Упрочнение — Влияние на усталостную

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 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]

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]

Упрочнение — Влияние на усталостную прочность 602—604 [c.695]

Применение поверхностных методов механического упрочнения существенно снижает действие концентраторов и может полностью устранить их вредное влияние на усталостную прочность. При совместном действии концентрации напряжений и поверхностного упрочнения наиболее вероятно, что не будет происходить изменение угла наклона кривых усталости и смещение точки их перелома. [c.96]

Практически во всех нормах и методиках расчета зубчатых передач на прочность значения рекомендуется устанавливать на основе обкаточных испытаний зубчатых колес на стендах (чаще с циркулирующим потоком замкнутой мощности) или на пульсаторах. В некоторых случаях при оценке допускаемых напряжений продолжают использовать значения базовых пределов выносливости, полученных модельными испытаниями на изгиб гладких или надрезанных (с концентраторами различной формы) образцов. Это во многом вызвано отсутствием в настоящее время достаточного количества экспериментальных данных, полученных испытаниями при обкатке зубчатых колес из различных материалов, способов упрочнения и режимов нагружения (чередования уровней и частотных характеристик нагрузок). Следует отметить, что в последующем усталостные испытания гладких и надрезанных образцов могут с успехом использоваться как дополнительные данные к результатам испытаний зубчатых колес для полной оценки влияния на усталостную прочность различных факторов конструктивных (форм и размеров концентраторов напряжений), технологических (способов упрочнения и параметров упрочненного слоя) и эксплуатационных (режимов нагружений) при тщательном соблюдении условий моделирования. [c.106]

На усталостные свойства оказывают влияние и другие технологические отклонения (режимы термической и механической обработки, сварки, процессов упрочнения и т. п.). [c.151]

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]

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]

В поверхностно-упрочненном материале при усталостном разрушении на воздухе часто наблюдается образование подповерхностных очагов. При испытании упрочненных материалов в коррозионной среде в общем случае не наблюдается снижения долговечности по отношению к сухой усталости. Объясняют это тем, что в начальный момент разрушения, когда фактор среды сказывается наиболее сильно, параллельно идут два процесса зарождение и рост трещин при чисто усталостном механизме с образованием подповерхностного очага и зарождение на поверхности трещин коррозионного происхождения [76]. Совместное участие среды и механического фактора наблюдается лишь после соединения этих трещин, т. е. в такой стадии повреждения материала, когда основное влияние на развитие трещины оказывает механический фактор. [c.131]

Если рассматривать остаточные напряжения сжатия, возникающие при поверхностном пластическом деформировании, как средние напряжения цикла, то их влияние на сопротивление усталости упрочненных деталей, выражающееся в существенном увеличении разрушающих напряжений, может быть также объяснено увеличением области существования нераспространяющихся усталостных трещин. Действительно, общая диаграмма изменения пределов выносливости сталей, подверженных поверхностному наклепу, хорошо согласуется с экспериментальной диаграммой влияния средних напряжений цикла на область существования нераспространяющихся усталостных трещин. [c.94]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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

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

Объяснение такого явно противоположного действия поверхност-но-активных веществ на усталостную прочность стали состоит в том, что в первом случае основное влияние адсорбции заключается в облегчении выхода дислокаций на поверхность, чем она способствует рассасыванию локальных упрочнений, т. е. в этом случае действует внешний адсорбционный эффект. Во втором случае основное влияние адсорбции заключается в облегчении роста дефектов (в расклинивании ультрамикроскопических трещин), что и ведет к снижению выносливости при этом проявляется внутренний адсорбционный эффект. [c.55]

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]

Учитывая приведенные выше данные, а также результаты других исследований, можно сделать некоторые выводы о влиянии мартенситного превращения в процессе малоцикловой усталости на закономерности циклического упрочнения, зарождение и распространение усталостных трещин и, в конечном итоге, на долговечность метастабильных аустенитных сталей. [c.241]

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]

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]

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]

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]

Подача при накатывании назначается с учетом обеспечения равномерного пластического деформирования всей поверхности. Без уш,ерба для качества она может изменяться в довольно широких пределах и выбирается, как правило, с учетом размеров и формы ролика, величины прикладываемой силы, а также требований к производительности процесса. Скорость при накатывании не оказывает суш,е-ственного влияния на результаты и лимитируется только размерами и конфигурацией деталей, возможностью появления вибраций и т. п. В большинстве случаев накатывание проводится за один проход, редко за два. Эффективность последующих проходов с точки зрения усталостного упрочнения, невелика. В отдельных случаях они могут назначаться только для улучшения микрогеометрии поверхности и тогда проводятся с меньшими нагрузками и подачами. [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]

Научная и практическая актуальность проблемы исследования физических закономерностей пластической деформации и разрушения поверхностных слоев твердого тела обусловлена тем обстоятельством, что свободная поверхность, являясь специфическим видом плоского дефекта в кристалле, оказьтает сзш1ественное влияние на его физико-механические свойства, в частности на упругую стадию деформирования, предел пропорциональности и предел текучести на общий характер кривой напряжение—деформация и различные стадии деформационного упрочнения (на коэффициенты деформационного упрочнения и длительность отдельных стадий) на процессы хрупкого и усталостного разрушения, ползучести, рекристаллизации и др. Знание особенностей и основных закономерностей микродеформации и разрушения поверхностных слоев материалов необходимо не только применительно к обычным методам деформировани (растяжение., сжатие, кручение, изгиб), но и в условиях реализации различного рода контактных воздействий, с которыми связаны многочисленные технологические процессы обработки материалов давлением (ковка, штамповка, прокатка и др.), а также процессы трения, износа, схватывания, соединения материалов в твердой фазе, поверхностных методов обработки и упрочнения, шлифования, полирования, обработки металлов резанием и др. [c.7]

ДО 60 мкм. Именно эти факторы в сочетании с малой пластичностью поверхностного слоя оказали решающее влияние на сопротивление усталости хвостовиков. Кроме того, следует отметить, что при поверхностном упрочнении деталей из жаропрочных сплавов даже при сравнительно низких температурах (бОО. .. 700° С) имеет место более интенсивное окисление поверхности. Обедненный легирующими элементами поверхностный слой под действием статических и знакопеременных нагрузок растрескивается. В зонах концентрации напряжений эти трещины возникают задолго до полного разрушения детали. Из таких трещин затем образуются усталостные трещины. Как показывают экспериментальные данные, скорость распространения трещин усталости в наклепанном слое значительно выше, чем в ненаклепанном слое с незначительной пластической деформацией. Применение наклепа при ресурсе более 1000 ч может привести к уменьшению несущей способности конструктивного элемента [5]. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...