Способы упрочнения материалов

СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ [c.164]

Основные способы упрочнения материалов следующие горячая обработка давлением, легирование, упрочняющая термическая и химико-термическая обработки, обработка методами холодной пластической деформации. [c.164]

Описанные выше методы повышения прочности легированных сталей обязательно предусматривают обработку металлов давлением, что требует создания мощного оборудования, притом весьма широкого ассортимента, поскольку детали различной конфигурации приходится обрабатывать в их почти окончательном виде. Поэтому в последнее время внимание исследователей все более сосредоточивается на разработке таких способов упрочнения материалов, у которых не было бы указанного выше недостатка и которые позволили бы снизить стоимость обработки сталей. Одним из таких способов упрочнения является термомагнитная обработка. [c.89]

Новый способ упрочнения - гидростатическое прессование (объемная штамповка, экструзия) металла при сверхвысоком давлении. В условиях всестороннего сжатия при таких давлениях резко повышается пластичность даже самые твердые и хрупкие материалы (интерметаллиды, карбиды, бориды, керамика) приходят в состояние текучести и легко заполняют формы. В процессе обжатия происходит повышение прочности и вязкости, которое не теряется и при последующем отжиге металла. Так, например, прочность молибденовых сплавов увеличивается в 2 — 3 раза, вязкость в 15 — 20 раз, пластичность в 10 раз. Гидростатическое прессование используется и как способ упрочнения, и как способ точной обработки наиболее труднодеформируемых материалов. [c.178]

Большинство современных методов упрочнения материалов основано на другом способе. Для упрочнения кристалла с дефектами в решетке можно создать условия, при которых перемещение дефектов в кристалле затрудняется. Препятствием для перемещения дефектов в кристалле могут служить другие дефекты, специально созданные в кристаллической решетке. Так, для увеличения прочности ста.1и применяется легирование стали — введение в расплав небольших добавок хрома, вольфрама и других элементов. Внедрение атомов чужеродных элементов в решетку кристаллов железа затрудняет перемещение линейных дефектов при деформации кристаллов, прочность стали повышается при этом примерно в три раза. Дополнительные дефекты в кристаллической решетке создаются при протяжке, дробеструйной обработке металлов. Эти виды обработки могут повышать прочность материалов примерно в два раза. [c.93]

Так же, как и высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) сталей (см. гл. III), данный способ упрочнения основывается на сохранении в материале такого структурного состояния, которое возникло при пластической деформации в области высоких температур. Однако, в отличие от ВТМО, данный способ не связан с обязательным фазовым превращением (например, мартенситным в случае закаливающихся сталей) и может быть осуществлен на материалах, не претерпевающих фазового перехода при охлаждении (аустенитные стали, некоторые жаропрочные сплавы, чистые металлы и др.). Применяемое в этом случае для сохранения полученного структурного состояния быстрое охлаждение от высоких температур (закалка) предназначается для предотвращения развития рекристаллизации в наклепанном материале через зарождение и рост новых зерен [70], а не для фиксации полученной дислокационной структуры в новой фазе. [c.44]

Ниже будет рассмотрена каждая из этих обработок, а также некоторые другие способы упрочнения, эффективно повышающие прежде всего статическую прочность конструкционных материалов. [c.52]

Рассмотренные в настоящей книге пути повыщения прочности металлов и конкретные способы упрочнения позволяют сделать вывод, что используемые металлические материалы обладают большим резервом прочности, реализация которого возможна при дальнейшем углубленном теоретическом анализе получаемых результатов по влиянию факторов на прочность и их использовании для разработки наиболее эффективных методов упрочнения. [c.110]

Вначале специалистам предлагается выбрать наиболее перспективную конструкцию в зависимости от назначения. Затем они должны указать наиболее важные технологические, эксплуатационные и механические свойства материалов, определяющие работоспособность и надежность конструкции. На основании указанных свойств предлагается выбрать материал, указать его структуру и способ упрочнения. [c.220]

Высокая эффективность способа как средства повышения усталостной прочности деталей. Срок службы многих деталей, работающих при ударном и переменном нагружении, которые лимитируют работу машин, вследствие поверхностного упрочнения увеличивается в несколько раз сокращается потребность в запасных частях, резко снижается выход машин из строя вследствие усталостного разрушения деталей. При равной или даже несколько повышенной долговечности, после упрочнения можно повысить допустимые нагрузки, в первую очередь, для деталей, имеющих концентраторы напряжений (канавки, галтели, отверстия). Применение этого способа упрочнения расширяет возможности конструкторов в использовании более технологичных и конструктивных решений (например, галтелей малого радиуса вместо переменного или большого радиуса), в выборе материалов для деталей, сварных конструкций и гальванических покрытий, повышающих износостойкость и т. д. К таким покрытиям относится, например, хромирование, которое без поверхностного наклепа снижает усталостную прочность. Наряду с усталостной прочностью во многих случаях повышается износостойкость деталей и стабилизируются по своей прочности неподвижные посадки. [c.94]

Для испытания червячных передач ЦНИИТМАШ использовал установку, с помощью которой определяли износ и изменение к. п. д. червячных передач в зависимости от нагрузки крутящим моментом М и отношения мощности N к частоте вращения п при различных сочетаниях материалов червячной пары и различных способах упрочнения. Результаты испытаний приведены на рис. 83. Кривые 1, 2 я 3 характеризуют изменение [c.277]

Люди давно подметили, что прочность зависит от различных факторов, и, применяя прогрессивные способы изготовления материалов, добились значительного повышения этой характеристики. Но мы овладели еще далеко не всеми способами упрочнения, а в повышении прочности материалов скрыты очень большие резервы. И вообще современное машиностроение еще не использует всех качеств, которыми обладают материалы. [c.142]

С конструктивной стороны на долговечность деталей оказывает влияние выбор материалов взаимодействующих частей, наличие или отсутствие возможности осуществления жидкостной смазки, степень равномерности распределения давления, скорость перемещения деталей и др. С технологической стороны на увеличение долговечности деталей влияют различные способы упрочнения поверхностей (например, закалка поверхностного слоя деталей токами высокой частоты, различные металлопокрытия). [c.272]

Прогрессивным способом упрочнения поверхности лопаток паровых турбин в настоящее время считается упрочнение электроискровым способом [Л. 5, 37 и 40]. Сущность этого способа упрочнения поверхностного слоя заключается в том, что под действием искрового разряда, возникающего между электродом и лопаткой, происходит оплавление небольших участков электрода и детали и одновременно перенос материала электрода на деталь. Перенесенный материал электрода, смешиваясь с оплавленным материалом лопатки, образует легированный слой на ее поверхности. Этот твердый [c.79]

Быстрый рост машиностроительной промышленности немыслим без постоянного совершенствования технологии, механизации и автоматизации производственных процессов, улучшения конструкции машин и их качества, постоянного повышения культуры производства, дальнейшего развития стандартизации, нормализации и унификации деталей, узлов и машин, а также специализации, кооперирования, концентрации и комбинирования предприятий, совершенствования организации производства и труда, рационального использования материальных и трудовых ресурсов. Чтобы справиться с этими задачами, машиностроители должны повседневно совершенствовать производство, искать и находить скрытые резервы, экономно расходовать материалы, внедрять новые высокоэффективные способы обработки материалов, применяемых при производстве машин и оборудования, а также современные методы поверхностного упрочнения деталей. [c.3]

При конструировании и изготовлении машин, механизмов, оборудования машиностроители должны обеспечить снижение веса машин на единицу мощности, широко внедрять новые высокоэффективные способы обработки материалов и получения заготовок с минимальными припусками, современные методы поверхностного упрочнения деталей оборудования. [c.3]

На основе установленных закономерностей, определяющих зависимость износостойкости материалов в условиях работы деталей подвижного состава, разработаны способы упрочнения против износа деталей различных узлов. [c.218]

Традиционные способы упрочнения (термообработка, химико-термическая обработка) деталей, изготовленных из порошковых материалов, не всегда могут обеспечить их комплексное повышение долговечности. Так, напри.мер, це.ментация с последующей закалкой повышает их износостойкость, но снижает прочность за счет резкого увеличения хрупкости, что не может не отразиться на эксплуатационных свойствах деталей машин, часто работающих в условиях высоких динамических нагрузок. К тому же эти методы требуют сложного специального оборудования. [c.140]

Материалы червяков, виды термической обработки и другие способы упрочнения, а также технология их изготовления такие же, как у червяков экструдеров. [c.688]

Практическая актуальность проблемы, которой посвящена данная работа, заключается в том, что знание основных физических закономерностей поведения поверхностных слоев материалов как ниже, так и выше температурного порога хрупкости позволяет рекомендовать практике научно обоснованные методы обработки, упрочнения и формоизменения материалов, а также сформулировать Основные критерии и принципы методов локализации, интенсификации и управления кинетикой микропластической деформации применительно к оптимизации ряда технологических процессов (шлифовка, полировка, поверхностные способы упрочнения и обработки материалов, способы твердофазного соединения материалов и др.). [c.6]

Таким образом, цементация как способ упрочнения на исследованном классе материалов не дала ожидаемых положительных результатов по повышению уровня механических свойств. [c.187]

Материалы, их твердость и способы упрочнения поверхностей деталей штампов кривошипных горячештамповочных прессов, горизонтально-ковочных машин и винтовых прессов приведены в табл. 3. [c.556]

Поверхностное упрочнение режущих кромок с помощью лазера. К числу новых перспективных способов поверхностного упрочнения материалов следует отнести термическую обработку с помощью оптических квантовых генераторов (лазеров). Для термической обработки рекомендуется применение газовых лазеров мощностью 1—5 кВт. При лазерной обработке в большом диапазоне скоростей перемещения луча на поверхности образцов достигается температура, достаточная для перекристаллизации, [c.469]

Было замечено, что у всех материалов, упрочняющихся наклепом, твердость поверхности возрастала. Впоследствии это было подтверждено испытаниями, проведенными в Мичиганском университете [73] и в СССР [6, 23]. Всего было испытано около сотни разных металлов, причем у некоторых образцов твердость поверхности под действием кавитации, по-видимому, становилась более высокой, чем можно было достичь любым другим способом упрочнения поверхности того же материала. В ряде случаев наблюдалась пластическая деформация поверхности и ее разрушение, вызванное, по-видимому, очень большой нагрузкой после потери материалом пластичности под действием повторяющихся ударов. По-видимому, в результате упрочнения наклепом иногда образовывался слой материала, [c.431]

Перечисленные детали кранов и их соединения восстанавливают следующими основными способами способ пластических деформаций сварка и наплавка электроискровая обработка пайка металлизация электролитический способ нанесения слоя металла способ упрочнения деталей использование эпоксидных смол, применение полимерных материалов. [c.273]

Эти способы упрочнения основаны на получении поверхностных сжимающих напряжений за счет неоднородной упруго-пластической де< юрмации (растяжения поверхностных слоев детали) в зоне контакта детали и цилиндрического или сферического инструмента (ролика, шарика, дорна и т. п.) или рабочего тела (например, дроби). Деформирование поверхностных слоев облегчается при скольжении или качении прижатого инструмента по поверхности детали, так как за счет сил трения увеличивается интенсивность напряжений в зоне контакта. Для повышения стойкости инструмента его изготовляют из более прочного материала, чем обрабатываемая деталь. Эффективным оказывается использование материалов с высоким модулем упругости. Дробь изготовляют и из менее прочного материала (чугун, стекло, неметаллы и др.), так как в момент соударения она работает в условиях сжатия. [c.645]

Количество добавляемых твердых частиц обычно составляет 3—15% (объемн.). Известны следующие способы получения дисперсионно-упрочненных материалов [c.504]

Довольно широкое распространение имеет способ получения дисперсионно упрочненных материалов из расплавленного жидкого сплава. Смесь исходных материалов нагревают до температуры, при которой один или оба компонента расплавляются и вступают в химическое взаимодействие. Расплав охлаждают со скоро- [c.506]

Таким образом, специфическое поведение поверхности в процессах пластической деформации при различных способах упрочнения материалов уже давно привлекает внимание многих исследователей. Однако несмотря на длительное время исследования этого вопроса, а также большие успехи, достигнутые физикой прочности и пластичности с использованием аппарата теории дислокаций и современных металлофизических методов исследования, особенности поведения поверхностных слоев в процессе макроскопического деформирования остаются еще до конца не решенными. Прове-деннью к настоящему времени исследования и существующие по этому вопросу публикации все еще не дают достаточно точных сведений о физических закономерностях поведения поверхностных слоев при различных способах макро- и микродеформирования. Более того, данные этих исследований часто противоречат друг другу, что свидетельствует о сложности и многообразии влияния поверхлостного слоя на характер макропласти-ческого течения материалов. [c.4]

Использование технологий модификации первого поколения [165, 166 , основанных на однократном или многократном однотипном внешнем воздействии потоками тепла, массы, ионов и т.д., не всегда обеспечивает требуемые показатели износостойкости материалов при высоких температурах, контактных давлениях и действии агрессивных сред. Поэтому расширение области применения и эффективности методов модификации металлов и сплавов для их использования в экстремальных условиях эксплуатации связано с созданием комбинированных и комплексных способов упрочнения, сочетающих достоинства различных технологических приемов. Существует несколько базовых способов унрочнения, эффективность которых в сочетании с другими методами подтверждена производственной практикой [165, 166]. К таким методам относятся ионно-плазменное напыление, электроэрозионное упрочнение, поверхностное пластическое деформирование, а также термическая обработка. Модификация структуры и свойств материалов при этом происходит за счет сочетания различных механизмов, отличающихся физико-химической природой. На этой основе разрабатываются H(3BE)ie варианты технологий второго поколения, вклю-чаюЕцие двойные, совмещенные и комбинированные нроцессы [166-169], в которых применяются потоки ионов, плазмы и лазерного излучения. К данному направлению относятся обработка нанесенных [c.261]

Содержание учебного пособия отражает итоги многолетних исследований авторов в области создания новых антифрикционных материалов и разработки методов и технологий модификации триботехнических свойств конструкционных и инструментальных материалов. Некоторые оригинальные разработки авторов легли в основу новьгх способов упрочнения с использованием ионных и электронных пучков. Приведенные результаты исследований по проблемам трибомате-риаловедения и высокоэнергетических триботехнологий модифицированных материалов неоднократно обсуждались на различных научных форумах и получили поддержку специалистов. Однако ряд вопросов, затрагиваемых в предлагаемом учебном пособии, остаются предметом дискуссий, изучения и дальнейших исследований. [c.269]

Композиционные материалы классифицируются по матрице и пО способу получения материала. Различают композиционные материалы с металлическими, полимерными, углеродными п керамическими матрицами. Известны также композиции с несколькими матрицами. По способу упрочнения композиционные материалы разделяют на слоистые, волокнистые, дисперсноупрочняемые, эвтектические с направленной кристаллизацией. [c.78]

В статье Гарднера (Л. 22] еще в 1932 г. сообщалось об успещном применении накладок из твердых. материалов (вольфрамовая сталь), припаянных на передние кромки рабочих лопаток колес со стороны спинки лопатки. Накладки укрепляются только на наиболее подверженных эрозии периферийных частях лопаток (см., например, рис. 40,6). Уже в то время применялись профилированные накладки с переменной по высоте лопатки толщиной. Гарднер сообщает об экспериментах, в процессе которых было найдено, что установка таких накладок практически не влияет на к. п. д. турбины. Он считал целесообразным применять защитные накладки на передних кромках лопаток одновременно с устройствами для удаления конденсата из проточной части турбины. Эта рекомендация не потеряла своей актуальности и до настоящего времени. В [Л. 5] указывается, что практически единственной эффективной мерой борьбы с эрозией лопаток последних ступеней паровых турбин является экспериментально проверенная система влагоудаления в комбинации с накладками из сверхтвердых сплавов или другими способами упрочнения передних кромок лопаток. Наилучшим материалом для упрочняющих накладок считается в настоящее время стеллит № 1, содержащий 62% кобальта, 25% хрома н 7% вольфрама. Этот материал поддается обработке и не утрачивает твердости в случае припаивания накладки к лопатке. Однако такой способ упрочнения лопаток может служить причиной образования трещин [Л. 5]. [c.79]

Классификация и технологические возможности способов упручняю-щей обработки рабочих поверхностей деталей, рассмотренных в гл. VIII и настоящей главе, приведены в работе [4]. Ниже кратко освещены способы упрочнения рабочих поверхностей деталей путем нанесения на их рабочие поверхности металлических и неметаллических материалов с высокими эксплуатационными свойствами. [c.283]

Кроме ул -чшенных методов изготовления керамики, способствующих уменьшению числа дефектов структуры, разрабатываются новые способы упрочнения керамики за счет торможения роста тех трещин, которые возникают при растяжении или сдвиге Один из таких способов основан на структ рно. 1 превращении (рис. 13.1,а), в результате которого повышается вязкость В нем используется свойство кристалла диоксида циркония ZrOj увеличивать свой объем на 3 - 5% и изменять структуру под действием напряжения, возникающего на конце распространяющейся трещины. Трещина, приближаясь к включенным в керамическ "ю матрицу зернам 2Юг, вызывает их расширение. Результатом этого расширения является локальное сжатие прилегающей к зерну зоны керамической матрицы. Растущая трещина оказывается сжатой в точке роста, что мешает ее дальнейше.му увеличению. Кристаллические зерна ZrOa вводят во многие керамические материалы, что значительно повышает их вязкость. [c.156]

Еще одинм широко известлым способом упрочнения (о котором, правда, не заходила речь в этой книге) является наклеп — упрочиеиие, которое испытывает металл в результате специально проводимой пластической деформации.. Нам он, однако, не подходит, так как наклепанные материалы резко раз-упрочняются при нагревании в несколько сотен градусов, [c.239]

Прессование — вьщавливание (экструдирование) материала из замкнутой полости контейнера через канал матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого профиля. Прессование используется как способ обработки материалов давлением с целью их упрочнения и (или) производства изделий. [c.123]

Подвижность дислокаций в материале с гетерогенной структурой сильно ограничена. Наиболее эффективные способы упрочнения сплавов связаны с созданием внутренней неоднородности твердого раствора или гетерофазности. [c.307]

В практике машиностроения эмпирическим путем с использованием простейших закономерностей из области трения разработаны расчетные способы и правила, относящиеся к конструированию элементов пар трения при граничной полужидкостной смазке и трении без смазочного материала, к подбору материалов, способам упрочнения поверхностного слоя металла детали и вопросам смазки, ограничиваясь простейшими представлениями о механизме изнашивания. По аналогии с первыми элементарными представлениями о трении считали, что в процессе изнашивания неровности одной поверхности зацепляются за неровности сопряженной поверхности это приводит при скольжении поверхностей к срезанию и выламыванию неровностей. В результате вырывов образуются новые неровности. Так процесс продолжается с выглаживанием поверхностей трения. [c.94]

В настоящее время для борьбы с эрозией деталей гидротурбин применяют различные способы упрочнения, например наплавку рабочих поверхностей деталей более эрозионно-стойкими материалами. В качестве конструкционных материалов для деталей гидротурбин, подвергающихся гидроэрозии, применяют как углеродистые, так и легированные стали мартенситного и аустенит-ного классов, например 35Л, 20ГСЛ, 20Х13НЛ, 12Х18Н9Т и др. [c.15]

При изготовлении дисперсно-упрочненных материалов типа спеченных алюминиевых порошков (САП) путем спекания совместимость алюминия с дисперсным порошком окиси алюминия в определенной степени определяется когерентностью решетки металла и его окиси, однако при таком способе получения жаропрочных материалов существует большая свобода выбора разнообразных упрочняющих фаз для самых различных материалов. Например, дисперсная двуокись тория в равной мере успешно используется для упрочнения меди, кобальта, никеля и их сплавов, циркония, платины, хрома, молибдена, вольфрама и других металлов. Малые добавки дисперсных окислов А 2О3, YgOg, MgO, BeO, ZrO , НЮ и других очень эффективно упрочняют медь, никель и его сплавы титан, цирконий, ниобий, ванадий, хром, уран и другие металлы. [c.120]

Способ упрочнения, сочетающий гидроэкструзию и фазовый наклеп, имеет ряд положительных сторон. Во-первых, не требуется больших деформаций - достаточна степень деформации 30-40%. Во-вторых, мелкозернистая структура фазонаклепанного аустенита с границами, упрочненными выделениями дисперсных легированных карбидов, обладает повышенным запасом пластичности по сравнению, например, со структурой с поЕышенной плотностью равномерно распределенных дислокаций или со структурой дисперсионного упрочнения с высокой плотностью выделений. Кроме того, в этом методе упрочнения повышение пластичности высокопрочного состояния обусловлено появлением мартенсита деформации (трип-эффект). Метод фазового наклепа, который в сочетании со старением и гидроэкструзией позволяет улучшать механические свойства немагнитных материалов, интересен также проявлением сложных физических процессов, сопровождающих прямое и обратное фазовое превращения и определяющих в конечном итоге структурные механизмы высокого упрочнения. [c.244]

Применение пластмассы для моделей, подмодельных плит и стержневых ящиков также позволяет значительно сократить цикл технологической подготовки в литейном производстве. По опыту отечественных и зарубежных заводов наиболее распространенными материалами для изготовления модельной пластмассовой оснастки являются эпоксидные и полиакриловые смолы. Однпм из основных способов упрочнения моделей из пластмассы можно считать армирование их стекловолокном и стеклотканью. Модели из стеклопластиков по свойствам и физико-механическим показателям не уступают металлическим. В условиях машинной формовки пластмассовые модели работают не хуже металличе- [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...