Методы повышения усталостной прочности

Эффективность влияния разрабатываемых методов повышения усталостной прочности часто проверяется испытаниями при комнатной температуре, вместе с тем приводимое далее описание строения изломов, полученных при комнатной и высоких температурах, показывает, что эти два вида разрушения существенно различаются между собой. [c.146]

Сопоставление различных методов повышения усталостной прочности сварных соединений за счет снятия растягивающих и создания сжимающих остаточных напряжений показывает, что сварные соединения с растягивающими остаточными напряжениями имеют низкие пределы усталости. Снятие остаточных напряжений растяжения отпуском или создание в местах концентрации (усиление шва) сжимающих остаточных напряжений точечным нагревом, местным пластическим обжатием и т. п. повышает предел выносливости на 40—110% [47]. [c.19]

Как показали эксперименты, облицовка резко уменьшает предел выносливости основного металла. Однако облицовка деталей сокращает расход дорогих высоколегированных сталей, поэтому разработка методов повышения усталостной прочности облицованных деталей — весьма важная задача для гидротурбостроения. [c.45]

Один из действенных методов повышения усталостной прочности сварных соединений — их низкотемпературный отжиг. [c.151]

Рассмотренные выше конструкционные и технологические методы повышения усталостной прочности сварных соединений можно с успехом использовать для конструкций из низколегированных и среднелегированных сталей. [c.254]

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ [c.365]

Обкатка. Эффективным методом повышения усталостной прочности является обкатка поверхности роликами из закаленной стали под большим давлением. [c.377]

В данной главе рассматриваются некоторые методы повышения усталостной прочности конструкций. Детальное применение этих методов к конкретным конструкциям дается на протяжении всей книги. [c.426]

Рис. 3.16. Конструктивные методы повышения усталостной прочности

Многочисленные исследования показали, что отпуск при температуре 650° С, устраняющий остаточные напряжения, вызванные сваркой, не является, как правило, методом повышения усталостной прочности. Это объясняется тем, что отпуск не только устраняет остаточные напряжения, но и изменяет до некоторой степени механические свойства металла, снижает предел выносливости. Напротив, наложение швов в ряде случаев вызывает в околошовной зоне повышение предела текучести. Если в зоне наибольших растягивающих напряжений от внешних нагрузок созданы остаточные сжимающие напряжения, то последние приносят не вред, а пользу. Таким образом, следует помнить, что остаточные напряжения могут быть не только вредными, но и полезными. [c.237]

В настоящее время широко применяются комбинированные методы повышения усталостной прочности. [c.673]

Эти данные дают основание считать кратковременное азотирование одним из возможных методов повышения усталостной прочности деталей, находящихся под воздействием атмосферной коррозии. [c.19]

Какие существуют методы повышения усталостной прочности деталей [c.82]

Недостатком этих методов является трудность определения требуемой зоны разогрева. Ошибка в положении зоны может привести к отрицательным результатам. Поэтому в производственных условиях метод повышения усталостной прочности путем местного нагрева распространения не получил. [c.332]

Большое влияние на величину усталостной прочности оказывает технология выплавки стали. Повышенной усталостной прочностью обладают стали вакуумной плавки, а также полученные методами электродугового переплава в вакууме или под слоем синтетического ишака. [c.97]

Ранее была отмечена особая чувствительность усталостной прочности титановых сплавов к характеру финишной поверхностной обработки.. Естественно, что многие исследования были направлены на разработку специальных методов поверхностного упрочнения титана, максимально повышающих его предел выносливости. Выявлен наиболее эффективный способ—применение различных видов ППД. Этот способ уже широко используют для многих металлов, а для титановых сплавов он оказался крайне необходимым и перспективным. По исследованиям в этом направлении в настоящее время постоянно публикуется большое число работ (главным образом в периодической литературе). Можно без преувеличения утверждать, что основные резервы повышения усталостной прочности титановых сплавов состоят именно в правильном выборе метода ППД и финишного сглаживания поверхности деталей, подвергающихся циклической нагрузке. Если для стали основная польза ППД заключается в создании сжимающих поверхностных напряжений, то для титановых сплавов, как уже показано, имеет не меньшее значение повышение прочности (за счет наклепа) и однородности механических свойств поверхностных слоев. Часто поверхностный наклеп титана необходим, чтобы снять неблагоприятный эффект предшествующей обработки, которую исключить из технологического процесса не всегда уда ется (например, шлифование или травление). [c.196]

Возможности промышленного применения наноструктурных материалов в качестве конструкционных во многом определяются их усталостным поведением. Усталость — характеристика циклического поведения материалов и повышение прочности металлов и сплавов в наноструктурном состоянии позволяет ожидать увеличения также их усталостной прочности. Однако пока довольно мало известно об усталостном поведении наноструктурных материалов [365-367], хотя тенденция значительного повышения усталостной прочности и долговечности при создании наноструктур методами ИПД наблюдается достаточно отчетливо. [c.213]

Повышение усталостной прочности связано с созданием в поверхностных слоях благоприятных остаточных внутренних напряжений. Принято различать три рода остаточных напряжений 1-го рода — напряжения, которые уравновешиваются в пределах детали или участка ее поверхности 2-го рода — напряжения, которые уравновешиваются в пределах отдельного зерна, и 3-го рода — напряжения, которые уравновешиваются в пределах кристаллической решетки. Усталостная прочность зависит от напряжений 1-го рода, именно их создает поверхностная пластическая обработка. Остаточные напряжения порождаются и термической обработкой и обработкой резанием. Однако получение остаточных напряжений не является целью указанных методов, они являются неизбежным, но побочным и часто нежелательным результатом воздействия нагрева и охлаждения при термической обработке, сил пластической деформации и нагрева при резании. При поверхностном пластическом деформировании в поверхностном слое формируются остаточные напряжения определенной величины и определенного знака. Обычно поверхностные слои деталей в работе испытывают напряжения растяжения. [c.95]

На рис. 7.4 изображена диаграмма значений предела усталости соединений из стали 45, выполненных сваркой трением, в зависимости от последующей технологической обработки в процентном отношении к пределу усталости основного металла. В соответствии с этой диаграммой для повышения усталостной прочности соединений рекомендуются следующие способы 1) термическое улучшение 2) поверхностная закалка токами высокой частоты. Результаты определения рассеивания значений усталостной прочности показали, что эти методы обеспечивают стабильность прочностных показателей, вариационный коэффициент предела усталости не превышает 2%. [c.192]

Упрочнение поверхностного слоя деталей методом чеканки осуществляется специальным бойком со сферическим наконечником или вибрирующим роликом. Суть этого метода заключается в том, что с помощью специального приспособления механического, пневматического или электромеханического типа боек наносит удары по упрочняемой поверхности. При этом можно получить глубину упрочняемого слоя до 35 мм, а твердость поверхности повышается на 30—50% против исходной заготовки. Применяется этот способ для повышения усталостной прочности деталей, имеющих такие концентраторы напряжений, как галтели, бурты, выточки, отверстия (валы, зубчатые колеса и т. п.), а также сварных швов. [c.484]

Поверхностный наклеп является эффективным средством повышения усталостной прочности деталей, работающих в условиях циклических нагрузок. Наклеп может осуществляться различными методами пластической деформации поверхностного слоя дробеструйным и центробежным способами, обкатыванием роликами, чеканкой ударниками и т. д. 166]. [c.157]

В ряде случаев, в частности в рамных конструкциях крупных машин, встречается необходимость одновременного повышения усталостной прочности и сопротивления относительному перемещению деталей. Для этой цели на Ново-Краматорском заводе тяжелого машиностроения успешно применяется предложенный ЦНИИТМАШем метод нанесения рифлений с помощью ударников [67, 75]. Рифления высотой [c.174]

Б а р а ц А. И,, Повышение усталостной прочности валков методом обкатки роликами, Вестник машиностроения , 1955, № 8. [c.587]

При применении более прочных сталей (рис. 10) для повышения усталостной прочности необходимо применять методы обработки, обеспечивающие минимальную шероховатость и отсутствие дефектов, создающих концентраторы напряжений. Это относится не только к сталям, но и к другим металлам и сплавам. Так, например, для лабораторных образцов, выточенных из дюралюмина, коэффициент 3 = 0,85-4-0,9 (т. е. снижение предела выносливости у точеных образцов по сравнению с полированными составляет 15—20%) для точеных образцов из магниевых сплавов р = 0,7-4-0,8. Особенно чувствительны к качеству обработанной поверхности титановые сплавы (табл. 9). Данные табл. 9 показывают, [c.409]

Для повышения усталостной прочности облицованных образцов был принят, так же как и для сварных соединений, метод поверхностного пластического деформирования (наклепа) сварных швов. [c.45]

Наряду с концентрацией напряжений, вызванной геометрическими очертаниями деталей, на усталостную прочность влияет качество поверхностного слоя, т. е. микрогеометрия, как следствие механической обработки, и структурное состояние поверхностного слоя. Повышение усталостной прочности валов и осей достигается упрочнением материала посредством термической или химико-термической обработки, пластическим упрочнением (обкаткой роликами, обдувкой дробью), в результате которого в поверхностном слое образуются остаточные напряжения сжатия, а также шлифованием, полированием и другими методами [17, 22]. [c.408]

Таким образом, анализ и обобщение многочисленных экспериментальных данных позволяют заключить, что метод поверхностного наклепа является весьма эффективным, сравнительно простым и наиболее универсальным средством повышения усталостной прочности сварных конструкций. [c.248]

Снижение анизотропии и повышение усталостной прочности наряду с резким уменьшением ликвации благоприятно сказывается на службе штампового инструмента, штамповые стали для ответственных дорогостоящих штампов выплавляют методами ЭШП и ВДП. [c.287]

Глубина залегания остаточных напряжений после деформирующего протягивания, по сравнению с таковой после обработки различными методами резания, очень большая и достигает нескольких миллиметров (рис. 23—27). Данное обстоятельство, наряду с низкой шероховатостью поверхности (см. гл. I) и наклепом (см. гл. II), может сыграть положительную роль в повышении усталостной прочности и износостойкости деталей. [c.67]

Из других методов можно назвать притирку, термическую обработку и дробеструйную обдувку, которые имеют целью окончательную отделку рабочих поверхностей, упрочение поверхностного слоя и повышение усталостной прочности. [c.486]

Азотирование как метод повышения прочности деталей машин. В кн. Повышение усталостной прочности деталей машин поверхностной обработкой. М., Машгиз, 1952, с. 64—82. [c.307]

Дробеструйная обработка является наиболее характерным из механических методов. Процесс заключается в том, что поверхность подвергают многочисленным ударам твердых (сталь, чугун, стекло и др.) дробинок диаметром 0,5—1,5 мм. Регулируя время обработки, получают желаемую глубину и степень наклепа при напряжениях сжатия, благоприятных для повышения усталостной прочности. Этот метод применяют для сравнительно неточных деталей, работающих при переменных нагрузках (пружины, рессоры и т. п.). [c.266]

Отжиг сварнь1х соединений вели при 750°С в течение 1 ч в вакууме. Как видно из табл. 28, пределы выносливости отожженных сварных соединений достаточно высоки и составляют 76—94 % от предела выносливости основного металла. Направление вырезки образцов по отношению к шву не имеет существенного значения. Таким образом, один из действенных методов повышения усталостной прочности сварных соединений —низкотемпературный отжиг он повышает предел вьрносливости титановых сварных соединений на 25—40 %. [c.157]

Мер с коллегами [337] исследовал другой метод повышения усталостной прочности, заключающийся в азотировании вЫ бранной стали до гальванопокрытия. Было установлено, что усталостная прочность стали 49,2 кГ1мм посредством азотирования увеличивалась до 71,7 кГ мм , а эта величина fia кГ/мм уменьшалась лишь i до [c.388]

Многочисленные исследования показали, что отжиг при температуре 750°, устраняющий остаточные напряжения, вызванные сваркой, не является, как правило, методом повышения усталостной прочности. На фиг. 146 показано, что у отожженных сварных образцов величина предела выносливости снизилась по сравнению с неотожженными и, напротив, у образцов, подвергнутых растяжению при напряжении 30,0 кГ1мм , сопровождающемуся наклепом, предел выносливости повысился. Это объясняется тем, что отжиг не только устраняет остаточные напряжения, но и изменяет до некоторой степени механические свойства металла, снижает предел выносливости. Напротив, наложение швов в ряде случаев вызывает в околошовной зоне повышение предела текучести. Остаточные на- [c.256]

Величина и знак остаточных напряжений после механической обработки зависят от обрабатываемого материала, его структуры, геометрии и состояния режущего инструмента, от эффективности охлаждения, вида и режима обработки. Величина остаточных напряжении может быть значительной (до 1000 МПа и выше) и оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики деталей машин, их износостойкость и прочность. Выбором метода и режима механической обработки можно получить поверхностный слой с заданной величиной и знаком остаточных напряжений. Так, при точении закаленной стали 35ХГСА резцом с отрицательным передним углом 45° при скорости резания 30 м/мин, глубине резания 0,2-0,3 мм было получено повышение предела выносливости образцов на 40-50% и обнаружены остаточные сжимающие напряжения первого рода, доходящие до 600 МПа [25]. При шлифовании закаленной стали в поверхностном слое были обнаружены остаточные сжимающие напряжения до 600 МПа [26]. В некоторых случаях напряжения первого рода создаются намеренно в целях упрочнения. Например, для повышения усталостной прочности. Такой эффект получают наложением на поверхностный слой больших сжимаюп их напряжений путем обкатки поверхности закаленным роликом или обдувкой струей стальной дроби. Такой прием позволяет создать остаточные напряжения сжатия до 900-1000 МПа на глубине около 0,5 мм [25]. [c.42]

Современные методы планирования экспериментов позволяют свести к минимуму объем экспериментов при решении той или иной конкретной задачи. Испытания образцов, как и деталей, проводятся с максимальным приближением к реальным услов1иям дальнейшей работы и позволяют обосновывать средства повышения усталостной прочности, а также дают возможность резко ограничить объем натурных испытаний, созда1вая предпосылки для прогнозирования выносливости деталей. Важное требо-вание — обеспечить сопоставимость условий испытаний. Характер остаточного напряженного состояния детали, градиент изменения структуры и механических свойств, полный учет эффекта масштаба и среды не всегда поддаются точному моделированию на образцах. Поэтому истинную величину усталостной прочности можно зачастую получить, лишь испытывая самую деталь в условиях, приближающихся к конкретным условиям ее работы. [c.8]

Бор. Волокна бора характеризуются высоким сопротивлением сжатию наряду с высоким удельным модулем. Это позволяет использовать их, в особенности для конструкций, работающих под давлением (с ограниченной устойчивостью) и обладающих высокой жесткостью. Свойства волокон высоко стабильны. Благодаря высокому модулю упругости бора в полимерной матрице возникают низкие напряжения. Волокна имеют хорошую адгезию к связующему (матрице), что подтверждают высокие результаты стандартных испытаний на межслоевой сдвиг по методу короткой балки. Сочетание этих свойств ведет к повышению усталостной прочности волокнистых материалов с применением бора, составляющей, как правило, 70% от предельного значения кратковременной йрочно-сти для одноосноармироваиных материалов. [c.83]

Однако практически все виды объемного разрушения начинаются с поверхности. Ив случае объемного разрушения возможно взаимодействие поверхностного слоя с окружающей средой, которое оказывает влияние на процесс последующего разрушения. Роль поверхности в усталостном разрушении и пути повышения усталостной прочности материалов посредством соответствующей поверхностной обработки описаны в литературе, например в [71]. Развитие процесса разрушения при растяжении также происходит с поверхности. В качестве примера можно привести работу [163], в которой исследуются особершости развития микроскопических несплошностей в поверхностных слоях алюминия, деформированного растяжением. Отггосительное изменение плотности по сечению образца измерялось флотационным методом с использованием химической полировки. Изменение плотности но сечениюимеет вид нисходящей кривой с максимумом на поверхности. Наибольшее изменение Д р/р (в 2 раза), связанное с образованием микротрещин, происходит в слое толщиной 2—3 мкм, что позволяет авторам сделать вывод о важной роли поверхностного слоя при разрушении исследуемого материала. [c.106]

Поверхностный наклеп. Как показали последние исследования, наклеп поверхности для титана болёе эффективен, чем для стали. Если для стали основная польза от наклепа заключается в создании сжил/ающих поверхностных напряжений, то для титановых сплавов имеет еще большее значение повышение прочности и однородности механических свойств поверхностных слоев. Часто поверхностный наклеп титана необходим, чтобы снять неблагоприятное влияние предшествующей поверхностной обработки (шлифование, травление и др.). В настоящее время разработаны самые разнообразные методы механического упрочнения поверхности металлов накатка роликами и шариками, вибродинамиче-ское упрочнение, дробеструй или дробемет, гидропескоструй и галтовка и др. [24, 851. Наибольшее упрочнение и повышение усталостной прочности можно получить накаткой роликами или шариками. В табл. 50 приводятся данные по влиянию обкатки на усталостную прочность сплава ВТЗ-1 [46, 65). [c.180]

АНТИКОРРОЗИОННОЕ АЗОТИРОВАИИЕ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ КАК МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ И КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...