Микротвердость и остаточные напряжения

Рис. 43. Распределение микротвердости и остаточных напряжений по глубине образца при сглаживании после двух рабочих ходов

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]

Микроструктура, микротвердость и остаточные напряжения [c.82]

Как уже указали, при ленточном шлифовании понижаются силы и температура в зоне резания на 20—50 % по сравнению с обычным и прерывистым шлифованием, проявляются и многие другие отличия. Основываясь на этих данных, можно ожидать меньших изменений микротвердости и остаточных напряжений при ленточном шлифовании высокопрочных и износостойких сталей, что и было подтверждено нами экспериментально. [c.83]

Состояние поверхностного слоя оценивалось микрострук-турным анализом, замером микротвердости и остаточных напряжений. [c.83]

МИКРОТВЕРДОСТЬ И ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ [c.170]

МИКРОТВЕРДОСТЬ и ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ [c.50]

Сильно развитый заторможенный слой или нарост имеет плохо обтекаемую форму. В результате зерна металла в ПС подвергаются интенсивной деформации, вытягиваются вдоль обработанной поверхности и в них возникают начальные напряжения сжатия. Степень деформации зерен резко снижается по глубине от поверхности, соответственно резко уменьшаются начальные напряжения сжатия. Так как основной причиной возникновения начальных напряжений при низких скоростях резания являются пластические деформации, то в деформированном ПС образуются напряжения одного знака Исследование микротвердости на косом шлифе по глубине ПС показали, что наклеп по зернам феррита и перлита распространяется на ту же глубину, что и остаточные напряжения сжатия (40...50 мкм). При этом степень наклепа по перлиту составляет 25%, а по ферриту - 55%. [c.161]

Ультразвуковое упрочнение обеспечивает большую поверхностную микротвердость, большие остаточные напряжения сжатия и повышенную износостойкость при трении скольжения. [c.173]

Корреляция между распределениями значений микротвердости, остаточных микронапряжений и потенциала указывает в основном на механохимическую природу формирования электрохимической гетерогенности вследствие остаточных напряжении, вызванных термопластическими деформациями (в данном случае структурные превращения, по-видимо-му, не оказали заметного влияния, так как распад мартенсита при нагреве должен был бы вызвать противоположное изменение микротвердости). [c.222]

При алмазном выглаживании глубина наклепанного слоя обычно невелика и редко превышает 0,2—0,3 мм, однако степень наклепа, оцениваемая по увеличению микротвердости, значительна (20—40%). В поверхностном слое создаются остаточные напряжения сжатия, которые порой достигают 75—105 кгс/мм . В сочетании с благоприятной шероховатостью, все это позволяет существенно повысить усталостную прочность деталей. По данным ряда исследователей она увеличивается также на 20—40%. [c.128]

Заготовки образцов подвергали закалке с 1020°С в масле с последующим отпуском при 660 С с охлаждением на воздухе. Перед нанесением покрытия рабочую поверхность подвергали пескоструйной обработке для увеличения шероховатости поверхности и обеспечения лучшей сцепляемости с полимером. В результате микротвердость приповерхностного слоя увеличивалась с 2800 до 4200 МПа и возникали осевые остаточные напряжения сжатия до 500 МПа. Толщина покрытия составляла около 0,1 мм. [c.190]

Хонингование снижает отклонения формы и повышает размерную точность, уменьшает параметр шероховатости поверхности, сохраняет микротвердость и структуру поверхностного слоя, увеличивает несущую поверхность и остаточные сжимающие напряжения. [c.429]

Металлографические исследования и замеры микротвердости показали, что в разнородных соединениях диффузионные прослойки выражены слабо. Поэтому, не исключая влияние структурной неоднородности, можно считать, что основное влияние на снижение усталостной прочности разнородных сварных соединений оказывают неблагоприятные остаточные напряжения. [c.36]

Глубина наклепанного слоя, в зависимости от давления на ролик, определялась на косых срезах по микротвердости Н и приведена на фиг. 74. Измерение остаточных напряжений первого рода проводилось рентгеновским методом. [c.139]

Качество обработанной поверхности характеризуется величиной волнистости, высотой микронеровностей, а также физическим состоянием поверх-ностно го слоя, т. е. изменениями структуры и микротвердости, величиной и степенью наклепа, величиной и знаком остаточных напряжений я т. п. [c.422]

Качество поверхностного слоя оценивали по шероховатости поверхности, микротвердости и остаточным напряжениям. Было установлено, что, несмотря на наличие благоприятных остаточных j напряжений (до 1000 МПа) при глубине действия около 100 мкм и повышении микротвердости до 70%, сопротивление усталости после ряда обработок либо увеличивается на Б. .. 10% после обдувки микрошариками, либо снижается на 10. .. 15% после наклепа роликами. Это связано с тем, что шероховатость поверхности пос- iv ле указанных видов обработки изменялась на 1. .. 2 класса. Обдув- ка стеклянными шариками, сопронождающаяся менее интенсивным повышением микротвердости до 40% при глубине действия остаточных напряжений до 50 мкм, приводит к увеличению предела выносливости на 15. .. 20% из-за меньшей шероховатости поверхности. 3 Аналогичное явление наблюдается после виброшлифования образцов, обдутых дробью. [c.138]

ННСэ типа 12Х2Н4А и других на любых режимах обработки происходят изменения структуры, микротвердости и остаточных напряжений поверхностного слоя деталей, но эти изменения значительно меньше, чем при шлифовании кругами той же зернистости на керамической связке средней твердости при тех же режимах и условиях обработки. [c.93]

Для обеспечения требуемой долговечности узлов трения необходима приработка их деталей. Процесс приработки трухцихся деталей сопровождается не только изменением исходной шероховатости ПС, но также микротвердости и остаточных напряжений, образовавшихся в процессе изготовления, до некоторых оптимальных эксплуатационных значений этих характеристик. [c.100]

В -личина натяга при раскатывании прямым образом влияет на глубину, степень наклепа и остаточные напряжения. Так, при раскатывании отверстий диаметром 10 мм в деталях из титанового сплава ВТ9 увеличение натяга от 0,025 мм до 0,05 мм вызывает повышение микротвердости ПС на 26% дальнейшее повышение натяга приводит к снижению микротвердости до 19% в результате перенаклепа и разупрочнения ПС. С увеличением натяга увеличивается глубина проникновения остаточных напряжений сжатия в ПС, а также их величина (рис.5.36). [c.247]

Критериями входных данных принимались свойства обрабаты-паемых материалов и режимы плпзмепното нагрева срезаемого слоя. Выходные параметры оценивались микроструктурой и распределением микротвердости в зоне резания, а также остаточными напряжениями [c.81]

В поверхностных слоях стальных деталей со специфической структурой, образовавшейся в результате точения, возникают как нормальные, так и касательные остаточные напряжения. Осевые и окружные остаточные напряжения одного знака - сжимающие. Максимального значения нормальные напряжения достигают у поверхности, резко снижаются в зоне пониженной микротвердости и дальше вновь увеличиваются. Глубина распространения и величина сжимающих напряжений зависят от исходной структуры стали и режимов обработки. Касательные напряжения пренебрежимо малы у обработанной поверхности, максимальны в зрне пониженной микротвердости и затем умекыш ются, переходя в напряжения противоположного знака, например, для закаленной и низкоотпущенной стали марки 40Х после точения ТЭ они меняют знак на расстоянии около 320 мкм от поверхности. [c.115]

В пределах одного метода на возможность возникновения дефектов основное влияние оказывают обычно режимы обработки (см. рис. 17). Например, при шлифовании имеется опасность при-жогов — местных изменений структуры поверхностного слоя металла, как следствие высоких мгновенных температур, возникающих в зоне резания, В зоне прижога происходят структурные изменения, например, в виде отпуска металла или закалки с отпуском, изменение микротвердости и возникновение остаточных напряжений. Для каждого материала имеется температура прижого- [c.469]

В настоящее время имеется несколько гипотез, объясняющих влияние предварительного упрочнения на износоустойчивость. По данным работы [37], предварительное упрочнение уменьшает износ за счет деформации смятия и за счет истирания микронеровностей на контакте. Как считают авторы [43] и [101], предварительное упрочнение пластической деформацией способствует диффузии кислорода воздуха в металле и образованию в нем твердых химических соединений РеО, РегОз, Рсз04 в результате окислительного изнашивания, происходящего с ничтожно малой интенсивностью. Согласно гипотезе [109] упрочнение поверхностного слоя рассматривается как средство повышения жесткости поверхностных слоев и уменьшения взаимного внедрения при механическом и молекулярном взаимодействии. На этот счет существуют и другие теории. Так, например, по мнению А. А. Маталина [64], главным фактором, определяющим износоустойчивость, является величина остаточных напряжений после приработки изделий. Между микротвердостью поверхностного слоя и его износоустойчивостью имеется определенная связь в процессе изнашивания микротвердость поверхностных слоев после приработки стремится к оптимальному значению однако в силу одновременного влияния разнообразных факторов (шероховатость поверхности, напряженное состояние поверхностного слоя и пр.) эта связь имеет только качественный характер и не может быть использована для практических расчетов. [c.14]

Значительный интерес представляют исследования влияния наклепа на контактную выносливость углеродистых и легированных сталей после закалки [81 ]. Наименьший уровень остаточных напряжений после наклепа обкаткой шариком имеют стали со структурой сорбита. Существенным фактором повышения контактной выносливости является ликвидация обкаткой структурной неоднородности поверхностных слоев, которая характерна для шлифованных поверхностей, и уменьшение в результате этого разброса микротвердости. Остаточные напряжения сжатия после обкатки тем выше, чем больше сталь после закалки содержала остаточного аустенита, который обкаткой переводится в мартенсит. В стали 14Х2НЗМА, например, количество остаточного аустенита с 30—45 снижалось до 13,5—16,0%, а в стали ШХ15 — с 16—18 до 4,5—6%. При этом пластины мартенсита измельчались и изменялась их ориентация. Глубина упрочненного слоя сталей с мартенситной структурой достигала 0,7—1,2 мм при повышении твердости на 12—25%. [c.99]

Сущность процесса формирования поверхности может быть раскрыта в результате всестороннего микроскопического и профил ографического исследования в сочетании с методами измерения шероховатости поверхности, микротвердости, остаточных напряжений и металлографического анализа. Ограничение исследований измерения высоты неровностей, образующихся при различных условиях обработки, с построением соответствующих графиков и составлением эмпирических соотношений между размерами неровностей и отдельными технологическими факторами дает частные зависимости только в пределах проведенных экспериментов. Такие исследования не определяют общих закономерностей процесса формирования поверхности. В связи с этим совершенствование методов формообразования поверхностных слоев и отработку оптимальных режимов изготовления деталей следует проводить с учетом эксплуатационных свойств поверхности. [c.373]

Образцы, обработанные шлифованием, имели при температуре 20° С предел выносливости 43,4 кгс/мм и при температуре 400° С 39,8 кгс/мм . Изменение предела выносливости при обработке резанием происходит в результате действия наклепа, остаточных напряжений, изменения микрогеометрии, структурных изменений и дефектов поверхностного слоя, характер и величина которых также зависят от метода и режимов обработки. Так, например, основным видом повреждения при грубых режимах шлифования и работе без охлаждения является прижог, который получается в виде характерных строчек. При этом снижаются твердость и микротвердость поверхности, а в поверхностном слое возникают значительные растягивающие остаточные напряжения. Дефекты, возникающие в результате шлифования цементованных образцов из стали 12Х2Н4А, снижают предел выносливости до 50 %. [c.403]

На выносливость сталей заметное влияние оказывает финишная опера-О) ция — шлифование, т.е. важное значение имеет, какими кругами его про- водили. У закаленной стали ШХ15 условный предел коррозионной выносливости в 3 %-ном растворе Na I при базе 5 10 цикл после шлифования алмазным, боразонным и электрокорундовым кругами составляет соответственно 65 25 и 17 МПа [39]. У закаленной стали 40Х наблюдается такая же закономерность, однако различие в величине условного предела коррозионной выносливости значительно меньше. При злектро-корундовом шлифовании происходит отпуск закаленных сталей на глубину 110—150 мкм, микротвердость поверхностных слоев уменьшается на 15—20 % и возникают растягивающие остаточные напряжения 370— 570 МПа. При алмазном шлифовании, благодаря лучшим режущим свойствам алмазов, температура и давление в зоне контакта круга и изделия меньше, чем при электрокорундовом, поэтому в поверхностных слоях закаленных сталей обнаружено некоторое повышение микротвердости и наличие остаточных сжимающих напряжений до 900—1200 МПа [39]. Остается, однако, непонятным, почему при столь значительных сжимающих напряжениях, возникающих в поверхностных слоях образцов в результате алмазного шлифования и низкой шероховатости поверхности, предел выносливости увеличился несущественно, а в коррозионной среде на 10-50 МПа. [c.167]

Состояние поверхностного слоя характеризуется микротвердостью, структурными составляющими, величиной, знаком и характером распределения остаточных напряжений, дефектамимеханической обработки ( прижогами ). Качество поверхности зависит от материала детали, термической обработки и технологического процесса обработки. [c.142]

То, что усталостные разрушения в разнородных сварных соединениях возникали в зоне сплавления металла электрода со сталью, может быть объяснено тем, что в этой зоне действуют максимальные остаточные напряжения (см. рис. 12) и имеется, хоть и небольшая, структурная неоднородность (науглерожен-ная и обезуглероженная зоны). Замеры микротвердости показали, что большей частью разрушения начинаются в месте перехода этих зон. [c.36]

Благоприятные результаты дает комбинированная обработка (рис. 43). Первый рабочий ход производился без тока, в результате чего были созданы сжимающие напряжения 700 МПа. При повторном рабочем ходе тока силой 350 А обра-еовался поверхностный слой глубиной 0,1 мм с максимальной микротвердостью около 6000 МПа. Сжимающие напряжения располагались на глубине 0,05 мм, а их величина достигала 900 МПа. Сопоставление полученной эпюры остаточных напряжений (см. рис. 43) с соответствующими кривыми на рис. 41 показывает эффективность применения предварительной обработки без тока. Это объясняется не только возможностью предварительного наведения сжимающих напряжений, но и измельчением при этом структуры металла. [c.64]

Скоростное резание дает наиболее равномерный наклеп и вызывает появление равномерно распределенных остаточных сжимающих напряжений, а в случае скоростного резания закаленных сталей — появление равномерного слоя металла вторичной закалки. Все это повышает усталостную прочность стали. Силовое резание, наоборот, вызывает неравномерный наклеп (появление двух спиралеобразных полосок с различной микротвердостью, см. фиг. 77, а) и значительные градиенты остаточных напряжений, что приводит к снижению выносливости. При режимах резания, вызывающих перенаклеп поверхности и появление на ней рваных мест, задиров и трещин (что наблюдается при наростообразовании на резце, либо чрезмерном давлении на ролик при обкатке), усталостная прочность стали наименьшая. [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...