Упрочнение деталей Термическая обработка

При циклическом нагружении разрушение начинается в местах концентрации напряжений (деформации), локализующихся на различного рода повреждениях поверхностного слоя. Поверхностное упрочнение (химико-термическая обработка, поверхностная закалка, пластическое деформирование) эффективно снижает роль концентраторов, затрудняя деформацию поверхности деталей. [c.53]

Характеристики прочности, используемые в формулах табл. 5.5, принимаются без учета упрочнения от термической обработки или наклепа. Это последнее условие относится к материалу любых деталей, кроме фланцев и крепежа. [c.322]

Совершенство технологии изготовления — группа производственно-технологических факторов, влияющих на технологичность при обслуживании и ремонтопригодность машин. К ним относятся [11] а) применение прогрессивных способов поверхностного упрочнения деталей (термическая и химико-термическая обработка, поверхностный наклеп, нанесение слоев металла с улучшенными свойствами и т, д.) б) применение прогрессивных методов финишной обработки, обеспечивающих высокую износостойкость, коррозионную стойкость и др. (чистовое шлифование, хонингование, суперфиниш, полирование, гальванические покрытия и т. д.) в) применение при сварке металлоконструкций технологических процессов, режимов, последовательности наложения швов и оснастки, обеспечивающих минимальные деформации и остаточные напряжения в их элементах. [c.127]

При трении, когда скорость деформации превалирует над температурой, после снятия нагрузки в тонком поверхностном слое детали образуются сжимающие остаточные напряжения I рода, а когда превалирует температура, которая превосходит температуру рекристаллизации, но лежит ниже Лсз, в тонком поверхностном слое образуются остаточные напряжения растяжения. Механическое упрочнение и термическая обработка деталей в первом случае будут эффективными, а во втором — они окажутся бесполезными. Применение упрочненных деталей целесообразно только в тех сопряжениях, в которых при работе образующаяся температура трения не достигает температуры рекристаллизации металла. [c.57]

Дробеструйному наклепу подвергают детали, прошедшие термическую и механическую обработку. Поверхность обрабатываемых деталей подвергается ударам стальных или чугунных дробинок, движущихся с большой скоростью. Под действием ударов множества дробинок поверхность изделия становится шероховатой. Прочность, твердость и выносливость поверхностного слоя повышаются. Глубина упрочненного слоя достигает 0,2—0,4 мм. Особенно эффективно применение дробеструйной обработки для упрочнения деталей, подвергшихся закалке с нагревом ТВЧ или цементации. [c.154]

При поверхностной закалке (обработка ТВЧ, газопламенная закалка) и химико-термической обработке (цементация, нитроцементация, азотирование) упрочнение обуслов.чено главным образом возникновением в поверхностном слое остаточных сжимающих напряжений вследствие образования структур большего удельного объема (мартенсит при цементации и закалке ТВЧ, нитриды и карбонитриды при нитроцементации и азотировании), чем структуры основного металла. Расширение поверхностного слоя тормозит сердцевина, сохраняющая исходную перлитную структуру, вследствие чего в поверхностном слое возникают двуосные (а в цилиндрических деталях — трехосные) напряжения сжатия. В нижележащих слоях развиваются реактивные растягивающие напряжения, имеющие небольшую величину вследствие незначительности сечения термически обработанного слоя сравнительно с сечением сердцевины. [c.316]

Выбор оптимальных материалов и термической обработки, применение поверхностных упрочнений, биметаллических и неметаллических деталей. Применение закалки, например, практически приводит к повышению допустимых напряжений для деталей типа зубчатых колес почти в [c.44]

Для повышения износостойкости трущихся поверхностей новых деталей наряду с гальваническими покрытиями широко применяют их термическую обработку поверхностную закалку с нагревом газовым пламенем (для поверхностного упрочнения стальных зубчатых колес, червяков, шеек коленчатых валов и пр.), высокочастотную закалку (кулачковые валы, шестерни, шейки валов, гильзы цилиндров, станины станков и др.). С этой же целью применяют обработку поверхностным пластическим деформированием, в процессе которого повышается твердость поверхностных слоев и достигается нужный класс шероховатости поверхности (обкатывание и раскатывание цилиндрических и плоских поверхностей, прошивание, калибрование и др.). [c.247]

В промышленности уже давно и весьма широко применяются методы поверхностного упрочнения деталей, работающих в условиях циклических напряжений (рессоры и полуоси автомашин, зубья шестерен, винтовые клапанные пружины и пр.). Эта специальная поверхностная обработка не преследует целей общего изменения прочностных показателей металла. Речь идет именно об усталостном упрочнении, часто в сочетании с требованиями износостойкости. К числу таких методов, применяемых в различных сочетаниях, относятся химико-термические (азотирование, цементация, цианирование), поверхностная закалка токами высокой частоты и наклеп поверхностного слоя обкаткой роликами или обдувкой дробью. [c.96]

Для повышения сопротивления усталости широко применяются различные способы упрочнения поверхностей деталей, например, поверхностная закалка, химико-термическая обработка, обкатка роликами, дробеструйная обработка и др. Отношение предела выносливости упрочненных образцов к пределу выносливости неупрочненных образцов называется коэффициентом влияния поверхностного упрочнения и обозначается К . Обычно = 1,1... 2,8. [c.283]

В практике машиностроения находят также применение такие методы поверхностного упрочнения, как плазменное напыление и плазменная наплавка сверхтвердыми материалами, в том числе карбидами, боридами, окислами и др. Они позволяют др пяти и более раз увеличивать срок службы деталей. Возможно применение различных комбинированных методов упрочнения, например, сочетание плазменного напыления с последующей термической обработкой тонкого поверхностного слоя. [c.448]

Основы надежности закладываются конструктором в содружестве с технологом при проектировании. Заданная надежность обеспечивается в процессе производства применением прогрессивной технологии. В эксплуатации заданная функция надежности реализуется выполнением всех правил эксплуатации. Надежность изделия тесно связана с его долговечностью. Эффективных мер повышения долговечности много, в их числе закалка стальных деталей при нагреве т. в. ч., дающая возможность увеличить износостойкость зубчатых передач в 2—4 раза хромирование трущихся деталей дает возможность увеличивать срок службы по износу в 3—5 раз и др. Хорошая система смазки является необходимым условием обеспечения надежности и долговечности машин. Широкое применение в машиностроении т. в. ч. для упрочнения деталей машин с целью повышения их ресурса объясняется многими их преимуществами по сравнению с другими видами термической обработки деталей. Однако реализовать эти преимущества возможно только при условии правильного установления параметров закалки. Важнейшими из них являются глубина закалки х , твердость HR , зона перехода закаленной части детали к незакаленной, частота тока и скорость процесса упрочнения. Теоретически глубина упрочнения трущейся детали должна равняться предельному допуску ее износа. Однако практически при ее определении следует учитывать условия работы детали, ее геометрические размеры и материал. Опыт применения т. в. ч. показывает, что при невыполнении этих условий закалка при индукционном нагреве приводит к отрицательным результатам. В тех случаях, когда зона перехода закаленной части детали к незакаленной совпадает с наиболее опасным сечением и местом концентрации напряжений, в этих зонах первоначально возможно появление микротрещин, а затем их развитие под действием знакопеременных нагрузок и усталостный излом. Аналогичные результаты могут быть и при недостаточной глубине закаленного слоя. [c.206]

Начальные, исчезающие и остаточные напряжения обычно приводят к уменьшению прочности деталей. Однако умелое их использование, наоборот, дает возможность повысить прочность деталей следующими путями 1) предварительным напряжением в системе соединения тел (предварительно напряженный железобетон) 2) поверхностным наклепом (дробеструйной обработкой), при котором на поверхности детали создаются значительные напряжения сжатия, что приводит к повышению выносливости деталей 3) химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.), которая изменяет в верхних слоях поверхности химический состав и свойства материала 4) закалкой, при нагреве токами высокой частоты, с помощью которой в верхних слоях деталей создаются большие напряжения сжатия (для стали 700—900 Н/мм ). Все эти виды термического упрочнения дают возможность не только повысить усталостную прочность деталей, но и их износостойкость в два-три раза. [c.245]

Это может быть достигнуто созданием на деталях износостойких слоев с рациональным сочетанием термической обработки основного металла. Нанесение покрытий из нитрида титана на предварительно упрочненные детали СТБ позволили осуществить такое комбинированное упрочнение. [c.121]

Состав нагревательной среды имеет исключительно важное значение для качества деталей, подвергаемых термической обработке. Прежде всего среда за исключением случаев, когда она подобрана специально для процесса химико-термического упрочнения, должна быть нейтральной или восстановительной для того, чтобы обезопасить детали от окисления с поверхности. [c.502]

При выборе режимов термической обработки для деталей, изготовляемых из этих сталей, необходимо учитывать их чувствительность к надрезу, которая у сплавов на железной основе может проявляться больше, чем у никелевых сплавов с тем же упрочнением. [c.173]

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]

Авчинников Б. Е. Усталостная прочность и долговечность деталей, упрочненных химико-термической обработкой.— Металловедение и термическая обработка металлов , 1965, № 11, с. 17—20. [c.423]

Кремнистые бронзы удовлетворительно свариваются, паяются и обрабатываются резанием они хорошо обрабатываются давлением, способны к упрочнению при термической обработке. Производятся в виде прутков, лент, полос или проволоки реже используются для изготовления фасонных отливок, так как уступают по литейным свойствам другим бронзам и латуням (оловянным и алюминиевым), в частности имеют малую трещиноустойчивость и относительно невысокую жидкотекучесть. Эти бронзы применяют для изготовления ответственных антифрикционных деталей (Бр. КН1-3) вместо дефицитных высокооловянных бронз и для пружин и пружинящих деталей (Бр. КМц 3-1) приборов и радиооборудования, работающих в морской и пресной воде и паре при температурах до 250° С, вместо более дорогих бериллиевых бронз. [c.238]

Стойкость к схватыванию закаленных сталей значительно выше, чем нормализованных и отожженных. По этой причине закаленные стали и стали, упрочненные химико-термической обработкой, — основной материал для одной из сопряж бнных деталей пары трения. Стойкость к схватыванию таких сталей повышают сульфидированием и фосфатированием. После этих процессов формируется пленка, которая в начальный момент, легко разрушаясь, улучшает прирабатываемость и снижает коэффициент трения, а в тяжелых условиях трения способна изменяться, образовывать вторичные структуры сложного состава и повышенной износостойкости. [c.331]

В7. Тихонов А. К. Особенности методов упрочнения химнко-термической обработкой деталей на ВАЗе. — В кн. Интенсификация процессов химико-термической обра- ботки, М. МДНТП им. Дзержинского, 1973, с. 23 — 25. [c.368]

Повышение усталостной прочности упрочненных химико-термической обработкой деталей зависит от относительной глубииы слоя, определяющей уровень и распределение остаточных напряжений. Результаты испытаний свидетельствуют, что оптимальная глубина цементованного слоя, при которой достигается максимальное значение усталостной прочности, зависит от состава стали, находится в пределах от 0,13 до 0,22. [c.300]

Наиболее целесообразно применять сталь Х17Н5МЗ для изготовления деталей из листов глубокой штамповкой с последуюш,им упрочнением их термической обработкой, а также в виде полунагартованных листов и ленты для деталей, изготавливаемых с умеренными деформациями. В этом случае упрочнение (повышение предела текучести) достигается простым отпуском при 450°С. Максимальная температура эксплуатации деталей 550°С при более высокой температуре начинается обратное превращение. [c.189]

Одним из простейших и эффективных мероприятий по повышению надежности является уменьшение напряженности деталей (повышение запасов прочности). Однако это требование надежности вступает в противоречие с требованиями уменьшения габаритов, массы и стоимости изделий. Для примирения этих противоречивых требований рационально использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию легированные стали, термическую и хпмико-термическуго обработку, наплавку твердых и антифрикционных сплавов на гюверх-ность деталей, поверхностное упрочнение путем дробеструйной обработки или обработки роликами и т. п. Так, например, путем термической обработки можно увеличить нагрузочную способность зубчатых передач в 2.. . 4 раза. Хромирование шеек коленчатого вала автомобильных двигателей увеличивает срок службы по износу в 3.. . 5 и более раз. Дробеструйный наклеп зубчатых колес, рессор, пружин и прочее повышает срок службы по усталости материала в [c.13]

Лазерная обработка успешно применяется для поверхностного упрочнения отливок из серого, ковкого и высокопрочного чугун()в. Благодаря оплавлению поверхности и образованию ледебуритной эвтектики (отбел чугуна) и мартенеhthoio подслоя твердость на поверхности достигает 7500—9000 МПа Частичное оплавление ухудшает чистоту поверхности. При отсутствии оплавления, твердость [юсле нагрева лазером повышается в результате закалки тонкого поверхностного слоя. Лазерная обработка повышает износостойкость чугунных деталей в 8—10 раз. Лазер может быть использован и для химико-термической обработки, В этом случае перед обработкой лучом лазера на поверхность наносят обмазки или порошки, содержащие насыщающие элементы (А), Сг, С, N, В и т. д.). [c.226]

Задача второй области приложения триботехнологии - управление триботехническими характеристиками поверхностей трения - решается главным образом путем разработки специальных методов модифицирующей упрочняющей обработки. При этом модификация свойств поверхностных слоев трущихся деталей достигается модифицированием структуры или химического состава и структуры материала деталей. В этой области триботехнология тесно смыкается с трибоматериалове-дением как по решаемым задачам повышения триботехнических характеристик трибосопряжений, так и по используемым методам исследования. Современная триботехнология располагает большим числом технологических процессов, используемых в течение многих десятилетий или разработанных в последние 1()-15 лет. Основные из них следующие термическая обработка, диффузионно-термическая (химико-термиче-ская) обработка, поверхностно-пластическая деформация, ионно-плазменная модификация и нанесение покрытий, электронно лучевая обработка, ультразвуковая упрочняющая обработка, лазерное упрочнение, различные комбинированные методы модификации, [c.10]

Коэрцитиметры применяют для конт роля качества термической обработки, оценки твердости, толщины noBeipx-ностно-упрочненных слоев и т. п. Они имеют приставной электромагнит, питающийся от источника постоянного тока. При измерениях намагничивают и размагничивают деталь. Об отсутствии поля судят по отклонению рамки с током или по показаниям измерителя поля, фв ррозо 1-довый датчик которого встраивается в электромагнит. [c.103]

Низкочастотные структуроскопы с дифференциальными и мосто выми схемами включения испытательных катушек применяются для оценки качества структуры поверхностно-упрочненных слоев стальных деталей, полученных при химико-термической обработке (Л. 49—60, 85, 92]. Однако разработка конкретных методик требует значительной организационной работы и занимает много времени (см. приложение 2). [c.121]

В соответствии с новой технологией пуансоны и матрицы указанных штампов подвергались лазерному упрочнению на технологической лазерной установке Квант-16 , оснащенной системой числового программного управления. Пуансоны были изготовлены из стали У8А, матрицы — из стали Х12М, прошедщих стандартную термическую обработку. Упрочнение рабочих кромок деталей штампов производилось после предварительного чернения химическим травлением в среде защитного газа при следующих параметрах режима напряжение накачки — 1800 В энергия излучения Е — 30 Дж фокусное расстояние фокусирующей линзы F — 61 мм степень расфокусировки KF — 5 мм диаметр луча в зоне фокусировки D — 4 мм частота следования импульсов — 1 Гц коэффициент перекрытия Кп — 0,7. Обработка производилась в защитной среде — аргоне. [c.111]

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]

Ряд исследований был посвящен оценке влияния остаточных напряжений на износостойкость деталей. При этом были получены расходящиеся между собой данные. По-видимому, можно считать, что остаточные сжимающие напряжения в поверхностных слоях изнашиваемой детали повышают износостойкость, если условия трения не вызывают снятия или перераспределения этих напряжений. Ири сухом трении вследствие значитель[юго местного нагрева трущихся поверхностей возможно снятие первоначально существовавших остаточных сжимающих напряжений. М. Я. Белкин и др. провели в заводских условиях специальные исследования по упрочнению рабочих поверхностей накатыванием роликами дисковых ножей для резки тонкого металла. Дисковые ножи диаметром 130 мм и толщиной 5 мм изготовляли из стали 5ХВ2С и подвергали термической обработке на твердость 46—52. Эти ножи выходят из строя в связи с затуплением кромок и износом их при резании металла и скольжении [c.300]

Для достижений максимальной эффективности упрочнения деталей, работающих в условиях статических и динамических нагрузок, рекомендуется содержание углерода в цементованном слое поддерживать в пределах 0,80—1,05%. В случае применения сталей с 0,27—0,34% С глубину цементованного слоя следует назначать в пределах 0,5—0,7 мм. Для цементуемых сталей, содержащих 0,17—0,24% С, глубину цементованного слоя принимают от 1,0 до 1,25 мм. При этом следует иметь в виду, что сопротивление усталости деталей машин без концентраторов напряжений при малых глубинах слоя зависит от прочности сердцевины, при больших — от прочности поверхностного слоя. В этом случае повышение глубины упрочненного слоя оказывается полезным только до 10—20%) радиуса детали. При глубине слоя меньше этих значений сопротивление усталости повышается с увеличением прочности сердцевины. При наличии на поверхности деталей концентраторов напряжений сопротивление усталости повышается с увеличением остаточных напряжений сжатия, а глубина слоя должна быть очень малой (1—2% радиуса детали). Главным фактором, вызывающим увеличение предела выносливости при химико-термических методах обработки деталей, являются остаточные напряжения, возникающие в материале детали в процессе упрочнения. При поверхностной закалке т. в. ч. главное влияние на повышение предела выносливости и долговечности оказывает изменение механических характеристик материала поверхностного слоя. В еще большей степени это относится к упрочнению наклепом. [c.302]

Влияние глубины азотированного слоя на предел выносливости азотированных деталей с концентраторами напряжений и без концентраторов напряжений подобно влиянию глубины цементованного слоя. Цементация, а особенно азотирование резко повышают предел выносливости стальных деталей с концентраторами напряжений, если упрочненный слой непрерывно проходит и по опасным зонам (галтели, отверстия, шпоночные пазы, места проходов отверстий и др.). Применение местного предохранения от азотирования или цементации или удаление упрочненного слоя в местах концентрации напряжений приведет к тому, что в результате химико-термической обработки упрочнения не будет. [c.304]

Предел выносливости деталей, упрочненных осталиванием, снижается на 10—25% в зависимости от способа подготовки поверхности перед покрытием на 10—70% в зависимости от твердости нарощенного слоя и на 20—25% в зависимости от термической обработки после покрытия. [c.332]

ХР повышенной прочности (табл. 1—9, рис. 1—8) при.меняется для небольших деталей, работающих на износ в условиях трения, при средних удельных давлениях и скоростях. В зависимости от назначения, формы, размеров детали и требований к свойствам сердцевины сталь может подвергаться различной термической обработке для получения соответствующих свойств — цементации с двойной или одинарной объемной закалкой или поверхностному упрочнению с нагревом т. в. ч. непосредственно после цементации или после цементации и улучшения. [c.319]

Сталь ЭИ696 относится к группе сталей аустенитного типа с интерыеталлидным упрочнением, ее применяют для изготовления деталей без сварки, например деталей газотурбинных двигателей. Она имеет высокую жаропрочность при 650—700° С. Механические свойства этой стали при различных режимах термической обработки указаны в табл. 29 и 31. [c.174]

Термическая обработка с применением скоростного электронагрева позволяет получать высокодисперсную структуру металла и является перспективным методом упрочнения длинномерных деталей, в частности, глубиннонасосных штанг (d = 16 25 мм / =8000 мм). Л.А.Ефи-мова и В.В.Булавин [122, с. 110—112] изучали влияние скорости нагрева при нормализации и закалке сталей 40 и 20HIVI на сопротивление усталостному разрушению. При печном нагреве скорость нагрева составляла 2°С/с, а при электроконтактном 30—35°С/с. Испытания проводили на стандартных вращающихся с частотой 0,75 и 50 Гц образцах при консольном изгибе в воздухе, 3 %-ном растворе Na I и пластовой воде, содержащей 30 % нефти, при/У= 10 цикл. [c.55]

Термическая обработка и поверхностное упрочнение ведущих деталей также приводит к сокращению веса машин. Примером влияния упрочняющей технологии на размеры детали и всей машины может служить использование накатки поверхности эксцентрикового вала механического пресса давлением 4000 т на НКМЗ. Накатка шеек эксцентрика и галтелей позволила уменьшить диаметры вала на 25%. [c.184]

Применение легированных сталей не исключает значительного износа зубьев зубчатых колес, особенно в случае попадания в зацепление окалины, пыли или грязи. Химико-термическое поверхностное упрочнение деталей, имеющих значительные габариты,, невозможно. Однако применение закалки т. в. ч. позволило в некоторых случаях заменить легированные стали на углеродистые-и при этом увеличить срок эксплуатации деталей в несколько раз. Например, перевод конической шестерни (модуль 20 мм) на высокочастотную закалку дал возможность заменить сталь 35ХНМ углеродистой сталью 50 повысить твердость рабочих поверхностей зуба шестерни с R =26 29 до / С=48 52, что привело к увеличению срока эксплуатации шестерен более чем в 2 раза получить перед закалкой для стали 50 более низкую твердость Я = 170 229 вместо //В=265Н-286 для стали 35ХНМ. Вследствие этого затраты труда и расход инструмента при механической обработке были значительно снижены. [c.185]

Термическая обработка (особенно поверхностная закалка токами высокой частоты, ацетилено-кис-лородным пламенем, термо-химическая и др-)- Назначение упрочнение поверхностного слоя трущихся поверхностей деталей (шейки шпинделей и валов, шестерни, направляющие станин, гильзы цилиндров и т. д.). [c.694]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...