Свойства поверхностного слоя металлов

ПРОЦЕССЫ САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛОВ КОМБИНИРОВАННЫМИ МЕТОДАМИ ОБРАБОТКИ [c.163]

Физико-химическое воздействие внешней среды на механические свойства поверхностного слоя металлов и сплавов. Поверхность металла обладает повышенной химической активностью и в реальных условиях неизбежно адсорбирует атомы элементов окружающей среды, покрываясь слоями адсорбированных газов, паров воды и жиров. Слой жира достигает нескольких сот микрон, пленка водяных паров составляет 50—100 слоев молекул. Жировые пленки прочно связаны с поверхностью металла и не удаляются обычными механическими и химическими средствами. После промывки деталей керосином и бензином на поверхности остается слой жиров в 1—5 мкм. Очень тщательной очисткой можно довести толщину слоя жиров до 0,1—0,001 мкм (примерно 100— 10 рядов молекул). Воздействие внешней среды приводит к образованию на поверхности металла различных соединений, прежде всего различных окислов. Они быстро возникают в результате влияния атмосферного кислорода. Толщина наружной пленки в окисляющихся металлах равна примерно 20—100 А (10—20 слоев молекул). Например, окисная пленка в стали равна 10— 20 А, а алюминии — 100—150 А. [c.51]

При исследовании явления ИП было установлено, что на поверхности трения образуется тонкая пленка, обогащенная медью. Толщина этой пленки обычно составляет 1—2 мкм и меньше, в зависимости от условий испытания. Формирование ее на контактирующих поверхностях обусловливает ничтожно малое сопротивление сдвигу при трении [12]. В связи с этим структура и свойства поверхностных слоев металлов при трении в условиях ИП и, в частности, собственно пленки заслуживают особого внимания. [c.17]

Характер и интенсивность изнашивания поверхностей трения деталей машин, работающих в условиях схватывания первого рода, при различных условиях трения различные и зависят в основном от физических, химических и механических свойств поверхностных слоев металла (вязкости, пластичности, прочности, хрупкости, окисления), скорости и характера относительного перемещения трущихся поверхностей (равномерно-вращательного, возвратно-посту-пательного, микроперемещения), величины нагрузки, характера приложения нагрузки (статической, динамической, вибрационной) и т. п. [c.10]

Уменьшение сил трения при тонком слое смазки объясняется не только защитной ролью пленки смазки, равномерно распределяющей давление, но и пластифицированием тонкого поверхностного слоя — эффектом П. А. Ребиндера. В процессе трения и износа металлов происходят упругое и пластическое деформирования микронеровностей и пластическое течение в твердых поверхностных слоях, приводящее к пластическому износу, т. е. изменению размера трущихся тел без заметного разрушения их поверхности повторные микропластические деформации при периодических встречах микронеровностей, приводящие к усталостному разрушению поверхностей изменение механических и физических свойств поверхностных слоев металла вследствие пластической деформации. [c.192]

Известно, что микрогеометрия поверхности деталей оказывает существенное влияние на их выносливость в воздухе чем меньше шероховатость поверхности, тем больше выносливость, однако в коррозионной среде такой закономерности не наблюдается. Часто у деталей, имеющих меньшую шероховатость поверхности, коррозионная выносливость ниже, чем у деталей с более шероховатой поверхностью, но в приповерхностных слоях которых действуют остаточные сжимающие напряжения. Установлено, например, что при одинаковой шероховатости поверхности скоростное точение повышает, а силовое — снижает сопротивление усталости образцов из нормализованной стали 45 и в воздухе, и в коррозионной среде [221 , При силовом точении возникает значительная неоднородность физико-химических свойств поверхностных слоев металла, дефектность структуры и пр что приводит к ухудшению несущей способности деталей при циклическом деформировании. [c.167]

Наклеп дробью изменяет физические свойства поверхностных слоев металла, повышает их твердость и прочность, создает благоприятное распределение остаточных напряжений по сечению детали (сжатие с поверхности), а также изменяет форму и ориентацию кристаллических зерен в направлении более эффективного их сопротивления пластической деформации и разрушению. В зависимости от формы детали, ее материала, режима наклепа и т. д. тот или другой из перечисленных факторов может оказаться доминирующим в упрочнении детали. [c.585]

Качество поверхности определяется чистотой поверхности, т. е. степенью ее гладкости и физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла. [c.145]

При накатывании в условиях незаполненного контура изменение режимов обработки больше влияет на физико-механические свойства поверхностных слоев металла, чем на деформационное упрочнение стержня, поэтому лишь значительное увеличение радиальной подачи приводит к заметному повышению предела прочности резьбовых соединений. [c.250]

Так же как и при обработке металлов резанием, количество смазочных составов, применяемых при обработке металлов давлением, достаточно велико, и применение их преследует несколько целей. В операциях холодного деформирования металлов основным назначением технологических смазок является снижение трения между инструментом и заготовкой, предотвращение схватывания и заедания , ведуш и.х к появлению брака (задиров и т. п.), улучшение пластических свойств поверхностного слоя металла заготовки. [c.60]

Таким образом, создав на поверхности деформированного-металла тончайшие окисные слои надлежащего состава, можно сильно замедлить диффузионную подвижность и, следовательно, изменить свойства поверхностных слоев металла. [c.136]

Существует большое количество деталей, к свойствам поверхностного слоя металла которых предъявляются иные требования, нежели к свойствам внутренних слоев. Например, зубья шестерен в процессе работы испытывают сильное трение, поэтому они должны обладать большой твердостью. Однако ступица и внутренняя часть зубьев должны иметь небольшую твердость и хорошую вязкость, с тем чтобы зубья не разрушались от толчков и ударов. Следовательно, зубья шестерен должны быть твердыми на поверхности и вязкими в сердцевине. Если деталь работает в морской воде или в среде кислот и щелочей, ее поверхность должна хорошо сопротивляться коррозии. Для повышения устойчивости детали против коррозии требуется определенный химический состав ее поверхностного слоя. Вместе с тем внутренние слои металла не входят в соприкосновение с указанными средами, поэтому могут иметь обычный химический состав. Для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностного слоя деталей осуществляется их тепловая обработка в химически активной среде, называемая химико-термической обработкой. [c.219]

Модель усталостного разрушения с учетом аномальных свойств поверхностного слоя металлов [c.109]

Реакционные газы или газовые смеси применяют с целью определенного изменения свойств поверхностных слоев металла, например цементация, обезуглероживание, азотирование и т. д. [c.397]

Долговечность современных машин в значительной степени зависит от качества поверхностей их деталей. Основными факторами, определяющими износостойкость деталей машин, являются шероховатость их поверхности и физико-механические свойства поверхностного слоя металла. Для работы трущихся деталей шероховатость поверхности имеет огромное значение, так как трущиеся детали, сопряженные друг с другом, прилегают не по всей поверхности. Величина фактического контакта составляет от 20 до 50%. Это вызывает повышенный износ деталей и потерю точности, так как фактическое удельное давление в 2—5 раз больше. Следовательно, конструктор должен назначать не только допуски на размеры, но и оговаривать шероховатость поверхности исходя из того, что чем меньше будет шероховатость, тем меньше будет износ. [c.18]

Физико-механические свойства поверхностного слоя металла [c.104]

Механические и физические свойства поверхностного слоя металла изменяются под влиянием деформации и температуры, возникающих в процессе обработки резанием. Чем грубее обработка, тем больше глубина измененного слоя. Соответственно этим изменениям изменяется и его работоспособность. [c.53]

Для получения поверхностей с минимальными микронеровностями применяют различные методы отделки поверхностей. Эти методы одновременно обеспечивают получение соответствующих физико-механических свойств поверхностных слоев металла твердости, микроструктуры, остаточных напряжений и др. К числу таких методов относятся совместная приработка сопряженных деталей,. совместная притирка сопряженных деталей, доводка с помощью притиров и абразивных зерен, хонингование, суперфиниширование, полирование, раскатка. [c.42]

Химико-термической обработкой называют процесс изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев металла. Такая обработка применима к деталям, от которых требуются твердая и износоустойчивая поверхность при сохранении вязкой и достаточно прочной сердцевины, высокая коррозионная стойкость, высокое сопротивление усталости и т. д. [c.157]

Определение свойств тонких поверхностных слоев. Во многих случаях свойства поверхностных слоев металла на глубине в несколько десятых, а иногда даже сотых миллиметра отличаются от свойств остального материала. Такое отличие зависит от различных термодиффузионных процессов (например, при обезуглероживании), от поверхностного наклепа (при накатке [c.86]

Финишными, заключительными операциями обработки большинства деталей являются процессы шлифования и полирования, которые характеризуются высокой теплонапряжен-ностью процесса и большими удельными давлениями в зоне резания. Значительные изменения температуры и давления в зоне резания, в свою очередь, вызывают изменение структуры, фазового состояния и, на их основе, изменение физико-механических свойств поверхностных слоев металла. Поэтому изучение физико-механических свойств поверхностного слоя является одним из условий установления оптимальных режимов обработки, обеспечивающих достижение не только высокой производительности, точности и шероховатости, но и способствующих улучшению эксплуатационных свойств деталей. Варьирование эксплуатационных свойств деталей можно производить путем создания благоприятных величин наклепа, микротвердости и остаточных напряжений. [c.23]

Очевидно, что природа возникновения белого слоя в данном случае — тепловая, заключающаяся в создании больших температурных градиентов с высокими скоростями нагрева и охлаждения. В то же время нельзя полностью отвергать и другой путь образования белого слоя— действие механических нагрузок и трения. Оба указанных обстоятельства могут оказаться причиной таких изменений свойств поверхностных слоев металлов. [c.88]

Качество обработанной поверхности характеризуется следующими основными признаками физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла степенью шероховатости поверхности. [c.206]

Химико-термической обработкой называют процесс изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев металла. [c.158]

Искусственное образование наклепа на поверхности, обработанной режущим инструментом, изменяет физические свойства поверхностных слоев металла повышает твердость, упрочняет их, создает более благоприятное распределение остаточных напряжений и повышает сопротивляемость кристаллических зерен разрушению. [c.613]

Шероховатость поверхности, получаемая в процессе обработки детали, когда под влиянием деформации и нагрева меняются структура и физические свойства поверхностного слоя металла, оказывает очень большое влияние на эксплуатационные свойства изделия. Правильное назначение параметров шероховатости — важный момент в работе конструктора и технолога. [c.111]

Чистота обработки поверхности. Многие свойства машин и механизмов зависят от качества поверхностей деталей, которые характеризуются чистотой их обработки и физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла. [c.57]

Нанесение гальванических покрытий на поверхность детали приводит к изменению физических свойств поверхностного слоя металла. При этом нанесенные тонкие химически чистые металлические пленки имеют однородную структуру. Увеличение прочности соединения объясняется возникновением прочных металлических связей в зоне контакта и увеличением площади фактического контакта. [c.225]

Электромеханический способ применяют для чистовой обработки цилиндрических, плоских и других поверхностей, а также для восстановления детали при незначительных износах. Способ позволяет одновременно улучшать механические свойства поверхностных слоев металла детали. [c.119]

При взаимодействии магнита с материалом, обладающим ферромагнитными свойствами, вектор поля, воздействующего на сердечники феррозонда, изменяется по направлению и величине. В результате появляется продольная относительно сердечников составляющая поля, а следовательно, и пропорциональный ей электрический сигнал феррозонда. Благодаря значительной глубине (до 10 мм) намагничивания аустенитной стали намагничивающим элементом снижается чувствительность преобразователя к микро-стуктурной неоднородности стали, неровностям торца заготовки (темплета) и к изменениям физико-химических свойств поверхностного слоя металла, вызванным окислением и наклепом. [c.66]

Анализ радиограмм образца из высокопрочного чугуна выполненный Л. И. Марковской, позволил сделать вывод, что в процессе износа содержание углерода в поверхностных слоях увеличивается, а в глубинных слоях уменьшается [44]. Исследование изменений количества Y-фазы и углерода в поверхностных слоях образца показало, что содержание углерода изменялось идентично количеству уфазы. Было отмечено также снижение темпа износа и одновременно увеличение содержания карбидной фазы в поверхностных слоях при увеличении давления. В большинстве случаев появление аустенита в поверхностях трения приводило к увеличению износостойкости материала. Таким образом, было установлено, что в процессе трения в результате интенсивной пластической деформации при повышенных температурах происходит диффузия, приводящая к перераспределению химических компонентов сплава. Процессы фазовых превращений и изменение концентрации химических элементов существенно изменяют свойства поверхностных слоев металла, что влияет на его сопротивление изнашиванию. [c.22]

Однако введение механической обработки не решает проблему эффективного использования материалов. Не говоря з же об увеличении затрат по изготовлению детали, механическая обработка часто усугубляет потерю прочности материала вследствие возникновения новых микро- и макротрещин, вырывов и др. Различный вид нагружения при точении, резании, фрезеровании, шлифовании и пр. обусловливает изменение текстуры, деформацию и степень проявления пластичности и хрупкости материала. Наряду с изменением физико-механических свойств поверхностного слоя металла наблюдается возникновение остаточных растягивающих напряжений. Механизм возникновения этих дефектов и их влияние на свойства деталей достаточно полно освещены в работах М. О. Якобсона, С. В. Серенсена, Г. В. Карпенко, Н. Ф. Сидорова, А. Д. Манасевича и других специалистов. Причинами возникновения остаточных напряжений являются неравномерный локальный нагрев поверхностных слоев металла и его неоднородная пластическая деформация. Их величина и знак зависят от физико-механических свойств обрабатываемого металла, теплового и силового воздействия [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...