Основы поверхностного упрочнения

Основой поверхностного упрочнения стальных изделий методами пластической деформации в холодном состоянии является наклеп— повышение прочности и твердости в результате изменения структуры и свойств стали. [c.152]

Основы поверхностного упрочнения [c.6]

Эта сложность требований, предъявляемых к современным материалам, вообще делает невозможной использование традиционных металлических сплавов, совершенствование которых неспособно обеспечить принципиальное и резкое повышение эксплуатационных характеристик при высоких и низких температурах, в условиях сильных ударных, знакопеременных нагрузок, тепловых ударов, действия облучения, высоких скоростей. Отсюда основным направлением современного материаловедения является создание композиционных, сложных материалов, компоненты которых вносят в них те или иные требуемые свойства. Типичным примером являются композиционные жаропрочные сплавы, состоящие из достаточно пластичной основы (матрицы), упрочненной непластичными тугоплавкими составляющими в форме волокон, нитевидных кристаллов, тонких включений либо поверхностно упрочненной покрытиями. Практическое создание таких сложных материалов обычно невозможно традиционными методами сплавления с последую-, щим литьем и механической обработкой, так как входящие в их состав компоненты плохо совместимы, имеют не только разные температуры плавления, но и вообще различную природу. Это вызывает необходимость использования методов порошковой металлургии, заключающейся в смешении разнородных и разнотипных материалов в форме порошков, прессовании из смесей заготовок нужных форм и спекания этих заготовок для их упрочнения и формирования требуемой структуры. [c.77]

Глава 5. Основы термической обработки и поверхностного упрочнения сплавов [c.97]

В учебнике излагаются теоретические основы металловедения кристаллическое строение металлов, теория сплавов, железоуглеродистые сплавы, учение о пластической деформации, теория и практика термической обработки и поверхностного упрочнения,. высокочастотна закалка и химико-термическая обработка. [c.2]

В настоящее время широкое распространение получила термодиффузионная обработка. Такой вид поверхностного упрочнения деталей азотом, хромом, алюминием, бором и другими элементами основан на явлении диффузии этих элементов в поверхностный слой стальных деталей. Процесс диффузии определяется молекулярно-кинетической природой этого явления, в основе которого лежит тепловая подвижность атомов твердого тела. Перемещение атомов в результате тепловых процессов обусловливает возможность протекания процессов диффузии в металлах и сплавах. [c.259]

Результаты теоретических и экспериментальных исследований в области механики усталостного разрушения явились основой улучшения конструктивных форм деталей, усовершенствования их расчетов на прочность и технологии изготовления, в том числе поверхностного упрочнения. [c.410]

Поверхностное упрочнение чугуна с шаровидным графитом азотированием повышает предел выносливости от 23 до 77% на образцах диаметром 50 мм по сравнению с другими методами поверхностного упрочнения, например, обкаткой роликами и дробеструйным наклепом, которые по своей эффективности упрочнения несколько ниже или такие же как и азотирование. При этом надо отметить, что обкатка роликами более эффективна на высокопрочных чугунах с ферритовой основой. И. В. Кудрявцев и др. [60] приводят следующие данные по повышению усталостной прочности в зависимости от размера образцов прн поверхностном упрочнении обкаткой [c.264]

С а т е л ь Э. А., Современное состояние и значение технологических методов поверхностного упрочнения деталей машин в проблеме конструирования, сборник Теоретические основы конструирования машин , Машгиз, 1957. [c.760]

При этом легирование является наиболее оптимальным способом одновременного повышения и теплостойкости, и износоустойчивости. Попытка, не изменяя легирования, за счет химико-термической обработки повысить только износостойкость может принести хорошие результаты в тех случаях, когда по условиям работы штампов пластическая деформация (смятие) не является основной причиной их снятия с производства. В противном случае недостаточная теплостойкость основы может не обеспечить ожидаемого от поверхностно-упрочненного слоя повышения работоспособности инструмента. [c.55]

Сопротивляемость зубьев усталостному разрушению при симметричном цикле напряжений можно установить на основе уравнений подобия усталостного разрушения (4.3), (4.4). Метод расчета пределов выносливости при изгибе поверхностно-упрочненных зубьев может быть основан на тех же предпосылках, что и расчет круглых поверхностно-упрочненных деталей на условной замене упрочненной детали эквивалентной неупрочненной, изготовленной из материала с другими механическими свойствами (чаще повышенными), обеспечивающими одинаковую ее несущую способность с упрочненной. В качестве закона распределения напряжений по поперечному сечению у ножки зуба примем закон, используемый в расчетах зубчатых передач [68] [c.107]

Возможность априорной оценки эффективности упрочнения переходной поверхности зубьев ППД для условий много цикловой усталости можно установить на основе уравнения подобия усталостного разрушения из анализа зависимостей (4.13) и (5.4). Выражение в квадратных скобках уравнения (5.4), параметры о одинаковы для неупрочненной и поверхностно-упрочненной деталей. Поскольку коэффициент для широкого круга упрочняемых конструкционных материалов может приниматься одинаковым, то его можно брать одним и тем же для материалов неупрочненного и поверхностно-упрочненного зуба колеса. [c.113]

На основе зависимости (6.14) и номограмм (см. рис. 6.1 и рис. 6.2) можно установить влияние поверхностного упрочнения зубьев на величину предела выносливости показателя степени кривой усталости [c.144]

В качестве технологических способов поверхностного упрочнения и тестируемых материалов были выбраны гальвано-хи-мические и химико-термические (ТХ, ХТ) промышленные методы (цементация, нитроцементация, азотирование и борирование), покрытия из окиси алюминия, пластифицированной окисью титана, нанесенного методом плазменно-порошкового напыления (ППН), карбиды хрома, осажденные из металлоорганических соединений (МОС) и ионно-плазменных вакуумных покрытий, полученных методом КИБ (конденсация ионной бомбардировкой) по авторским методикам на основе нитридов циркония и титана табл. 2. Покрытия на основе нитридов титана представлены различными модификациями с использованием добавок нитридов хрома и алюминия. [c.87]

Достигаемые при термоупрочнении эффекты модификации материалов в основном определяются тепловым состоянием их поверхностных слоев. Поэтому информация о термических процессах, инициируемых лазерным воздействием, является основой для разработки технологических процессов лазерного термического упрочнения. [c.255]

При подготовке монографии авторы счи али своей задачей не только обобщение опыта в оценке структуры и свойств собственно покрытий. Особое внимание уделялось прежде всего изучению материалов с покрытиями, потому что последние определяют наряду с работоспособностью поверхностного слоя надежность всего изделия как новой конструкции. В основу монографии положены материалы, отражающие новые подходы к изучению структуры и свойств покрытий и материалов с покрытиями, полученные в специализированной лаборатории Института горного дела СО АН СССР по проблеме упрочнения металлических сплавов. [c.4]

Результаты исследований влияния разных покрытий на механические характеристики конструкционных материалов приведены в работах [И, 20—211. По современным представлениям о разрушении металла предполагается, что покрытие, препятствуя выходу дислокаций на поверхность, может в одних случаях упрочнять основу, а в других — разупрочнять. Эффект влияния покрытий на основной материал будет зависеть от условий, определяющих динамику дислокаций на поверхности раздела [22]. Результат же взаимодействия дислокаций с границей раздела основа — покрытие связан с двумя типами источников дислокаций — объемными и поверхностными. Объяснение роли покрытий в упрочнении сплавов с позиций дислокационных представлений об изменениях в структуре поверхностных слоев в процессе деформации дается и в работах [23, 24]. [c.21]

В основе механизма этого вида изнашивания лежит многократная деформация поверхностного слоя, вызывающая постепенное нарастание наклепа, охрупчивания и последующее отделение частиц износа. На поверхностях соударения наблюдается повышение твердости в результате наклепа и упрочнение в результате превращения остаточного аустенита в мартенсит. В этом виде изнашивания велика роль краевого эффекта. Периферийные участки деталей, подверженные удару, начинают изнашиваться раньше и главным образом путем выкрашивания, хорошо различимого при осмотре. [c.35]

Износ. является очень сложным процессом, зависящим от свойств металла и абразива, химического состава и структуры металла, режимов термической обработки, способов упрочнения основы металла и поверхностного слоя, а также условий работы детали с учетом приложенных нагрузок, скорости перемещения и агрессивности среды, температуры. [c.3]

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) подтверждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом. В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практически не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации па воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным, [c.39]

Высокая вязкость рассматриваемых сталей и сплавов и их значительное упрочнение в процессе обработки обусловлены особенностями строения кристаллической решетки жаропрочных материалов. Прочность поверхностных слоев некоторых сплавов в результате наклепа может возрасти в 2 раза, а относительное удлинение уменьшиться с 40—65 до 5—10%. Детали следует обрабатывать на мощных и жестких станках, с жестким закреплением детали и инструмента. Инструмент должен хорошо затачиваться. Нельзя применять чрезмерно малые подачи при обработке, так как из-за наклепа поверхностных слоев стойкость инструмента при малых подачах резко падает. Глубину резания также рекомендуется брать не ниже 0,3— 0,5 мм. Скорости резания при обработке упрочняющихся сплавов с аустенитной структурой (на основе никеля) при твердости НВ 250—285 рекомендуется устанавливать не выше 4—8 м/мин при [c.35]

Нанесение покрытия на упрочненную основу детали или конструкции предполагает значительное увеличение твердости, износостойкости, жаростойкости, антикоррозийности и т. д. Обе проблемы повышения надежности и долговечности, т. е. объемное и поверхностное упрочнение, должны решаться комплексно. [c.5]

Цсмахович Б. Д., Цемахович Д. Б. Усовершенствование штифтового метода определения прочности сцепления покрытий с основой.— В кн. Структуры объемно и поверхностно упрочненной стали. Новосибирск НЭТИ, 1984, с. 95—100, [c.198]

Основными процессами поверхностного упрочнения деталей машин на машиностроительных заводах являются процессы химико-термической обработки, основой которых является изменение химического состава в поверхностных слоях путем диффузионного насыщения различными элементами при высоких температурах. В довоенный период на машиностроительных заводах превалирующими процессами химико-термической обработки были цементация твердым карбюризатором, жидкостное цианирование и азотирование. Цементации твердым карбюризатором подвергались детали машин и инструменты в печах периодического действия (камерных) и в печах непрерывного действия (толкательных с мазутным обогревом) на автомобильных, тракторных и самолетостроительных заводах применялся преимущественно древесноугольный твердый карбюризатор (ГОСТ 2407-51). Жидкое цианирование было наиболее распространено на Горьковском автозаводе, где в качестве цианизатора использовались соли с цианидом натрия или калия [81] на других заводах применялись соли с цианидом кальция. Азотированию подвергались преимущественно детали авиационных двигателей коленчатые валы из стали 18ХНВА, гильзы цилиндров из стали 38ХМЮА и др. [c.149]

Вопросы механического упрочнения поверхностного слоя деталей машин еще не изучены для многих новых материалов, внедренных уже в машиностроение и создаваемых вновь. Поэтому наряду с дальнейшей систематизацией и обобщением факторов, обусловливающих природу поверхностного упрочнения на основе уже проделанных испытаний, необходимы такие же работы по новым материалам и по неизученным технологическим процессам. Для того чтобы обеспечить высокую теплостойкость многих деталей, применяют биматериалы, в которых два разных материала соединяются путем молекулярной диффузии при температурах в несколько тысяч градусов. О свойствах поверхностного слоя таких деталей и технологических методах их облагораживания известно очень мало. Это новые вопросы технологии улучшения качества поверхностного слоя деталей машин. [c.246]

В настоящем учебнике рассмотрены физико-химические основы строения и свойств конструкционных металлических и неметаллических материалов, приводятся широко используемые методы определения механических свойств материалов при различных видах нагружения, излагаются основы термической обработки и поверхностного упрочнения деталей. Значительное внимание при этом уделяется дислокационной концепвдш прочности, [c.3]

В учебнике рассматриваются вопросы физико-химического строения металлических и неметаллических материалов, термической обработки и поверхностного упрочнения, понятия о механических свойствах и методах их определения, основы теории и технологии получения заготовок литьем, давлением сваркой и пайкой, механическоцобработкой и рекомендации по их применению. [c.640]

В термообработке — область сплава на основе железа, распространяющаяся вглубь от поверхности, химический состав которой бьш изменен при поверхностном упрочнении. Слой измененного состава имеет твердость поверхности значительно выше твердости сердцевины. Сравните с ore — Сердцевиной. [c.912]

Surfa e hardening — Поверхностное упрочнение. Общий термин, обозначающий несколько процессов к соответствующему сплаву на основе железа, поверхностный слой которого после закалки становится более твердым и износостойким, чем сердцевина. Процессы, которые обычно используются, — нитроцементация, цементация, индукционное упрочнение, пламенная закалка и азотирование. Предпочтительно использовать сответствующее название определенного процесса. [c.1058]

Пять серий образцов стали 45 подвергались электролитическом хромированию в ванне прежнего состава. Хромирование образцов всех серий производилось на толщину слоя 30, мк по режиму Dk = 2 ajdu и ==60°. Две серии образцов хромировались с обычной механической подготовкой поверхности, т. е. образцы после шлифования подвергались полировке на тряпичных кругах с пастой, изготовленной на основе окиси хрома. Из остальных трех серий образцов две серии после шлифования подвергались поверхностному упрочнению обкаткой роликами, а третья серия образцов упрочнялась наклепом [c.124]

Контактная выносливость характеризуется пределом усталостного выкрашивания, представляющим собой величину контактного давления при заданном числе циклов, не приводящего к питгингу. На процесс контактной усталости влияют физико-химические свойства смазки и способ смазки. С повышением вязкости масла повьш1ается предел контактной усталости. При использовании поверхностного упрочнения толщина упрочненного слоя должна быть больше глубины нахождения максимальных касательных напряжений, а материал основы должен обладать достаточной твердостью, предотвращающей продавливание упрочненного слоя под действием контактных давлений. [c.81]

Папшев Д.Д. Технологические основы повышения надежности и долговечности деталей машин поверхностным упрочнением. - Самара, 1993. - 74 с. [c.293]

Кривая ОАС представляет собой обычную кривую деформирования. В точке А начинается разгрузка (участок АВ), а затем проводится нагружение в противоположном направлении (сжатие, участок ВСх). Кривая ВС расположена несколько выше кривой ВА С, повторяющей ветвь ВАС, что объясняется эффектом Баушингера. Условия появления остато ных напряжений, связанные с неоднородностью предварительной пластической деформации, лежат в основе метода упрочнения детален машин путем их преднамеренного поверхностного пластического деформирования, а также термической обработки. [c.595]

На основе рассмотренного примера видим, что использование ориентировочных значений коэффициентаК и показателя степени кривой усталости без учета глубины упрочненного слоя и размера опасного сечения зуба может привести к завышению допускаемых напряжений и снижению долговечности, особенно в условиях, близких к малоцикловой усталости. Поэтому значение допускаемых напряжений для зубчатых колес с поверхностным упрочнением переходной поверхности должно определяться дифференцированно в комплексе со значениями коэффициента смещения х, механическими характеристиками конструкционной стали, способом химико-термического или деформационного упрочнения, с учетом относительной глубины упрочненного слоя А, а также их влияния на показатель степени кривой усталости д . [c.121]

Пластическая деформация при температуре ниже температуры рекристаллизации приводит к наклепу поверхностного слоя - его упрочнению, при котором кристаллы сильно деформируются и поворачиваются осями наиболыпей прочности вдоль направления деформации, т е. в направлении скольжения. В то же время у самой поверхности структура несколько ослаблена, микротвердость у поверхности также снижается, увеличиваясь по мере удаления от поверхности и достигая максимума на некоторой глубине. На рис. 4.4 приведены экспериментальные данные но изменению микротвердости, полученные при испытании алюминиевого сплава В95 в паре с композиционным материалом на основе политетрафторэтилена. [c.85]

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]

Многие из величин Ос еще требуется определить количественно или хотя бы качественно. Тем не менее мы предположим, что при определенных составах и микроструктурах сплавов, средах и состояниях напряжения некоторые эффекты должны быть доминирующими. В частности, применяя этот метод анализа к основному примеру поведения I типа, а именно к случаю суперсплава на никелевой основе с умеренно крупным зерном [14, 18—21], мы отметим в соответствии с эффектами, перечисленными в табл. 5, следующие положения. В такой упрочненной системе, как данный сплав (временное сопротивление 1033 МПа даже при 760 °С [169]), маловероятно, чтобы какие-либо эффекты твердого раствора существенно влияли на внутренние напряжения. Выше отмечалось, что зернограничными эф( ектами также пренебрегали. Основной эффект, как можно предположить, в этом случае будет связан с величинами Ос, аналогичными входящим в уравнение (19). Иными словами, упрочнение рассматриваемой системы на воздухе обусловлено противодействием образованию и движению дислокаций со стороны окалины с хорощей адгезией, формирующейся при испытаниях на ползучесть на воздухе, но отсутствующей при испытаниях в вакууме (см. рис. 10) или в горячей солевой среде [14]. Микрофотографии, представленные на рис. 10, показывают также, что в результате ползучести (как на воздухе, так и в вакууме) поверхностные слои подложки постепенно становятся однофазными. На воздухе образуется фаза у, вероятно, посредством селективного окисления алюминия и титана, а в вакууме образуется фаза у вследствие испарения хрома. Важно, что ни в одном случае поверхностные слои подложки не являются дпсперсиоупроч-ненными. Таким образом, эти эффекты будут иметь тенденцию к самокомпенсации при любых попытках, подобных этой, проанализировать сравнительное поведение системы на воздухе и в вакууме. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...