Прочность усталостная — Влияние упрочнения

Расчет на выносливость. Для валов и осей, подверженных воздействию длительных переменных нагрузок, производится расчет на выносливость. В связи с тем, что на усталостную прочность материалов существенное влияние оказывает концентрация напряжений, масштабный фактор и состояние поверхности (чистота, упрочнение), расчет на выносливость ведется после окончания полного конструирования вала (оси) и носит характер проверочного расчета для определения фактического коэффициента запаса прочности и сопоставления его с допускаемым значением. Поэтому расчету на выносливость должен предшествовать, предварительный расчет на статическую прочность. [c.431]

Упрочнение чеканкой в виду простоты процесса, приспособлений, оборудования и большой эффективности применяют при изготовлении валов, шестерен, сварочных швов и особенно для снижения влияния на усталостную прочность конструктивных концентраторов напряжений. Упрочнение чеканкой галтелей первых коренных и шатунных шеек, закаленных в их цилиндрической части с индукционным нагревом, позволило Московскому автомобильному заводу им. Лихачева значительно повысить долговечность коленчатых валов. [c.168]

X е й ф е ц С. Г. Влияние поверхностной закалки током высокой частоты на усталостную прочность стали. В сб. Упрочнение машиностроительных сортов стали поверхностной обработкой , ЦНИИТМАШ, кн. 10, Машгиз, 1947. [c.276]

Влияние упрочнения поверхности на усталостную прочность валов с запрессованными втулками [444] [c.366]

Некоторые виды термообработки деталей упрочняют материал, что приводит к повышению характеристик усталостной прочности. Это влияние оценивается коэффициентом упрочнения Р, который определяется как отношение характеристик-усталостной прочности (обычно предела выносливости) детали с поверхностным упрочнением к аналогичной характеристике, для детали без упрочнения. При расчетах влиянием предшествующей механической обработки при поверхностном упрочнении обычно пренебрегают, полагая =1.6 этом случае, принимая во внимание коэффициент концентрации напряжений к или к , влияние упрочнения учитывают следующим образом [c.214]

Влияние технологических факторов на усталостную прочность оценивается коэффициентом поверхностного упрочнения. [c.511]

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

В отличие от испытаний упрочненных сталей оценка контактной выносливости образцов с покрытиями имеет свои особенности. Во многих случаях это связано с высокой хрупкостью покрытий и низкой прочностью соединения покрытий с основным металлом. Существенное влияние на результат контактно-усталостных экспериментов оказывают пористость и низкая когезионная прочность покрытий. [c.48]

Характеристики усталостных свойств используются для выбора металла, его состава, структуры, средств упрочнения и обработки для выявления влияния технологии производства при проектировании деталей машин и элементов конструкций для выходного и промежуточного контроля качества металла по усталостным свойствам для установления зон, подверженных усталостным разрушениям и разработке технологии ремонта для установления общих сроков службы деталей, а также периодичности осмотра и дефектоскопного контроля для установления остаточной прочности после определенной наработки или при возникновении усталостных повреждений для проверки ответственных деталей перед эксплуатацией. [c.8]

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]

Авторы, объясняющие влияние механической обработки на усталость одними остаточными макронапряжениями, исключают деформационное упрочнение металла поверхностного слоя. Например, повышение усталостной прочности после упрочняющей обработки связывают с остаточными напряжениями сжатия, которые, накладываясь на растягивающие напряжения от внешней нагрузки, снижают результирующее напряжение в поверхностном слое. [c.164]

Деформационное упрочнение наклеп). Влияние наклепа на усталость изучали многие исследователи. Эти работы, в основном экспериментальные, вели в двух направлениях исследование влияния на усталостную прочность сплошного (равномерного и неравномерного) наклепа, созданного растяжением, сжатием, прокаткой, волочением, изгибом и кручением, и влияния поверхностного наклепа после различных методов механической обработки. [c.171]

Влияние различных вариантов деформационного упрочнения на усталостную прочность образцов и лопаток компрессора из сплава ВТ9 оценивали, сравнивая их характеристики усталости с характеристиками усталости образцов и лопаток после ЭХО . По этой причине на графики кривых усталости образцов и лопаток после деформационного упрочнения (рис. 5.15—5.17) нанесены для наглядности кривые усталости образцов и лопаток [c.208]

Влияние шероховатости поверхности на усталостную прочность не зависит от базы испытания. Влияние деформационного упрочнения на характеристики усталости с увеличением базы испытания возрастает. Например, снижение сопротивления усталости на базе 100 млн. циклов исследованных сплавов от совместного влияния параметров качества поверхностного слоя после шлифования с подачей вдоль оси образца, имеющих шероховатость поверхности V10—v5, составляет 10—30%, а на базе 1 млн. циклов — 7—20%. [c.230]

Влияние на усталостную прочность механического полирования и шлифования абразивной лентой с предшествующей ЭХО, а также деформационного упрочнения гидро- и виброгалтовкой после ЭХО определяется главным образом наклепом поверхностного слоя. [c.231]

Объемное содержание стекловолокна в материале У/=60%. На рис. 6.54 приведены результаты испытаний на усталость при пульсирующем растяжении. Из приведенных данных видно, что с увеличением угла, образованного основным направлением волокна и направлением приложения нагрузки, прочность материала падает. Здесь следует отметить экспериментальные исследования Эндо и др. [6.50], которые использовали слоистые пластины из полиэфирной смолы, упрочненные стеклотканью с атласным переплетением. В ходе исследований менялся угол между основным направлением волокна и направлением изгиба, было установлено, что процесс развития усталости зависит от указанного угла. На рис. 6.55 приведены результаты испытаний на усталостное растяжение при пульсирующей нагрузке [6.41]. Испытания проводились на слоистых пластинах, состоявших из полиэфирной смолы и стеклоткани из ровницы. Из приведенных данных видно, какое влияние на получаемые результаты оказывает среда проведения испытаний. Интересно отметить, что [c.194]

Хейфец С. Г., Влияние абсолютных размеров на усталостную прочность поверхностно-упрочненных стальных деталей, Сб. Усталостная прочность стали , Машгиз, 1951. [c.192]

На машинах ЦНИИТМАШа можно определять предел выносливости сварных соединений на крупных гладких и ступенчатых валах диаметром от 150 до 200 мм, а также экспериментально изучать влияние масштабного фактора, концентраторов напряжений, термической обработки, состава и структуры стали и поверхностного упрочнения на предел выносливости крупных валов. Например, с помощью машины У-200 определено влияние размеров (диаметра d образца) на изменение предела выносливости (коэффициента К изменения предела выносливости) в зависимости от однородности металла. Как показано на рис. 70, в неоднородном металле, каким является литая сталь (кривая 2), влияние размеров на усталостную прочность выражается в значительно большей степени, чем в однородных металлах, например прокатанной стали (кривая I). [c.246]

Усталостные испытания зубьев на изгиб позволяют оценить влияние вида материала, характера термической обработки и упрочнения поверхности на предел выносливости и долговечность зубчатых колес. Эти испытания дают возможность также выявить влияние конструктивных особенностей на прочность н долговечность зубчатых колес и обнаружить причины преждевременных поломок. [c.274]

Влияние поверхностного упрочнения чугуна на его усталостную прочность [c.150]

Влияние температуры и продолжительности процесса на получаемую глубину цианированного слоя приведено в табл. 23. Этот метод поверхностного упрочнения применяется для нагруженных шестерен (автомобильных и тракторных) коробки передач и заднего моста, причем, кроме повышения износостойкости и усталостной прочности шестерен, их деформации получаются минимальными. [c.689]

Таким образом, применение поверхностного наклепа чеканкой привело в данном случае к полному устранению влияния галтели на усталостную прочность вала. Изломы упрочненных образцов (рис. 2) происходили вне галтелей (улучшенная сталь или в галтелях (нормализованная [c.248]

Во многих случаях поверхностным пластическим деформированием удается полностью нейтрализовать неблагоприятное влияние концентрации напряжений, вызываемой резьбой, на усталостную прочность резьбовых деталей. Следует отметить, что при испытаниях на усталость резьбовых деталей с упрочненными впадинами во многих случаях наблюдали разрущение вне резьбовых участков или в резьбе, но не по дну впадины, а с боковой поверхности зуба. [c.252]

Кудрявцев И. В. и Новиков В. Н. Влияние поверхностной закалки и цементации на усталостную прочность и ударную вязкость конструкционных сталей. В сб. Упрочнение машиностроительных сортов стали поверхностной обработкой , ЦНИИТМАШ, кн. 10, М Машгиз, 1947. [c.275]

Нестационарность нагружения. Фактических данных по влиянию нестационарности циклического нагружения на усталостные свойства титановых сплавов еще очень мало. В работе [75] было оценено влияние циклических перегрузок на усталостную прочность сплава титана ПТ-ЗВ и стали марок 15 и Ст4. Автор работы пришел к выводу, что у испытанных материалов, которые имели близкий предел выносливости, одинаковые кратковременные циклические перегрузки могут приводить к упрочнению и разу- [c.162]

Особое место в изучении явлений усталости занимают сварные соединения из высокопрочных сталей. Влияние сварочного процесса на изменение свойств основного материала в этом случае может быть особенно сильным. Опасность образования сварочных трещин также увеличивается для высокопрочных сталей. Во многих случаях применение высокопрочных сталей взамен мягкой стали не является рациональным. Между тем стремление облегчить конструкцию или увеличить ее несущую способность заставляет искать способы, обеспечивающие достаточно высокую усталостную прочность для конструкций из высокопрочных сталей. Ряд таких средств изыскан и успешно применяется в практике (предварительный и сопутствующий подогрев, рациональный выбор электродов, строгое регламентирование удельных тепло-затрат, упрочнение сварных соединений пластическим деформированием и тепловыми обработками и др.). [c.4]

Авторами совместно с другими исследователями было изучено влияние поверхностного упрочнения на усталостную прочность сплава ВТЗ-1. [c.292]

Данных о влиянии ТМО на усталостную прочность сталей недостаточно. Анализируя работы [11, 66, 84], можно отметить некоторые особенности усталостного разрушения термомеханически упрочненной стали (в основном после низкотемпературной термомеханической обработки). Эти особенности заключаются в том, что зависимость предела выносливости от временного сопротивления сохраняется и при значениях последнего, превышающих 1300—1400 МПа. Другая особенность заключается в том, что после ТМО остаточный аустенит незначительно влияет на предел выносливости [70]. [c.87]

Величина и знак остаточных напряжений после механической обработки зависят от обрабатываемого материала, его структуры, геометрии и состояния режущего инструмента, от эффективности охлаждения, вида и режима обработки. Величина остаточных напряжении может быть значительной (до 1000 МПа и выше) и оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики деталей машин, их износостойкость и прочность. Выбором метода и режима механической обработки можно получить поверхностный слой с заданной величиной и знаком остаточных напряжений. Так, при точении закаленной стали 35ХГСА резцом с отрицательным передним углом 45° при скорости резания 30 м/мин, глубине резания 0,2-0,3 мм было получено повышение предела выносливости образцов на 40-50% и обнаружены остаточные сжимающие напряжения первого рода, доходящие до 600 МПа [25]. При шлифовании закаленной стали в поверхностном слое были обнаружены остаточные сжимающие напряжения до 600 МПа [26]. В некоторых случаях напряжения первого рода создаются намеренно в целях упрочнения. Например, для повышения усталостной прочности. Такой эффект получают наложением на поверхностный слой больших сжимаюп их напряжений путем обкатки поверхности закаленным роликом или обдувкой струей стальной дроби. Такой прием позволяет создать остаточные напряжения сжатия до 900-1000 МПа на глубине около 0,5 мм [25]. [c.42]

Несгационарность нагружения. При эксплуатации конструкций отдельные детали часто подвергаются нестационарным циклическим нагрузкам. Фактических данных по влиянию нестационарности циклического нагружения на усталостные свойства титановых сплавов мало. Автор работы [ 166] определял влияние циклических перегрузок на усталостную прочность сплава титана ПТ-ЗВ и стали марок 15 и Ст4. Он пришел к выводу, что у материалов, которые имели близкий предел выносливости, одинаковые кратковременные циклические перегрузки могут приводить и к упрочнению, и к разупрочнению, однако закономерности при этом не установлено. Сплав ПТ-ЗВ показал наименьшую чувствительность к перегрузкам. И.В. Козлов, Н. И. Вассерман и др. [ 167] провели исследования усталостной прочности образцов диаметром 10 мм сплава ВТ6 (Ов = 680 МПа, 5 = 16 %, 0= 49 %) при нестационарном нагружении круговым изгибом. Испытание большого количества образцов каждой партии позволяло с достаточной достоверностью проводить статистический анализ результатов и получать вероятностную картину предела выносливости при заданном числе циклов. Это дало возможность исключить влияние на получаемые усталостные характеристики естественного разброса при испытаниях. Прежде всего было определено действие предварительного нагружения циклическими напряжениями ниже стационарного предела выносливости на вторичный предел выносливости (рис. 108). Из рис. 108 видно, что предварительное нагружение сплава ВТ6 приводит к заметному повышению вторичного предела выносливости, несколько большего в области малой вероятности разрушения. [c.172]

Таким образом, вторичные кривые усталости, полученные экспериментально посредством предварительных циклических нагрузок, дают значения остаточной долговечности для последующих одноступенчатых нагрузок. Положение и форма вторичных кривых усталости в значительной степени определяются процессами развития усталости в материале, в частности упрочнением, разупрочнением и распространением трещины. Представленный здесь метод расчетов с помощью вторичных кривых усталости позволяет учитывать эти фазы развития усталости в расчете на долговечность. Так, расчетный метод в своей простейшей форме учитывает разупроч-няемость, влияние последовательности ступеней нагрузки, влияние объема периодических спектров нагрузок, а также снижение первоначальной усталостной прочности, если при заданной точке пересечения всех кривых о — /V вторичные кривые усталости во время нагружения поворачиваются по часовой стрелке. Если наряду с разупрочнением требуется произвести расчет возникающих в процессе развития усталости упрочнения или фазы распространения трещины, тогда на основе результатов определенных двухступенчатых опытов принимается несколько используемых последовательно точек поворота. [c.324]

Электроэрозионная обработка имеет ограниченное применение для обработки силовых деталей авиационных и ракетных двигателей из жаропрочных сплавов. Но поскольку в некоторых случаях этот метод применяется, например, для обработки лопаток турбин за одно целое с диском в ТНА, то следовало выяснить состояние поверхностного слоя и его влияние на усталостную прочность. Исследование показало, что поверхностный слой сплава ЭИ437А после электроэрозионнрй обработки и последующей термообработки (см. табл. 3.6, режим 35) имеет глубину упрочненного слоя до 35—50 мкм. Интенсивность упрочнения поверхностного слоя при этом незначительна и составляет примерно 13—15%. Такая глубина и степень упрочнения поверхностного слоя связаны с особенностями физико-химических процессов электроэрозионной обработки высокими мгновенными температурами на отдельных участках обрабатываемой поверхности, насыщением поверхностного слоя, преимущественно по границам зерен, углеродом из рабочей жидкости (керосина) и образованием в нем карбидов хрома и титана [1 ]. [c.109]

Изменение сопротивления усталости при значении остаточной деформации больше оптимальной существенно зависит от базы испытания. С увеличением базы испытания при данной температуре отрицательное влияние деформационного упрочнения от увеличения остаточной деформации на характеристики усталости возрастает. Например, при значении остаточной деформации 6% в зависимости от базы испытания 1 млн., 10 млн. и 100 млн. циклов, относительное снижение сопротивления усталости деформированного сплава ЭИ617 при 800° С по сравнению с сопротивлением сплава в исходном недеформированном состоянии составило соответственно 5 15 и 25%. По сравнению с сопротивлением усталости сплава при оптимальной остаточной деформации 6 = 1% для данной температуры эти изменения равнй соответственно 9— 11, 17—18 и 23—33%. В связи с этим при данной температуре в зависимости от базы испытания изменяется и интервал остаточной деформации, при котором сохраняется положительный эффект деформационного упрочнения на усталостную прочность. Так, при 800° С и базах испытания 1 млн., 10 млн. и 100 млн. циклов деформационное упрочнение обеспечивает положительный эффект соответственно при значениях остаточной деформации до б = 6 4 и 2%. [c.199]

Основными параметрами качества поверхностного слоя, определяющими характер влияния технологических факторов на усталость лопаток, являются глубина и степень наклепа, так как шероховатость поверхности обычно соответствует 9-му классу независимо от метода изготовления их. Если упрочнение образцов виброгалтовкой и гидродробеструйной обработкой (режимы 94—95) снижает усталостную прочность при 450° С, то при комнатной температуре в лопатках 3-й ступени ротора компрессора изделия Б этот же наклеп по сравнению с ЭХО повышает сопротивление усталости на 30—45% (база испытания 20 млн. циклов). [c.212]

Наибольшее влияние на степень упрочнения при накатке имеет давление ролика или шарика на обрабатываемую поверхность. При накатке шлифованных образцов из стали 40 при давлении 20 кгс/см усталостная прочность повысилась на 15%, а при давлении 40 кгс/мм — на 23%. Максимальное давление при накатывании р = (1,8-ь2,1) стт кгс/мм , где От—предел текучести обрабатываемого Материала. Чрезмерно высокое давление при накатывании, так же как и слишком малая подача и, особенно, увеличение числа проходов могут привести к перенаклепу, шелушению поверхности и снижению напряжений в поверхностном слое. [c.108]

Балтер М. А. Влияние структуры стали на усталостную прочность после поверхностного упрочнения наклепом. — Металловедение и термическая обработка металлов , 1971, № 3, с. 47—50. [c.232]

Поверхностный наклеп. Как показали последние исследования, наклеп поверхности для титана болёе эффективен, чем для стали. Если для стали основная польза от наклепа заключается в создании сжил/ающих поверхностных напряжений, то для титановых сплавов имеет еще большее значение повышение прочности и однородности механических свойств поверхностных слоев. Часто поверхностный наклеп титана необходим, чтобы снять неблагоприятное влияние предшествующей поверхностной обработки (шлифование, травление и др.). В настоящее время разработаны самые разнообразные методы механического упрочнения поверхности металлов накатка роликами и шариками, вибродинамиче-ское упрочнение, дробеструй или дробемет, гидропескоструй и галтовка и др. [24, 851. Наибольшее упрочнение и повышение усталостной прочности можно получить накаткой роликами или шариками. В табл. 50 приводятся данные по влиянию обкатки на усталостную прочность сплава ВТЗ-1 [46, 65). [c.180]

Механизмы упрочнения, которые реализуют в кобальтовых сплавах, зиждутся на тщательно соразмеренном соотношении вклада тугоплавких легирующих элементов в твердорастворное и в карбидное упрочнение. И тот и другой вид упрочнения необходим для обеспечения высокотемпературной длительной и усталостной прочности. Карбидные выделения в сильной степени подавляют зернограничное проскальзывание и рост зерен, а также снижают дислокационную подвижность. В интервале 538-816 °С вдоль дефектов упаковки и в зоне их взаимного пересечения происходит активное образование мелкодисперсных вторичных выделений Mjj j, оказывающих сильное разнонаправленное влияние на прочность и пластичность. Зернограничные карбидные выделения подавляют зернограничное проскальзывание при Т>982 °С. Роль твердорастворного упрочнения при участии тугоплавких легирующих элементов возрастает, коль скоро упрочняющее влияние внутризеренных карбидных выделений снижается в результате их срастания. [c.206]

Данные испытаний на усталость сплавов [535—537 и др.] и элементов конструкций [538] указывают на наличие корреляции между долговечностью и технологической наследственностью. Нами проведен анализ влияния различных видов технологических обработок на сопротивление усталости алюминиевого сплава АВТ-1. После обработки полуфабриката фрезерованием и последующей термообработки (искусственное старение при 200° С в течение 2 ч) предел выносливости снижается до 90%, а долговечность — в 3 раза. Виброупрочнение дробью, как и предполагалось, сопровождается увеличением усталостной долговечности, особенно значительным при низких амплитудах напряжений. Аналогичный эффект наблюдается и при виброударном упрочнении [535]. Термообработка после виброударного упрочнения (нагрев до 200° С, выдержка 2 ч) хотя и вызьшает снижение технологических остаточных напряжений в 2 раза, но практически полностью снимает эффект упрочнения [535]. Локальные технологические нагревы при диаметре пятна меньше 10 мм при 200°С в течение 10, 30, 60, 80 мин не оказывают влияния на статическую прочность. Увеличение температуры нагрева до 480°С с выдержкой 15 мин приводит к изменению микроструктуры в поверхностном слое, сопровождаемому снижением Од до 50% и относительного удлинения е на 20%. [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...