Азотированный Напряжения остаточные

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]

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

Увеличение a j можно осуществить путем применения специальной упрочняющей технологии. Упрочнение детали достигается созданием в ее поверхностном слое остаточных напряжений сжатия посредством холодней обработки металла давлением (обкатка закаленными роликами или шариками, дробеструйная обработка и т. п.) или термической и термохимической обработки (поверхностная закалка т. в. ч., цементация, азотирование, ни- [c.154]

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]

Изменение состояния поверхностного слоя. Положительное влияние на стойкость против КР стали типа 18-8 в хлоридах оказывает азотирование [59]. Диффузионное хромирование, сплошные никелевые покрытия также повышают сопротивление КР в различных средах [22, 59]. Хорошие защитные свойства показало алюминиевое покрытие [22]. Обезуглероживание поверхностного слоя коррозионно-стойких сталей также вызывало повышение стойкости против КР. Перспективным способом защиты от КР является создание белого слоя (15—30 мкм) на поверхности стали. Это объясняется более высокой коррозионной стойкостью белого слоя, большой гомогенностью его свойств, а также значительными остаточными напряжениями сжатия в нем [22]. [c.75]

Поверхностное пластическое деформирование (обкатку роликом, наклеп дробью) можно применять для повышения усталостной прочности деталей из ковкого и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Серые чугуны не восприимчивы к такому упрочнению из-за почти полного отсутствия пластических свойств. Обкатка роликом при нагрузке 100—120 кгс, числе оборотов 600 в минуту и подаче 0,2 мм/об с последующим нанесением надреза повысила выносливость на 43% ферритного и на 50—60% ферритно-перлитного чугунов. На основе этих данных отливки из ферритно-перлитного чугуна можно рекомендовать подвергать дробеструйной обработке с целью очистки и упрочнения, а отверстия под подшипники в отливках обкатывать роликами [119]. Высокой эффективностью характеризуется накатка галтелей коленчатых валов дизелей, изготовляемых из высокопрочного чугуна и проходящих азотирование в газовой среде при температуре 560—580° С в течение 96 ч. Глубина азотированного слоя при этом составляет 0,7—0,9 мм. Само азотирование повышает усталостную прочность на 25—30%. Двойная накатка (до и после азотирования) позволяет увеличить усталостную прочность на 60— 70%. Остаточные напряжения, полученные при первой накатке, снимаются нагревом при азотировании накатка обеспечивает получение более правильной формы галтели, заглаживает неровности и риски после механической обработки и повышает эффективность последующего азотирования и повторной накатки [120]. [c.100]

Азотирование. Насыщение поверхности детали азотом приводит к изменению структуры и создает в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия. В результате изменения химического состава, высокой твердости слоя и высоких остаточных напряжений в нем резко повышаются коррозионная стойкость, износостойкость и предел выносливости азотированных стальных деталей. [c.304]

При выборе режимов обработки следует иметь в виду, что с повышением количества азота в слое увеличиваются объемные изменения и остаточные напряжения, в соответствии с чем и возрастает предел выносливости азотированных деталей. Значительное увеличение глубины азотированного слоя связано с понижением остаточных напряжений сжатия в нем и может вызвать понижение предела выносливости. [c.304]

Пластическая деформация после азотирования в зонах концентрации напряжений является недопустимой (даже если она не приводит к разрушению слоя), так как она уменьшает остаточные напряжения сжатия, поэтому правку деталей после [c.304]

Повысить предел выносливости деталей машин на 40—60%, а долговечность в 1—7 раз можно путем увеличения твердости и прочности рабочих поверхностей деталей и созданием в них остаточных напряжений сжатия за счет упрочнения цементацией, нитроцементацией и азотированием. [c.344]

Рис. 37, Распределение внутренних остаточных напряжений по сечению азотированных (при 520 С в течение 60 ч) пластин из стали марки Ст. 3 различной толщины I — I мм 2 — 4 мм . 3 — 5 ММ-, 4 — 5,7 мм

С повышением температуры испытания предел выносливости азотированной стали уменьшается за счет снижения прочности сердцевины, релаксации остаточных сжимающих напряжений и структурных изменений в азотированном слое (табл 31). [c.113]

Следует отметить, что повышение сопротивления усталости азотированной стали в коррозионной среде происходит не только благодаря созданию на поверхности образца коррозионностойкого слон, препятствующего разрушению, но и вследствие образования в нем остаточных напряжений сжатия, максимальное значение которых в нашем случае составляло около 300 МПа. [c.172]

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]

Азотирование. Насыщение поверхности детали азотом приводит к изменению структуры с увеличением объема азотированного слоя, что создает в нем остаточные напряжения сжатия. [c.254]

Повышение коррозионно-усталостной прочности деталей машин, прошедших азотирование, объясняется высоким антикоррозионным свойством азотируемого слоя и наличием остаточных напряжений сжатия в слое. [c.254]

При выборе режимов обработки и качества слоя следует иметь в виду, что с повышением количества азота в слое увеличиваются объемные изменения и остаточные напряжения, в результате чего возрастает приращение предела выносливости азотированных деталей. [c.255]

Значительное увеличение глубины азотированного слоя связано с понижением остаточных напряжений сжатия в нем и может вызвать понижение усталостной прочности. Поэтому глубина слоя должна быть такой величины, чтобы усталостная трещина (разрушение) начиналась в подслойной области, а не во внутренней части слоя. [c.255]

По эффекту азотирование аналогично операции обкатки, так как в обоих случаях в поверхностных слоях создаются остаточные напряжения. [c.253]

Одним из способов повышения твердости поверхности, который позволяет получить остаточные сжимающие напряжения, является азотирование. О влиянии азотирования на выносливость различных образцов, изготовленных из стали, можно судить по табл. 3.6. [c.131]

Предел усталости слоя азотированной стали повышается в результате появления в нем сжимающих остаточных напряжений. [c.405]

Некоторые из этих процессов могут повлечь за собой понижение предела выносливости вместе с тем существуют и такие способы обработки поверхностного слоя детали, применение которых увеличивает выносливость материала. К этим способам относятся а) наклёп поверхностного слоя готовой детали путем обкатки роликами или обдувки дробью б) химико-термическая обработка поверхности азотирование, цементирование или цианирование в) закалка поверхностного слоя токами высокой частоты или газовым пламенем. Упрочняющее действие этих видов обработки объясняется появлением в поверхностном слое детали остаточных напряжений сжатия при суммировании последних с напряжениями симметричного цикла от внешней нагрузки получаются асимметричными циклы напряжений с сжимающим средним напряжением р , менее опасные для детали. [c.556]

Повышение предела выносливости созданием остаточных поверхностных напряжений сжатия. Установлено, что предел выносливости образцов и деталей можно значительно повысить путем создания на их поверхности предварительных напряжений сжатия (накатка роликами, наклеп молотком, дробеструйный наклеп). Напряжения сжатия на поверхности деталей создаются также поверхностным упрочнением, например, азотированием, цианированием и цементацией или поверхностной высокочастотной закалкой. Напряжения сжатия можно обнаружить при разрезке деталей и образцов или постепенным удалением внутренних слоев металла и измерением деформации разрезанных частей. [c.78]

Азотированием называется насыщение поверхностного слоя стальных изделий азотом. Оно осуществляется путем их нагрева в потоке аммиака при 480—650° С. Азотирование применяется для создания очень твердого, износостойкого и хорошо сопротивляющегося коррозии тонкого слоя. Кроме того, азотирование создает на поверхности деталей остаточные напряжения сжатия, значительно повышающие предел выносливости и долговечность деталей. [c.283]

Введение остаточных сжимающих напряжений на поверхности имеет очевидное преимущество в случае коррозии трения. Процессы типа индукционной закалки, обработки дробью, поверхностной обкатки, предварительного нагружения и упрочнение поверхности азотированием и цементацией приводятся в литературе как полезные при работе детали в условиях коррозии трения. [c.221]

Такое влияние азотирования на предел усталости кон струкционных сталей связывают с образованием в поверхностном слое остаточных напряжений [c.182]

Если же нагрев достигает 300—350° С, то появляются термические напряжения, остаточные напряжения уменьшаются. Упрочнение цементированных и азотированных сталей возможно только в узких пределах давлений, например, для азотированной стали I8X2H4BA он равен 560—700 кгс/мм . Меньшие нагрузки практически не влияют на выносливость, большие приводят к появлению треш ин в азотированном слое, Треш ины могут появляться и при завышенном числе проходов, а также при чрезмерно малой иодаче. Оптимальным является 1—2 прохода при подаче 0,1—0,15 мм/об детали. Предел выносливости повышается на 15—20%. Нагрев образцов после упрочнения до 150° С приводит к существенному перераспределению остаточных напряжений в поверхностном слое. При нагреве до 200° С эпюра напряжений почти такая же, как в азотированной стали без упрочнения [108]. [c.100]

Напряжения остаточные—Пример определения 288 Автоскрепленные цилиндры—см. Цилиндры автоскрепленные Азотирование — Влияние на предел выносливости 469, 470 Аистова тензометры 491 Алюминиевые сплавы — см. Сплавы алюминиевые Амортизаторы 352 [c.537]

Азотированные детали отличаются хорошей сопротивляемостью действию переменных напряжений и обладают высоким пределом выносливости, чта объясняется образованием в азотированном слое остаточных напряжений сжатия, которые уменьшаютнапряжения растяжения от внешней нагрузки и, создавая выгодную эпюру напряжений, понижают вредное действие концентраторов напряжений — поверхностных дефектов, резких переходов сечений и т. д. Детали после азотирования приобретают значительную сопротивляемость коррозии на воздухе, а также в пресной воде. Следует отметить, что даже самое легкое шлифование (на 0,05 мм), удаляя сплошной слой нитридов (е-фазу), значительно понижает сопротивляемость азотированных деталей коррозии [c.287]

Образование на поверхности азотированных изделий высокоазотистых фаз связано с большим объемным изменением, что влечет за собой возникновение в упрочненном слое остаточных напряжений сжатия. Возникновение в азотированном слое остаточных напряжений сжатия приводит к значительному повышению предела усталости. Например, для гладких лабораторных образцов (диаметром 7—10 мм) азотирование повышает предел усталости на 30—40 /о, а при наличии концентраторов напряжения (острые надрезы) предел усталости возрастает ва 200—300%. Однако следует иметь в виду, что с увеличением сечения образца эффект от азотирования снижается. После азотирования предел усталости коленчатых валов из хромоникельмолибденовой стали повышается на 25—60%. [c.225]

Твердость и толщина азотированного слоя зависят от температуры и продолжительности азотирования (рис. 108). Чем выше температура азотирования, тем ниже твердость (из-за коагуляции нитридов) и больше толщина слоя (в результате увеличения скорости диффузии азота). Азотирование значительно (на 80—100%) повышает предел выносливости, что объясняется возникновением в азотированном слое остаточных напряжений сжатия. Детали из азотированной стали, работающие при переменных нагрузках, мало чувствительны к поверхностным дефектам (царапинам, рискам от шли( ювания и т. п.), так как напряжения растяжения возникают за пределами азотированного слоя. Это обстоятельство имеет большое практическое значение — понижаются требования к качеству поверхности, а, значит, и удешевляется изготовление азотированных деталей, работающих под значительными переменными нагрузками. [c.138]

Азотирование благоприятно влияет на изменение коррозионной выносливости стальнь1Х изделий, если толщина диффузионного слоя по отношению к сечению образцов сравнительно невелика. В случае соизмеримости с сечением образца, например при испытании проволочных образцов диаметром 1 мм из стали СтЗ в 3 %-ном растворе Na I Н.Д.Томашовым и др. было установлено снижение выносливости, что, по-видимому, можно объяснить повышенной хрупкостью диффузионного слон и низкой его прочностью при изгибе. При соизмеримости толщин диффузионного слоя и сердцевины следует ожидать неблагоприятного распределения остаточных напряжений. При наличии на поверхности большого количества е -фазы в азотированном слое могут возникнуть даже растягивающие напряжения, что приводит к снижению сопротивления усталости стали. [c.173]

В закалённых с малым отпуском зубьях, особенно в зубьях с твёрдой коркой (цементованных, цианированных и азотированных), при недостаточной длительности отпуска могут быть остаточные напряжения растяжения, доходящие до 2000—2500 Kzj M. [48 . При наличии остаточного аустенита остаточные напряжения растяжения (под коркой) будут ещё большими, чем указанные выше, в результате распада аустенита (в корке) при повышенных рабочих температурах и контактных напряжениях. Поэтому в случае закалки цементованных зубчатых колёс непосредственно из цементационного ящика следует производить расчёт зубьев с учётом остаточных напряжений порядка 2500—3500 Kzj M (большие — при большем количестве остаточного аустенита после отпуска). Если зубчатые колёса подвержены действию значительных, но редких перегрузок, то некоторый процент остаточного аустенита в структуре материала поверхностного слоя является даже желательным. [c.274]

При поверхностной закалке токами высокой частоты возникают значительные остаточные напряжения под твёрдым слоем, поэтому она не нашла пока широкого применения. Цианированные и азотированные стали не уступают цементованным в свпротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины поверхностного слоя. Азотированные зубчатые колёса часто применяются в тех случаях, когда неосуществимо шлифование зубьев (например, внутренних) и поэтому необходимо уменьшать до минимума коробление зубчатых колёс.- Наибольшей сопротивляемостью контактным напряжениям отличаются цементованные зубчатые колёса из легированных сталей. [c.317]

Зубчатые колеса, подвергаемые термической или химико-термической обработке после нарезания зубьев. Объемная закалка с низким отпуском без предварительного образования науглероженной корки не обеспечивает высокой твердости рабочих поверхностей зубьев и высокой вязкости их сердцевины. При поверхностной закалке т. в. ч, могут возникать значительные остаточные напряжения растяжения в поверхностном слое во избежание этого необходима тщательная экспериментальная отработка режима закалки для каждого частного случая. Цианированные и азотированные зубчатые колеса не уступают цементованным по сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины твердого поверхностного слоя. Азотирование зубчатых колес обычно применяют в случаях, когда неосуществимо шлифование зубьев (например, внутренних), и поэтому необходимо уменьшать до минимума коробление зубчатых колес при термообработке. [c.408]

В результате изменения химического состава слоя, высокой твердости слоя и высоких остаточных напряжений (60— 120 кГ1мм ) резко повышается коррозионная стойкость, износостойкость и усталостная прочность азотированных стальных деталей. [c.254]

Пластическая деформация после азотирования в зонах концентрации напряжений недопустима (даже если она не приводит к разрушению слоя), так как она уменьшает остаточные напряжения сжатия, поэтому правку деталей после азотирования применять не следует. Для повышения вязкости и прочности азотированного слоя, необходимых для получения хорошего сопротивления усталостным напряжениям, твердость слоя должна быть в пределах 650—700 а для повышения износостой- [c.255]

В некоторых отраслу х машиностроения азотирование начало применяться для создания остаточных напряжений сжатия на поверхности ответственных изделий, подвергаемых действию переменных напряжений с целью повышения у них предела выносливости и долговечности. Прочностное азотирование является ускоренным и не требует применения специальных сталей для азотирования, и оно производится на обычных легированных сталях, у которых имеются элементы, образующие нитриды, например хромоникелевых, хромомолибдет новых и т. д. [c.287]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...