Повышение сопротивления усталости поверхностным пластическим деформированием

ПОВЫШЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ [c.140]

Для повышения сопротивления усталости валов используют различные методы упрочнения поверхностным пластическим деформированием. [c.415]

Повышение сопротивления усталости соединений может быть получено технологическими методами (поверхностным пластическим деформированием — обкаткой роликом, обдувкой дробью и т. п. — подступичной части вала). [c.498]

В современном машиностроении все более широко используются прогрессивные и высокоэффективные методы упрочнения деталей термомеханическая обработка, поверхностное пластическое деформирование и др. Одним из основных факторов повышения сопротивления усталости материалов в результате этих обработок является существенная задержка роста усталостных трещин. [c.5]

Одним из наиболее эффективных и технологически простых средств существенного повышения сопротивления усталости деталей и уменьшения их чувствительности к концентрации напряжений при циклическом деформировании является поверхностное пластическое деформирование (ППД), которое в настоящее время успешно применяют при изготовлении деталей из различных металлических материалов (сталь, чугун, сплавы алюминия, титана, магния, бронзы и латуни, сверхтвердые сплавы и др.). При этом пределы выносливости деталей в зависимости от свойств материалов и применяемых для их обработки режимов поверхностного наклепа могут увеличиваться в 2 раза и более, а долговечность — на порядок и более. [c.138]

До сих пор существуют разногласия о причинах, вызывающих столь благоприятное действие поверхностного пластического деформирования на сопротивление усталости. Одни видят причину повышения предела выносливости в наклепе, который создается при обкатке, другие — в тех остаточных напряжениях сжатия, ко- [c.163]

Известно большое разнообразие высокоэффективных технологических методов поверхностного упрочнения деталей машин, повышающих пределы выносливости в два-три раза и усталостную долговечность - в десятки и сотни раз. К ним относятся методы поверхностного пластического деформирования (ПГЩ), химико-термические (азотирование, цементация, цианирование), поверхностная закалка с нагрева токами высокой частоты или лучом лазера, комбинированные и др. Причинами столь высокого повышения сопротивления усталости являются остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое и повышение механических свойств слоя в результате обработки. Суммарный эффект упрочнения зависит от взаимного расположения эпюр остаточных и рабочих напряжений и сопротивления усталости материала по сечению детали [4, 12]. [c.140]

На основании проведенных исследований и данных практики установлено, что в результате термохимических обработок (цементации или цианирования) сопротивление усталости деталей значительно повышается особенно благоприятны эти обработки для деталей с концентраторами напряжений поверхностный наклеп цементованных или цианированных деталей является средством дополнительного существенного повышения их усталостной прочности поверхностное пластическое деформирование цементованных деталей наиболее эффективно может осуществляться дробеструйным наклепом и обкаткой роликами особенно эффективен метод поверхностного наклепа цементованных или цианированных деталей, усталостная прочность которых понижена из-за грубого шлифования поверхностный наклеп может быть использован как средство устранения полюсных разрушений цементованных зубьев шестерен дополнительное повышение сопротивления усталости цементованных или цианированных деталей путем поверхностного наклепа происходит в связи с благоприятным изменением эпюр остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей. [c.264]

Исследования масштабного эффекта в наплавленных валах до сих пор проводили на сравнительно малых образцах (в пределах до 60 мм по диаметру). Авторами была проведена экспериментальная работа с целью определения сопротивления усталости крупных стальных валов диаметром 180—190 мм в связи с различными видами поверхностных наплавок (рис. 132, а, б), а также возможностью повышения усталостной прочности наплавленных валов за счет поверхностного пластического деформирования. [c.212]

Соединение валов и ступиц (шкивов, колес и др.) часто осуществляют с гарантированным натягом (см. гл. 6). В таких соединениях имеется довольно высокая концентрация напряжений (см. с. ЮЗ). При конструировании валов следует предусмотреть меры по снижению концентрации напряжений вблизи кромок ступиц. Диаметр подступичной части вала для этих же Целей следует увеличивать на 5—10% по отиошению к соседним участкам. Для повышения сопротивления усталости подступичную часть вала желательно упрочнить поверхностным пластическим деформированием. [c.127]

Для повышения сопротивления усталости валов используют различные метод-. поверхностного упрочнения пластическим деформированием (см. гл. 3 ) [c.139]

Покрытия металлами и наплавку применяют для восстановления изношенных деталей. При этом материал покрытия или присадочный материал выбирают более износостойкий, чем основной, для повышения износостойкости деталей. Предварительная или последующая обработка восстановленных деталей поверхностным пластическим деформированием (ППД) позволяет повысить характеристики сопротивления усталости. Экспериментально подтверждено [69], что с помощью предварительного поверхностного наклёпа можно не только полностью устранить снижение предела выносливости, обнаруживаемое на деталях, подвергнутых электролитическому хромированию, но и несколько повысить его. Результаты экспериментальных исследований [27-28] подтверждают целесообразность применения поверхностного наклёпа и после нанесения хромового покрытия. При комбинированной обработке (наклёп с последующим нанесением покрытия) сохраняется высокая износостойкость и сопротивление коррозии, присущее хромовым покрытиям. [c.34]

Практика упрочнения деталей ППД позволяет сделать заключение о том, что глубина распространения остаточных сжимающих напряжений достигает толщины пластически деформированного поверхностного слоя Ад [12] и что с увеличением толщины этого слоя происходит повышение сопротивления усталости упрочнённых деталей (рис. 2.9) [80]. [c.49]

Для многих материалов объемное пластическое деформирование приводит к более или менее существенному повышению предела текучести, и это обстоятельство может быть благоприятным для их сопротивления малоцикловой усталости. Снятия остаточных напряжений сжатия не происходит, если поверхностный наклеп осуществляется рядом с местами интенсивного накопления макропластической деформации. Так, испытания при одностороннем изгибе призматических образцов из корпусной стали с концентратором напряжений показали благоприятное влияние поверхностного наклепа зон, прилегающих к опасному сечению на всех этапах малоциклового нагружения. [c.165]

На рис. 88 приведены результаты исследования усталости и коррозионной усталости стали 13Х12Н2ВМФ после обкатки. Эти результаты находятся в соответствии с данными других исследователей и показывают, что ППД гладких образцов повышает их предел выносливости на 20— 30 %. По влиянию обкатки на коррозионную усталость сталей нами получены чрезвычайно важные с практической точки зрения результаты, четко указывающие на ограниченность защитного действия поверхностного пластически деформированного слоя. Действительно, при базе до 5-10 -10 10 цикл нагружения выносливость стали после ППД в 3 %-ном растворе Na I мало отличается от выносливости в воздухе, т.е. подтверждается высокая эффективность ППД как метода повышения сопротивления коррозионно-усталостному разрушению. Однако увеличение базы испытания выше указанной привело к неожиданным результатам — резкому снижению уровня разрушающих циклических нагрузок. В довольно узком диапазоне долговечности разрушающее напряжение у обкатанных образцов в коррозионной среде снизилось с 550—600 МПа до 200— 240 МПа, т.е. в 2—3 раза. Условный предел коррозионной выносливости образцов, подвергнутых ППД [c.161]

Однако применение упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД), например, пескоструйной обработки, алмазного выглаживания, вибронаклепа, позволяет практически полностью устранить влияние хромирования на сопротивление усталости высокопрочных сталей. Упрочняющая обработка ППД создает сжимающие напряжения в поверхностном слое и изменяет геометрию микрорельефа поверхности путем значительного увеличения радиуса микронеровностей. Для хромированных деталей упрочнение поверхностного слоя ППД необходимо для того, чтобы препятствовать распространению трещин, образовавшихся в хроме при циклических нагрузках, в основной металл. Это благоприятно сказы- вается на повышении сопротивления усталости хромированной стали (табл. 19). [c.52]

Поверхностное пластическое деформирование, осуществляемое при температурах, меньших температуры рекристаллизации [20] - технологически простой и эффективный метод улучшения свойств поверхностного слоя деталей - находит широкое применение в производственной практике. Применение ППД позволяет при минимальных затратах повысить сопротивление усталости [36-41], износостойкости [8, 70], сопротивление усталости в коррозионной среде [20, 69], получать минимальную шероховатость поверхности без существенного изменения размеров и исключение насыщения слоя абразивом [15, 50, 63, 93], повышать прирабатывае-мость [63-66]. Простота метода, дешевизна делают его пригодным для всех металлов и сплавов (исключение составляет олово и некоторые другие металлы, у которых температура рекристаллизации ниже комнатной) и практически доступным для упрочнения деталей любой конфигурации. Кроме того, механические способы упрочнения поверхностным наклёпом имеют еще ряд преимуществ перед другими методами поверхностного упрочнения границы наклёпанной поверхности не являются зонами пониженной прочности (перенаклёп, как вредное явление, не рассматривается), как это, например, имеет место при поверхностной закалке и некоторых других методах эффективность наклёпа значительно меньше зависит от режима обработки, чем это имеет место при других видах поверхностного упрочнения возможность создавать упрочнённые слои металла в широких пределах - от 0,28 мм при гидродробеструйной обработке до 40-50 мм при взрыве при повышении сопротивления усталости ударная вязкость материала снижается значительно меньше, чем при других методах поверхностного упрочнения. Упрочняются ППД как детали малых, так и очень крупных размеров. [c.35]

Поверхностное пластическое деформирование эффективно прежде всего как средство повышения сопротивления усталости деталей. Пределы выносливости деталей с концентраторами напряжений могут быть повышены за счет ППД в 1,5-2 раза, резьбовых деталей различных размеров и шпоночно-прессовых соединений - в три и более раза. Во много раз повышается долговечность упрочнённых ППД деталей. Так, упрочнение дробеструйным наклёпом позволяет увеличить срок службы сварных швов на 310 %, коленчатых валов двигателей - на 900 %, спиральных пружин - на 1370 %, рессор грузовых автомобилей - на 1200 %, крупномо- [c.35]

Исследования показали, что у образцов из стали 45 после ЭМО в сравнении с образцами, подвергнутыми пластическому поверхностному деформированию (ПОД), коррозионная стойкость в кислой среде увеличивается в 2,4 раза, а по сравнению со шлифованными образцами — в 2,7 раза, у образцов из стали У8 — соответственно в 3,5 и 3,9 раза. В нейтральной среде эффект повышения коррозионной стойкости от ЭМО оказывается значительно меньше и не превышает 50%. Сопротивление усталости деталей, подвергнутых коррозионным испытаниям, после ЭМО также повышается, причем наблюдается разветвление усталостной трещины на границе упрочненного слоя и основы, а у закаленных шлифованных образцов образуется более опасная монотрещина, которая распространяется в глубь детали. [c.75]

Сопротивление усталости сварных деталей конструкций можно существенно новысить пластическим деформированием поверхностных слоев. Эффективность поверхностного наклепа тем выше, чем более высокие концентрации напряжений вызваны в деталях наложением сварных швов. В ряде случаев, когда сваркой вызываются особенно резкие концентрации напряжений, эффект от поверхностного наклепа достигает двух- и трехкратного повышения предела выносливости [79, 90, 91, 116, 174]. [c.56]

Поверхностаое пластическое деформирование (ППД) применяется с целью деформационного упрочнения металла и создания в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений, а также получения благоприятного профиля шероховатости поверхности. ППД весьма эффективно для повьппения сопротивления усталости, особенно для деталей, изготовленных из высокопрочных материалов, имеющих повышенную чувствительность к концентраторам напряжения. Наличие в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений снижает скорость распространения усталостных трещин. Малая шероховатость поверхности, имеющая большой радиус впадин, также способствует снижению концентрации напряжений на поверхности детали. Повышение износостойкости деталей обработкой ППД связано с формированием благоприятного профиля шероховатости, который сочетает хорошую опорную способность с достаточной маслоемкостью поверхности. [c.366]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...