Остаточные напряжения при закалке

Г а м а 3 к о в С. М. Остаточные напряжения при закалке внутренних поверхностей и их влияние на циклическую прочность деталей. Вестник мащиностроения , 1951, № 1. [c.275]

Остаточные напряжения при закалке [c.636]

Анализ температурных напряжений для пластически деформируемых тел охватывает ряд задач, относящихся к различным областям техники, — от металлургической, ядерной и космической до расчета конструкций и обработки металлов. Интересным примером служит исследование поля остаточных напряжений при закалке или фазовых превращениях. В различных приложениях необходимо предотвратить разрыхление, так как оно нарушает допуски и таким образом влияет на конструирование деталей машин. В другом случае необходимо знать несущую способность топливных элементов и планировку, обеспечивающую необходимые эксплуатационные условия работы. Разнообразие приложений требует проведения систематического анализа влияния, которое могут оказывать на переходны,е и остаточные напряжения, несущую способность и пластические деформации такие специфические факторы, как упрочнение, изменение предела текучести с температурой, поверхностная теплопроводность и т. д. [c.130]

Рис. 22. Остаточные напряжения при закалке водяной пылью стальной пластины влияние изменения предела текучести с температурой [139]

Закалка из цементационного ящика, дающая структуру твёрдого слоя с остаточным аустенитом (в высоколегированных сталях), хорошо сопротивляющуюся контактным напряжениям. При закалке из ящика следует применять стали, которые не становятся крупнозернистыми при температуре науглероживания. Недостаток этого вида термообработки состоит в повышенном короблении при закалке с высокой температуры (которую можно несколько снизить путём охлаждения в ящике до Л з). [c.319]

Причиной образования значительных остаточных напряжений при поверхностной закалке являются разные условия нагрева и охлаждения поверхности, переходного слоя и сердцевины деталей и разновременность фазовых превращений. Все это вызывает неоднородную пластическую деформацию и остаточные напряжения. При нагреве наружный слой изделия деформируется, а холодная жест- [c.266]

Как показали исследования, увеличение содержания кремния до 3% приводит к увеличению количества остаточного аустенита при закалке стали до 8%. Вследствие этого сопротивляемость стали микроударному разрушению после закалки меньше, чем после повышенного отпуска. При температурах отпуска 300— 350° С происходит снятие внутренних напряжений, распад остаточного аустенита, а также изменения тонкой структуры кристаллов а-фазы. В результате резко улучшаются упругие свойства стали и возрастает ее сопротивляемость микроударному разрушению. Отпуск при температурах выше 400° С ускоряет диффузионные процессы, вызывает рост и коагуляцию карбидной фазы, ослабляет блокировку дефектов кристаллической решетки упругие свойства стали снижаются и, как следствие этого, уменьшается ее сопротивляемость микроударному разрушению. [c.169]

Рассмотрим сначала термообработку металлов. Остаточные напряжения, вызванные закалкой, изучались рядом авторов. Многие результаты, относящиеся к периоду до 1939 г., представляют чисто исторический интерес. А. С. Компанеец [121] корректно сформулировал задачу, связанную с закалкой, в терминах теории пластичности. Выбор процесса закалки в качестве примера применения анализа термопластических напряжений объясняется необходимостью учитывать при анализе по меньшей мере три различных фактора для получения разумного результата. Неоднородное распределение температуры приводит к деформации, значительно превышающей эквивалентную деформацию при текучести. Кроме того, фазовые превращения вызывают необратимые изменения объема. Наконец, достаточно высокая температура требует учета зависи- [c.154]

С точки зрения анализа напряжений влияние температурных эффектов на пластичность может быть изучено на двух уровнях в зависимости от того, какая применяется теория термомеханического поведения — связанная или несвязанная. Большинство важных для техники проблем, касающихся разрыхления, напряжений при сварке, остаточных напряжений после закалки, расчета топливных элементов реакторов и т. д., могут быть достаточно точно изучены в рамках несвязанной теории. При таком подходе температура входит в соотношения между напряжениями и деформациями только благодаря члену, определяющему тепловое расширение кроме того, учитывается влияние температуры на константы материала. [c.203]

Остаточные напряжения после закалки. Появление остаточных напряжений после закалки вызывается двумя основными причинами термическими напряжениями при неоднородном температурном поле и структурными превращениями. Образование остаточных напряжений обусловлено главным образом скоростью охлаждения, кроме того, на образование остаточных на- [c.284]

Одним из эффективных средств регулирования остаточных напряжений после закалки является отпуск. Чем выше температура отпуска, тем больше снимаются остаточные напряжения (рис. 8.9). Для снижения уровня остаточных напряжений важно не только повышение температуры отпуска, но и медленное охлаждение после отпуска. Кроме того, большое значение имеет продолжительность выдержки при отпуске. [c.285]

Напряжения при закалке. В закаливаемом изделии в процессе его нагрева и, в особенности, охлаждения развиваются разнородные, и при этом значительные напряжения. Следствием этого является возникновение значительных остаточных напряжений. [c.173]

Закаленная углеродистая сталь характеризуется не только высокой твердостью, но и очень большой склонностью к хрупкому разрушению. Кроме того, при закалке возникают значительные остаточные напряжения. Поэтому закалку углеродистых сталей обычно не применяют как окончательную операцию, хотя она и может сообщить стали высокую прочность (ств = Г30- 200 кгс/мм ). Для увеличения вязкости и уменьшения закалочных напряжений после закалки применяют отпуск. [c.347]

На количество остаточного аустенита влияет скорость охлаждения при закалке около интервала мартенситного Превращения при температуре ниже 250°С. При больших скоростях охлаждения количество остаточного аустенита на некоторых плавках может резко уменьшиться, что приведет к снижению ударной вязкости после старения. В этой связи детали, закаливаемые в воду, рекомендуется охлаждать в ней только до потемнения поверхности (потеря свечения) с последующим охлаждением на воздухе. При этом достигается быстрое охлаждение в интервале температур, опасном для выделения карбидов по границам зерен, и сравнительно медленное охлаждение при низких температурах, способствующее некоторой стабилизации аустенита и уменьшению внутренних напряжений. При закалке в воду до полного охлаждения в отдельных случаях могут образовываться закалочные трещины. [c.146]

Проведение ВТМО значительно изменяет характер остаточных напряжений. При этом и величина и знак остаточных напряжений зависят от степени обжатия, предшествующего закалке. Характер зависимостей в основном одинаков для всех исследованных сталей. ВТМО почти во всех случаях приводит к изменению знака остаточных напряжений на поверхности. Это относится как к осевым, так и к тангенциальным остаточным напряжениям (рис. 2.26). Увеличение степени деформации приводит к росту сжимающих напряжений на поверхности образцов (рис. 2.27). Эта закономерность не нарушается и при изменении температуры отпуска. Несмотря на то, что увеличение температуры отпуска уменьшает остаточные напряжения (так же как и после обычной закалки), характер зависимости от степени деформации сохраняется. При этом даже при температуре отпуска 380°С на поверхности образцов сохраняются благоприятные сжимающие остаточные напряжения (см. рис. 2.26). [c.98]

Бороться с напряжениями при закалке можно, регулируя скорость охлаждения. При этом подбирается одна охлаждающая среда или Непрерывной называется закалка с непрерывным охлаждением в одной среде. Закалка стали с охлаждением в двух средах называется прерывистой и используется с целью получения структуры мартенсита и уменьшения остаточных напряжений. В начале идет закалка в среде с большей, а затем - с меньшей охлаждающей способностью. [c.441]

Низкотемпературный отжиг (высокий отпуск) применяют после закалки для смягчения структуры и снятия или уменьшения остаточных напряжений. При низкотемпературном отжиге металл нагревают до температуры ниже критической точки Лс, (600—680° С), выдерживают при этой температуре и медленно охлаждают. [c.241]

Низкотемпературный отпуск уменьшает содержание углерода в мартенсите и снимает большую часть остаточных напряжений, вызванных закалкой. Это немного понижает твердость (см. рис. 3, 13), но повышает прочность, вязкость (рис. 25, 26) и сопротивление пластической деформации. Механические свойства сталей, охлаждавшихся при закалке в воде и получивших повышение напряжения, возрастают больше, чем свойства сталей, охлаждавшихся в масле или в расплавленных солях по способу изотермической закалки. [c.1202]

Фиг. 90. Влияние диаметра образцов из хромоникельмолибденовой конструкционной стали на остаточные осевые напряжений) при закалке в воде.

Процесс получения в охлажденном стекле равномерно распределенных внутри стекла остаточных напряжений называют закалкой. Правильно закаленное стекло обладает по сравнению с незакаленным повышенной механической прочностью. Закалку стекла применяют при производстве автомобильных смотровых стекол и др. [c.15]

Охлаждающие среды для закалки. Охлаждение при закалке должно обеспечивать получение структуры мартенсита в пределах заданного сечения изделия (определенную прокаливаемость) и не должно вызывать закалочных дефектов трещин, деформаций, коробления и высоких растягивающих остаточных напряжений в поверхностных слоях. [c.204]

Влияние вида термообработки, режимов шлифования и СОЖ на знак и остаточные напряжения при шлифовании сплава ВТ14 проверяли на плоских образцах, которые прошли три вида термической обработки 1) отжиг при температуре 750 10°С, выдержка 30 мин и охлаждение на воздухе 2) закалка при температуре 950 10°С, выдержка 15 мин, охлаждение в воде с температурой 18°С 3) закалка с последующим старением при температуре 500 20°С, выдержка 15—16 ч, охлаждение на воздухе. [c.108]

Магнитная твердость высокоуглеродистых легированных сталей обусловлена возникнове1П1ем больших внутренних напряжений при закалке магнита на мартенсит. Легирующие элементы повышают прокаливаемость стали, коэрцитивную силу, остаточную индукцию и улучшают температурную стабильность и стойкость постоянного магнита к механическим ударам. [c.320]

Значения Сдст на глубине Д да =5= 0,15 можно выбирать из табл. 36. Толщину цементованного слоя целесообразно брать настолько малой, насколько это допускается глубинной контактной прочностью сердцевины зуба. Некоторые стали склонны к образованию остаточного аустенита при закалке. При его наличии в некоторой области цементованного слоя в ней могут появиться остаточные растягивающие напряжения. Для уменьшения их вредного влияния целесообразно производить обдувку впадин вубьев дробью либо устранять остаточный аустенит обработкой зубчатых колес холодом после закалки. [c.111]

Присутствие остаточного аустенита в структуре некоторых леги рованных сталей уменьшает склонность их к деформации увеличе яие объема стали в результате образования мартенсита компенси руется малым удельным объемом остаточного аустенита. Для уменьшения напряжений при закалке легированных сталей сяедует рекомендовать небольшое подстуживание перед погружением в масло, неполное охлаждение в закалочном баке (до 100—200°) г последующим охлаждением на воздухе и ступенчатую 1акалку в горячих средах. [c.93]

При сборке с помощью глубокого охлаждения необходимо учитывать возможность значительного изменения размеров предварительно закаленных деталей. Изменение размеров является результатом структурных превращений остаточного аустенита в мартенситовую структуру, а также снятия остаточных напряжений после закалки (см. стр. 106). [c.137]

Остаточные напряжения, при К0Т0 рых могут возникать трещины, значительно меньще предела прочности стали, что является следствием общего закона снижения прочности любых материалов при длительном нагружении [17]. Наиболее значительно при продолжительном действии нагрузки прочность стали уменьшается после закалки [18]. [c.812]

Наиболее распространенный маршрут обработки зубчатых венцов цилиндрических колес в станкостроении, автомобилестроении и в общем машиностроении при производстве быстроходных колес 7-й степени точности включает предварительную и чистовую обработку (обычно зубофрезерованне), шевингование, термическую обработку и притирку (или хонингование). Зубчатые венцы сильнонагружен-ных, быстроходных и точных передач (6—7-й степени точности) обрабатывают по маршруту предварнтельное и чистовое зубофре-зерование, термическая обработка и зубошлифование, дополняемое иногда притиркой. У менее ответственных передач 7—8-й степеней точности зубчатые венцы обрабатывают по маршруту предварительное и чистовое фрезерование, шевингование и термическая обработка. Этот маршрут иногда изменяют, выполняя после чистового фрезерования цементацию (науглероживание), а затем до закалки шевингуют зубья. Этот вариант выгоден тем, что шевингованием устраняют большую часть деформации зубьев, происходящую при цементации. Для уменьшения деформации при термической обработке рекомендуется уменьшать глубину резания на предшествующих операциях обработки резанием. При изготовлении высокоточных колес следует чередовать обработку резанием с термическими операциями снятия остаточных напряжений. При производстве менее точных зубчатых колес ограничиваются предварительным и чистовым зубофрезерованием с последующей термической обработкой (или без нее). [c.365]

Суммарные остаточные напряжения при термической обработке будут определиться суммированием (налол<еннем) остаточных напряжений от геплового из.менения объема и структурных изменений. При этом надо иметь в виду, что напряжения от структурных изменений будут зависеть от содержания углерода в стали 1 скорости охлаждения. Поэтому для среднеуглеродистой стали после закалки суммарные остаточные напряжения будут харак-тсризо) аться эпюрой на рнс. 8,4, к, а после нормализации — эпюрой на рис. 8.4, о. Для низкоуглеродистой стали после за- [c.159]

Фиг. 91. Влияние лиаметра образцов из хромоникельмолибденовой коЕК трукциомиой стали на остаточные осевые напряжения при закалке в масле.

Отпуск при 550—600 С в течение 1—2 ч почти полностью снимает остаточные напряжения, BOBHHKUJHe при закалке. Длительность высокого отпуска составляет 1,0—6 ч в зависимости от габаритов изделия. Иногда ее увеличивают до нескольких десятков часов, чтобы снизить опасность возникновения флокенов. [c.217]

Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости стальных изделий вследствие образования в поверхностном слое значительных остаточных напряжений сжатия (до 400—500 МПа) и резко понижает чувствительность к концентраторам напряжений при условии непрерывной протяженности упрочненного слоя по всей упрочняемой поверхности детали. Так, после цементации на глубину 1000 мкм, закалки и отпуска хромомикслепой стали (0,12 % С 1,3 % Сг 3,5 % Ni) предел выносливости образцов без концентраторов напряжений увеличился от 560 до 750 МНа, а при наличии надреза — от 220 до 560 МПа, Цементованная сталь обладает в1)1Сокой износостойкостью и контактной прочностью, которая достигает 2000 МПа. [c.238]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...