углеродистой стали, деформированных растяжением за предел текучести. На основании анализа эпюр остаточных напряжений авторы [112] установили, что после предварительного деформирования остаточные напряжения концентрируются в поверхностных слоях образца и распространяются на глубину 0,1 мм. При этом величина остаточного сжимаю- [c.12]

При применении указанных методов свойства металла поверхностного слоя изменяются (происходит упрочнение металла поверхностного слоя) кроме того, в детали создаются остаточные напряжения, которые в поверхностном слое — обычно сжимающие. Обе указанные причины резко повышают ресурс (иногда в десятки раз) и пределы выносливости (в ряде случаев до 2—3 раз и более). [c.478]

Упрочнение и остаточные напряжения в поверхностных слоях обработанной поверхности, наряду с шероховатостью, оказывают влияние и на усталостную прочность (выносливость) детали. Исследования [28] — [31] показали, что чем меньше шероховатость обработанной поверхности, больше глубина и степень упрочнения и остаточные напряжения сжатия в поверхностных слоях обработанной поверхности, тем выше усталостная прочность детали наличие в поверхностных слоях остаточных напряжений растяжения способствует снижению усталостной прочности. Остаточные напряжения сжатия способствуют и снижению влияния коррозии на деталь. [c.66]

Упрочнение и остаточные напряжения в поверхностных слоях обработанной детали наряду с шероховатостью влияют и на предел выносливости детали. Чем меньше шероховатость обработанной поверхности, больше глубина и степень упрочнения, а также остаточные напряжения сжатия в поверхностных слоях обработанной поверхности, тем выше предел выносливости детали остаточные напряжения растяжения в поверхностных слоях снижают предел выносливости. Остаточные напряжения сжатия уменьшают влияние коррозии на деталь. [c.57]

Остаточные напряжения, достигающие в поверхностных слоях значений 30—80 кгс/см и по мере съема припуска, равного 1— 2 мм, резко понижаются до 5—15 кгс/см. Учитывая это, для уменьшения остаточных деформаций целесообразно при предварительной обработке удалить максимальный припуск. Однако для получения конечной погрешности обработки в требуемых пределах необходимо оставлять промежуточный припуск, достаточный для компенсации коробления лопатки. Заранее определить величину коробления не представляется возможным, и поэтому в процессе обработки наладочной партии лопаток целесообразно измерять величину деформации, устанавливать необходимое количество предварительных операций, определять достаточный для чистовой операции припуск. [c.225]

Влияние остаточных напряжений на контактную выносливость сталей. Имеющиеся в литературе немногочисленные и зачастую противоречивые данные не позволяют еще с полной определенностью ответить на вопрос о доле остаточных напряжений в числе прочих факторов, влияющих на контактную выносливость. Известно, что снижение долговечности деталей, работающих в условиях трения качения, вызывают растягивающие остаточные напряжения, возникающие в поверхностном слое при шлифовании. Пониженная твердость поверхностного слоя играет значительно меньшую роль. Если в результате пластической деформации растягивающие остаточные напряжения [c.303]

Большинство деталей машин (оси, валы и др.) работает на изгиб и кручение, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях, где сосредоточены концентраторы напряжений. При знакопеременной нагрузке треш,йны усталости, как правило, возникают на поверхности под влиянием растягиваю-ш,их- напряжений. Прн образовании на поверхности остаточных напряжений сжатия они уменьшают растягивающие напряжения от внешней нагрузки и повышают предел выносливости начало разрушения в этом случае переносится с поверхности под упрочненный слой. [c.241]

Снижать средние напряжения, предусматривая создание остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое деталей путем поверхностного упрочнения (например, упрочняющей дробеструйной обработкой концентраторов напряжений и поверхностей, обкаткой закруглений, канавок и других поверхностей, обработкой распылением абразивной эмульсии, полировкой в барабане, шлифованием и химическим упрочнением). [c.232]

Факторы, характеризующие процессы пластической деформации поверхностного слоя (степень наклепа, толщина наклепанного слоя, величина остаточных напряжений) и его нагрев (степень размягчения слоя, степень старения, величина остаточных напряжений) сказываются на прочности деталей машин по-разному. Наклеп и остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое способствуют повышению предела выносливости возникновение остаточных растягивающих напряжений, наоборот, вызывает снижение его. [c.27]

При накатке резьбы по правильно разработанной технологии в результате пластических деформаций создается профиль с благоприятно расположенными волокнами (в отличие от нарезанной резьбы, у которой волокна всегда перерезаны), с остаточными напряжениями сжатия в поверхностном слое. Это обеспечивает повышение выносливости для накатанной резьбы на 40—95% по сравнению со шлифованной. [c.143]

Обозначения ИКС, НУ — твердость поверхности гг — остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое бу — толщина [c.55]

Типичным случаем является возникновение остаточных температурных (термических) напряжений при неравномерном охлаждении изделия по сечению, например при закалке и т. п. (рис. 83,а). Поверхностный слой цилиндрического сплошного образца охлаждается и уменьшает свой объем быстрее, чем его внутренняя часть, и сжимает последнюю ( эффект обруча ), В результате во внутренней части возникнут временные напряжения сжатия, в поверхностном слое — напряжения растяжения Ор (рис, 83,6). При Ор От (при данной температуре) в этом слое произойдет пластическая деформация— необратимое изменение размеров. Когда периферийный слой уже охладился, центральная часть еще охлаждается и стремится уменьшить свой объем. Этому препятствует уже охладившийся периферийный слой. В центральной части образца возникнут остаточные напряжения растяжения, в периферийном слое — сжатия (рис, 83,б). Величина остаточных напряжений тем больше, чем выше разность температур по ечению и, следовательно, чем больше скорость охлаждения. [c.192]

Одновременное действие двух или трех причин приводит к весьма сложным эпюрам распределения остаточных напряжений по сечениям детали. Взаимодействие перечисленных причин приводит нередко к образованию столь больших напряжений растяжения в поверхностных слоях детали, что возможно появление трещин. [c.125]

Вследствие связи коррозионного растрескивания с действием внутренних растягивающих напряжений существенно влияние технологических операций, приводящих к возникновению остаточных напряжений как в поверхностном слое, так и в теле детали. Вместе с тем это влияние по-разному проявляется в различных структурных состояниях материала. Приведем значения времени ( в ч) до появления микротрещин в образцах из стали 11Х11Н2ВМФ при испытании в среде Na l 50%, Н2О 50%, ЗеОг 1%, уротропин 1% при сг = 0,5 Оо,2 (данные Л. А. Филимоновой. И. С. Калашникова). [c.71]

Рис. 7-9. Остаточные напряжения 00ст в поверхностных слоях цементированных образцов из стали I2X2H4A (поверхностное содержание углерода 1,0—1,1%).

На выносливость сталей заметное влияние оказывает финишная опера-О) ция — шлифование, т.е. важное значение имеет, какими кругами его про- водили. У закаленной стали ШХ15 условный предел коррозионной выносливости в 3 %-ном растворе Na I при базе 5 10 цикл после шлифования алмазным, боразонным и электрокорундовым кругами составляет соответственно 65 25 и 17 МПа [39]. У закаленной стали 40Х наблюдается такая же закономерность, однако различие в величине условного предела коррозионной выносливости значительно меньше. При злектро-корундовом шлифовании происходит отпуск закаленных сталей на глубину 110—150 мкм, микротвердость поверхностных слоев уменьшается на 15—20 % и возникают растягивающие остаточные напряжения 370— 570 МПа. При алмазном шлифовании, благодаря лучшим режущим свойствам алмазов, температура и давление в зоне контакта круга и изделия меньше, чем при электрокорундовом, поэтому в поверхностных слоях закаленных сталей обнаружено некоторое повышение микротвердости и наличие остаточных сжимающих напряжений до 900—1200 МПа [39]. Остается, однако, непонятным, почему при столь значительных сжимающих напряжениях, возникающих в поверхностных слоях образцов в результате алмазного шлифования и низкой шероховатости поверхности, предел выносливости увеличился несущественно, а в коррозионной среде на 10-50 МПа. [c.167]

Зубчатые колеса, подвергаемые термической или химико-термической обработке после нарезания зубьев. Объемная закалка с низким отпуском без предварительного образования науглероженной корки не обеспечивает высокой твердости рабочих поверхностей зубьев и высокой вязкости их сердцевины. При поверхностной закалке т. в. ч, могут возникать значительные остаточные напряжения растяжения в поверхностном слое во избежание этого необходима тщательная экспериментальная отработка режима закалки для каждого частного случая. Цианированные и азотированные зубчатые колеса не уступают цементованным по сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины твердого поверхностного слоя. Азотирование зубчатых колес обычно применяют в случаях, когда неосуществимо шлифование зубьев (например, внутренних), и поэтому необходимо уменьшать до минимума коробление зубчатых колес при термообработке. [c.408]

Широкое применение химико-термической обработки объясняется тем, что большинство деталей машин и механизмов работает в условиях износа, кавитации, цикличес .йх нагрузок, коррозии (химической, электрохимической) при криогенных или высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла. Химико-термическая обработка, повышая твердость поверхности, износостойкость, кавитационную и коррозионную стойкость и создавая на поверхности благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивает надежность и долговечность деталей машин. [c.275]

Механическое упрочнение осуществляется при изготовлении твердосплавного инструмента и инструмента из минералокерамики. Заключается в обработке режущих частей песком, дробью или в вибрационной обработке с наполнителем. В процессе обработки режущие кромки инструмента округляются до нужного радиуса, "тренируются", что снижает остаточные растягивающие напряжения, создает в поверхностном слое сжимающие напряжения. Наибольшее распространение получила вибрационная обработка режущих пластин из твердого сплава и керамики. Осуществляется на вибромашинах с помощью наполнителя (специально изготовленных из фарфора и керамики абразивных тел). Обрабатываемый инструмент и наполнитель помещают в камеру, колеблющуюся с определенной частотой и амплитудой. При виброобработке режущих пластин с целью исключить выкрашивание при соударениях, их помещают в индивидуальные ячейки, устанавливаемые в камеру. При этом в рабочую камеру непрерывно подается раствор кальцинированной соды(2...3 %). [c.428]

Величина, знак и характер распределения тангенциальных остаточных напряжений в поверхностном слое деталей, подвергнутых деформирующе-режущей обработке, определяются в основном остаточными напряжениями, сформировавшимися в поверхностном слое отверстий в процессе чернового деформирующего протягивания. Установлено, что использование деформирующе-режущей обработки позволяет получить в поверхностных слоях изделий остаточные сжимающие напряжения. [c.143]

Соответствующее обстоятельное исследование было проведено Г. Бюлером и Г. Бухгольцем на образцах из углеродистых и хромоникелевых сталей. Остаточные напряжения создавались путем охлаждения в холодной воде после нагрева. Во всех случаях в результате воздействия переменных изгибных напряжений имело место существенное изменение эпюры осевых остаточных напряжений, если в поверхностном слое суммарные напряжения превосходили предел текучести при сжатии или растяжении. [c.291]

Рис. 8.16. Окружные остаточные напряжения а0 в поверхностном слое колец из цементованной стали 20Х2Н4А (размеры колец и параметры цементованного слоя см. рис. 8.15)

С. В, Пинегин указывает на благоприятное влияние сжимающих остаточных напряжений на контактную выносливость. В работах М. Гаппиша было показано, что основной причиной появления начальных усталостных трещин на рабочих поверхностях зубьев шестерен являются растягивающие остаточные напряжения, возникающие в поверхностном слое ножки зуба в результате трения. Под действием переменных касательных напряжений постепенно понижается прочность поверхностного слоя на отрыв и растягивающие остаточные напряжения вызывают первоначальные надрывы поверхности, которые затем под действием масла приводят к образованию питтингов согласно схеме А. В. Осипяна. При этом во всех случаях на головке зуба остаточные напряжения были сжимающими. [c.304]

Как показал И. В. Кудрявцев, даже при изготовлении надреза глубиной, равной толщине новерхиостно-закаленного слоя, т. е. при наличии у вершины надреза незакаленной структуры, наблюдалось увеличение предела выносливости в 2 раза и более. Это показывает, какую значительную роль в повышении усталостной прочности при поверхностной закалке сталей играют остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое. [c.270]

Исследование остаточных напряжений сдвига в поверхностных слоях при шлифовании Экспресс-информ. ВНИИТЭМР//Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Сер. 2, Режущие инструменты. М., 1985. Вып, 4. С. 9—11, [c.225]

Многие детали машин (оси, валы и т. д.) работают на изгиб и кручение, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях, где сосредоточены концентраторы напряжений. При знакопеременной нагрузке трещина усталости, как правило, образуется на поверхности под Влиянием растягивающих напряжений. Прп аличпи па поверхностн остаточных напряжений сжатия растягиваюиц1е напряженпя от внешней нагрузки уменьшаются и стя повышается начало разрушения в этом случае происходит не на поверхности, а под упрочненным слоем. [c.103]

Прп поверхностной закалке т. в. ч. могут возникать значительные остаточные напряжения растяжения в поверхностном слое во избежание этого необходима тщательная экспериментальная отработка режима закалки для каждого частного случая. Цианированные и азотированные стали не уступают цементованным в от-ношенитг сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но ие выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины поверхностного слоя. [c.150]

Результатом упругопластического деформирования металла являются также взаимно уравновешивающиеся остаточные напряжения. Этп напряжения, возникающие в поверхностном слое обработанной поверхности, могут быть растягивающими илп сжимающими. Напряжения растяжения снижают продол выносливости материала заготовки, в то время как напряжения сжатия повышают его. Следовательно, окончательно обрабатывать поверхности заготовки с.ледует в таких условиях, чтобы можно было по.чучать напряжения сжатия. Установлено, что прп обработка сталей на скоростях резания более 300—500 мАпш обычно возьи-406 [c.406]

Например, сопротивляемость деталей усталостному разрушению примерно в равной степени зависит от неровностей поверхности и от механических свойств поверхностного слоя. Связь предела выносливости 0-1 с избыточным коэффициентом концентрации ан, уровнем остаточных (технологических) напряжений Оост в поверхностном слое и степенью наклепа (деформационного упрочнения) /г того л е слоя приближенно описывается уравнением регрессии [c.169]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...