Физико-механические свойства поверхностного слоя металла

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]

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]

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]

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]

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

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]

Помимо геометрических факторов на образовании неровностей при чистовой обработке давлением сказываются неоднородность формы и размеров неровностей исходной поверхности, дефекты поверхности (риски, вырывы, царапины), дефекты металла (включения, поры), а также дефекты рабочей поверхности деформирующего элемента. При чистовой обработке давлением в результате пластической деформации изменяются не только размеры заготовки, шероховатость поверхности, но и структура, и практически все физико-механические свойства поверхностного слоя металла. При этом чем выше степень деформации, тем на большую глубину распространяется деформированный измененный слой. [c.8]

ВЛИЯНИЕ ЧИСТОТЫ ОБРАБОТКИ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА [c.138]

Исследования циклической прочности высокопрочных сталей в зависимости от упрочняющей термообработки показали, что с увеличением статической прочности выносливость их также растет. Однако с повышением статической прочности затрудняется механическая обработка. При шлифовании абразивные круги быстро засаливаются и теряют режущую способность, вследствие чего снижается производительность обработки. Из-за высокой теплонапряженности процесса повышается вероятность появления шлифовочных дефектов (прижоги, остаточные напряжения растяжения, трещины и др.), которые вызывают изменения физико-механических свойств поверхностного слоя металла и снижают выносливость деталей. [c.64]

Качество поверхности определяется физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла и степенью гладкости поверхности. [c.32]

Электроискровые разряды, протекающие при упрочнении и наращивании, вызывают существенное изменение физико-механических свойств поверхностного слоя металла. При применении в качестве электрода-инструмента феррохрома или твердых сплавов происходят легирование основного металла, повышение твердости и износостойкости поверхностного слоя за счет образования нитридов и карбидов. С другой стороны, повышение твердости и износостойкости происходит и благодаря образованию закалочных структур вследствие частичного охлаждения переносимых частиц холодной поверхностью деталей. [c.294]

Влияние различных факторов на физико-механические свойства поверхностного слоя металла [c.388]

Многими советскими исследователями [1]—[4] показано, что усталостная прочность изделий в результате применения перечисленных видов обработки резко повышается, что происходит вследствие образующихся в процессе упрочнения в поверхностном слое благоприятных остаточных напряжений сжатия, а также самого упрочнения (изменение физико-механических свойств поверхностных слоев металла). [c.13]

Наряду с положительным защитным влиянием (от воздействия газовой среды), покрытие изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя повышается прочность, но уменьшается его пластичность при низких температурах изменяются также величины а я Е. Поскольку пластичность покрытия невелика (особенно при /min), то происходит быстрое исчерпание ресурса пластичности покрытия и образование в покрытии трещин, являющихся очагами разрушения. Влияние хрупкости покрытий отмечено не только при термоциклическом нагружении [99], но и при многоцикловой механической усталости [9 ГО]. Положительное влияние покрытий проявляется лишь при защите металла от воздействия газовой среды. [c.92]

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]

Упрочнение пластическим деформированием поверхностного слоя (наклепом), повышение физико - механических свойств поверхностного слоя, изменение величины и знака остаточных напряжений в поверхностном слое, улучшение микрогеометрии обработкой поверхности Вибрационная галтовка Чугун, сталь, сплавы из цветных металлов и на основе титана Сохраняется от предшествующей обработки 10-12-й Увеличивается на 10-15% Напряжения сжатия 10-15 0,05 0,2 [c.286]

Физико-механические свойства поверхностных слоев резьбы. Влияние условий и режимов накатывания на микротвердость поверхностных слоев резьбы исследовал В. Г. Петриков [20]. Микротвердость измеряли на продольных шлифах в сечении плоскостью, проходящей через ось стержня, в окрестностях третьего и четвертого витков от торца болта на приборе ПМТ-3 (вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды с нагрузкой 0,5 Н). Первое вдавливание проводили на расстоянии 0,02. .. 0,03 мм от поверхности резьбы. Для исключения влияния технологии изготовления шлифа на степень наклепа металла образец разрезали и предварительно шлифовали вручную при небольших подачах и обильном охлаждении с последующим электролитическим полированием поверхности. [c.247]

При нарезании резьбы структура металла в зоне витков резьбы по характеру близка к исходной при накатывании резьбы физико-механические свойства поверхностного слоя резко отличны от свойств более глубоко лежащего слоя. То же наблюдается при накатывании предварительно нарезанной или шлифованной резьбы. [c.124]

Понятие качество поверхности включает в себя не только ее геометрические характеристики, но оно учитывает и физико-механические свойства поверхностного слоя. В процессе резания поверхностный слой претерпевает весьма значительные пластические деформации. Поэтому его свойства оказываются существенно отличными от свойств исходного металла. Металл в этом слое оказывается наклепанным, его твердость повышается, в нем возникают внутренние напряжения. При очень тяжелых режимах резания в поверхностном слое получаются надрывы и могут возникать поверхностные трещины. [c.163]

Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твердостью, структурными превращениями, величиной и знаком остаточных напряжений, глубиной распространения деформации кристаллической решетки металла. [c.169]

Физико-механические свойства поверхностного слоя зависят от механических свойств металла, т. е. от его твердости и структуры, а также от способа термообработки. Кроме того, при механической обработке поверхностный слой металла под воздействием режущего инструмента претерпевает значительные пластические деформации, вызывающие уплотнение поверхностного слоя металла, такое уплотнение обычно называют наклепом (нагартовкой). Глубина наклепа зависит от выбранного метода обработки, режимов резания и свойств обрабатываемого материала. Например, при точении толщина наклепанного слоя, увеличивается с увеличением глубины резания и подачи, при шлифовании — за счет неправильного подбора характеристики абразивных кругов и режимов возможно повышение твердости поверхностного слоя и образование прижогов. [c.38]

Тепловыделение при ленточном шлифовании металлов и сплавов значительно меньше, чем при шлифовании абразивными кругами. Однако температуры в зоне резания достаточно высокие и могут вызывать существенное изменение физико-механических свойств поверхностного слоя обрабатываемых деталей и приводить к появлению шлифовочных дефектов. [c.37]

Из выражения (117) видно, что сила резания при фрезеровании с плазменным нагревом достаточно сложным образом зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, обусловленных как его природой, так и влиянием термического цикла воздействия плазменной дуги. Сложность и недостаточная изученность последнего влияния на изменение физико-механических характеристик поверхностного слоя металла заготовки не позволяют пока воспользоваться формулой (117) для количественной оценки сил резания при фрезеровании, значения которых могут быть получены экспериментальным путем. [c.150]

Таким образом, пластическая деформация поверхностных слоев в большинстве случаев сопровождает процессы трения и износа как пластичных, так и хрупких металлов, оказывая заметное влияние на величину износа. Поэтому физико-механические свойства поверхностного слоя существенно отличаются от свойств основного материала. [c.274]

Обработка электроэрозионным методом. Нормативное значение шероховатости рабочих поверхностей разделительных штампов, изготовляемых традиционным слесарно-механическим способом, составляет Ra = 0,16-f--н0,63 мкм. При такой шероховатости поверхность имеет направленное расположение неровностей, плохо удерживающих смазочный материал, и примерно одинаковые физико-механические свойства поверхностных и приповерхностных слоев металла. [c.467]

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]

Большой практический интерес представляют приведенные ниже экспериментальные данные о микрогеометрии поверхности и физико-механических свойствах поверхностного слоя металла при обработке протягиванием жаропрочных и титановых материалов. Опыты производились протяжками из быстрорежущей стали Р18, имевшими задний угол а = 3° и передний угол у = 15°. Обработка осущестрлялась при скорости резания и = 1,5 м/мин со см зкой-охлаждением эмульсией с содержанием 10% эмульсола и 2% сульфофрезола. Чистота обработанной поверхности измерялась с помощью профилометра КВ7. Глубина и степень наклепа определялись на косых срезах и посредством рентгенографического анализа. [c.384]

На физико-механические свойства поверхностною слоя обработки оказывает влияние тепловой процесс, отличающийся мгновенностью нагреьа, высокими температурами (800—900 и выше) и большой концентрацией тепла в зоне мгновенного контакта поверхностей инструмента и обрабатываемого металла. Под влиянием этих условий, а также значительных давлений в поверхностном слое помимо деформации зерен металла могут происходить заметные структурные, а нередко и фазовые изменения. Характер этих изменений и зона их распространения определяются условиями шлифования и объектом обработки (физико-механические и технологические свойства обрабатываемого материала, размеры и форма изделия и др.). [c.406]

При работе с одинаковыми режимами резания удельный износ при точении по корке в 10—15 раз больше, чем при получнстовом точении. Это обусловливается отличиями физико-механических свойств поверхностного слоя заготовок и основного материала (значительное возрастание твердости, уменьшение пластичности и резкое повышение хрупкости). Кроме того, поверхностный слой имеет очень неоднородную структуру. В этих условиях режущее лезвие подвергается э( ективному истирающему воздействию абразивного характера, вследствие чего интенсивно изнашиваются его задняя поверхность и режущая кромка. Величина припуска на обработку слитков, слябов, кованых, катаных прутков и штамповок с целью удаления дефектного слоя и выдерживания размера определяется погрешностью формы обрабатываемой поверхности и глубиной поверхностного дефектного слоя. Глубина поверхностного дефектного слоя зависит от технологических условий получения заготовки и температуры нагрева. Припуски на механическую обработку титановых заготовок очень большие. По этой причине в стружку уходят десятки тысяч тонн металла. [c.184]

В зависимости от способа и технологических режимов изготовления резьбы физико-механические свойства поверхностного слоя могут быть одинаковыми или отличными от свойств болееглубоко лежащих слоев металла детали. Например, при нарезании резьбы структура металла в зоне витков резьбы по характеру близка к исходной, так как сравнительно малое сечение стружки и малое усилие резания, наличие острой режущей кромки у инструмента не вызывают значительной пластической деформации и изменения [c.13]

При обработке резанием и методом пластического деформирования под действием возникающих сил и теплоты поверхностный слой обрабатываемой детали претерпевает весьма значительные пластические деформации. Вследствие этого металл в этом слое оказывается наклепанным (упрочненным), его твердость повыщается и в нем возникают остаточные внутренние напряжения. Изменение физико-механических свойств поверхностного слоя деталей, изготовляемых из пластичньГх металлов, обычно сопровождается структурными изменениями. [c.102]

Физико-механические свойства поверхностного слоя, лежащего под обработанной поверхностью, во многом определяют эксплуатационные качества деталей машин. Важнейшими показателями состояния поверхностного слоя являются величина, знак и глубина залегания остаточных напряжений, степень наклепа и толщина наклепанного слоя. Остаточные напряжения, возникающие в поверхностном слое, и его наклеп являются следствием силового поля, создаваемого силами резания, нагрева материала обрабатываемой детали и структурных превращений. При резании металлическим инструментом (точении, фрезеровании, сверлении и т. п.) остаточные напря-,жения образуются главным образом под действием силового поля. Температура имеет второстепенное значение. При обработке хрупких материалов остаточные напряжения сжимающие, а при обработке пластичных металлов чаще всего растягиваюшце. При высокотемпературном режиме (шлифовании) остаточные напряжения образу- [c.139]

Для восстановления нормально изношенных деталей применяют электромеханический способ, при котором достигается значительное повышение физико-механических свойств поверхностного слоя без измененм его химической характеристики. Процесс основан на перераспределении материала восстанавливаемой детали и состоит из двух операций высадки металла и сглаживания посадочной поверхности до определенного размера. Первая операция произво тся пластиной 2 (рис. 85, а) из твердого сплава, ширина поверхности контакта которой меньше под чи в 3 раза. Вторая опе-рш(ия производится твердосплавной пластиной 3, Ш1фина контакта которой значительно превышает подачу. В случае впадин на контактной поверхности образуетш винтовой вьютуп, в случае сглаживания этот выступ уменьшается до требуемого размера. [c.167]

Природа упрочняющего эффекта во многом ост.ается еще неясной. Экспериментальные данные свидетельствуют, что упрочнение стали при обработке кислыми ингибированными растворами сопровождается выглаживанием дна концентраторов напряжений и образованием на поверхности металла защитной фазовой пленки. Это напоминает известный эффект Иоффе. Однако свести эффект упрочнения к эффекту Иоффе нельзя, так как не все ингибиторы вызывают его а лишь некоторые, т. е. наблюдается специфичность действия ингибиторов. Эффект упрочнения в некотором роде противоположен эффекту Ребиндера и связан с изменением физико-химических свойств поверхностных слоев стали. Л ожно предположить, что поверхностно-активное вещество, взаимодействуя с поверхностью. металла, повышает его поверхностную энергию а и, в соответствии с уравнением Гриффитса, прочность Р = Т/ Е а/С возрастает. Таким образом, ингибированный раствор формирует определенное благоприятное физико-механическое состояние поверхностных слоев стали. [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...