Упрочнение поверхностное (наклеп)

Рис. 62. Зависимости пределов выносливости по разрушению (1, 3) и трещинообразованию (2, 4) для не-упрочненных (1, 2) и упрочненных поверхностным наклепом (3, 4) образцов с концентратором напряжений от предела прочности Ов исследованных сталей

Таким образом, вопрос об упрочнении поверхностным наклепом деталей из титановых и жаропрочных сплавов нужно решать с учетом того, при какой температуре они работают. Если она заведомо равна или выше критического порога, упрочнение будет бесполезным и его применять не следует. [c.102]

Упрочненные поверхностным наклепом детали в процессе дальнейшей обработки или при эксплуатации могут подвергаться воздействию повышенных температур и рабочих сред, влияющих на изменение стабильности упрочненного поверхностного слоя. [c.164]

Упрочнение поверхностное (наклеп) 677, 682, 685, 690, 692, 693 [c.805]

Известно в практике работы заводов упрочнение поверхностным наклепом валков обжимного стана 830. В результате обкатки ручьев срок службы валков увеличивается в среднем с 850 до 1400 н работы [58]. Многократное увеличение долговечности получено при эксплуатации таких упрочненных деталей, как клапанные пружины, рессоры, торсионные валы, железнодорожные оси и т. п. [63, 671. Однако данных, характеризующих эффективность поверхностного наклепа деталей диаметром более 200—250 мм, известно очень мало. В то же время в тяжелом машиностроении часто возникает необходимость упрочнения крупных деталей. Суждение об эффективности поверхностного упрочнения для деталей, имеющих диаметр 500 мм и более, может быть высказано на основании исследований пластической деформации поверхностного слоя и остаточной напряженности металла крупных деталей. [c.158]

IV6 Гладкостенный, термически обработанный (отпуск при t 600° С), упрочненный. поверхностным наклепом в заделке 15 Пульсационная 3 0,80 0,20 22 400 В заделке 5,0 [c.203]

Упрочнение поверхностным наклепом должно быть отнесено к одному из самых эффективных способов снижения веса машин и экономии материалов за счет повышения сроков службы деталей, машин. [c.217]

Методами поверхностного упрочнения являются поверхностная закалка, химика-термическая обработка и поверхностный наклеп. [c.133]

Различные способы поверхностного упрочнения детали могут существенно повысить значение коэффициента качества поверхности р (до 1,5—2 и более вместо 0,6—0,8 для деталей без упрочнения). Подробные данные о величине Р в зависимости от способа упрочнения поверхностного слоя (наклепа, цементации, азотирования, поверхностной закалки нагревом т. в. ч. и т. д.) приведены в справочниках. [c.229]

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]

Дробеструйный наклеп, осуществляемый потоком дроби на дробеметных машинах роторного или пневматического типа, позволяет упрочнять детали сложных форм любой твердости без опасности продавливания ранее упрочненного поверхностного слоя. В связи с необходимостью специального оборудования имеет основное применение в массовом и серийном производствах. [c.33]

Упрочнением подступичных частей поверхностным наклепом (обкаткой роликами или шариками) можно повысить предел выносливости валов с концентрацией напряжений на 80... 100 %, причем этот эффект распространяется на валы диаметром 500—600 мм и более. Такое упрочнение получило в настоящее время широкое распространение. [c.319]

Только произведя поверхностное упрочнение путем наклепа можно повысить срок службы деталей машин в 2—3 раза при незначительных дополнительных расходах. Это равносильно тому, что выпуск машин может быть удвоен и утроен. [c.321]

В процессе изнашивания происходит упрочнение поверхностного слоя (наклеп) за счет механического воздействия деформированием, однако возможно и разупрочнение поверхностного слоя в результате нафева или физико-химического воздействия окружающей среды, если она вводится для охлаждения или промывки. [c.124]

Наиболее целесообразно применять выглаживание для достижения шероховатости поверхности 10-го класса и выше. Рекомендуемая исходная шероховатость — 7—8-й классы. При выглаживании происходит упрочнение поверхностного слоя на глубину 0,5—1,5 мм со степенью наклепа 15—200%. [c.448]

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]

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]

При обработке в режиме резания вместе с продуктами коррозии удаляется тонкий поверхностный слой металла в виде стружки скалывания. Очистка поверхности осуществляется в результате хрупкого разрушения слоя окалины при опережающем развитии трещин в окалине и сдвига частиц металла по плоскостям, где касательные напряжения превышают предел текучести. На рис. 115, б показана поверхность образцов, обработанных щетками в режиме резания. Видны канавки, прорезанные в металле режущей кромкой проволочки. Микрорезание характеризуется меньшей степенью упрочнения поверхностного слоя, чем обработка в режиме наклепа. [c.254]

Если рассматривать остаточные напряжения сжатия, возникающие при поверхностном пластическом деформировании, как средние напряжения цикла, то их влияние на сопротивление усталости упрочненных деталей, выражающееся в существенном увеличении разрушающих напряжений, может быть также объяснено увеличением области существования нераспространяющихся усталостных трещин. Действительно, общая диаграмма изменения пределов выносливости сталей, подверженных поверхностному наклепу, хорошо согласуется с экспериментальной диаграммой влияния средних напряжений цикла на область существования нераспространяющихся усталостных трещин. [c.94]

Столь большие изменения удельного объема в сочетании с локальностью процесса деформирования, применяемого при поверхностном наклепе, обусловливают образование в наклепанной зоне значительных остаточных напряжений сжатия. Присутствие в поверхностно-упрочненных пластическим деформированием зонах деталей микротрещин в сочетании с существенным увеличением сопротивления усталости таких деталей свидетельствует о том, что указанные трещины являются неопасными. Их [c.139]

Сравнение приведенных данных с результатами испытаний неупрочненных моделей (см. рис. 1) показывает, что поверхностный наклеп увеличивает предел выносливости по разрушению с 98,5 МПа для моделей неупрочненных осей до 246 МПа для упрочненных. В то же время происходит, хотя и значительно [c.140]

Валы, изготовленные из горячекатаной углеродистой стали, химический состав (%) и механические свойства которой (после нормализации) были С 0,45 Si 0,30 Мп 0,60 Р 0,025 S 0,023 Сг 0,15 Ni 0,16 Ов = 620 МПа ао,2 = 360 МПа 6=18 г[) = 40 %, испытывали на усталость при изгибе с вращением (частота вращения 2-10 мин- ). Пределы выносливости определяли на базе 10 млн. циклов нагружения. Поверхностный наклеп галтелей осуществляли с помощью приспособления, в котором обработка ведется одновременно двумя фиксированными роликами, расположенными один против другого в плоскости, пересекающей образец по линии начала галтельного перехода. Таким образом, направление нажатия роликов в этом случае было перпендикулярным оси вала. Упрочнение проводили по режимам, различная интенсивность которых достигалась изменением давления на ролики. В зависимости от размера вала и радиуса его галтели это усилие варьировали в пределах 0,5—25,0 кН. В каждом конкретном случае режим обкатки подбирали таким образом, чтобы получить на разных валах сопоставимые значения глубины наклепанного слоя. [c.143]

Применение поверхностного наклепа сопровождается образованием в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия из-за неравномерности пластической деформации, а также изменением прочностных свойств поверхностного слоя, связанным с деформационным упрочнением материала (увеличением прочности и плотности, уменьшением пластичности). Проведенные нами исследования, как и данные других авторов, показывают, [c.155]

Поверхностный наклеп приводит к существенному увеличению сопротивления усталости и при циклическом деформировании кручением. При исследовании сопротивления усталости при кручении крупных валов из стали СтЗ И. В. Кудрявцевым и В. М. Андрейко было получено, что ППД галтели приводит к 25%-ному увеличению предела выносливости. Развитие множества мелких трещин, обнаруженных при напряжениях ниже предела выносливости и расположенных по галтелям ступенчатых валов, у поверхностно-упрочненных валов происходило намного медленнее, чем у неупрочненных. [c.156]

Задержку развития трещин малоцикловой усталости в результате ППД наблюдали также при испытаниях образцов с концентраторами напряжений из титанового а-сплава (Ов = = 816...830 МПа = 715...725 МПа = 26% 6 = 9,6%) с различно обработанной поверхностью [10]. Особенно эффективно использование поверхностного наклепа для упрочнения деталей из этого сплава после поверхностного оксидирования. Этот процесс создает на поверхности детали тонкий хрупкий слой, растрескивающийся при довольно низких напряжениях. Поверхностный наклей, тормозящий рост трещин малоцикловой усталости, нейтрализует как действие геометрического концентратора напряжений, так и растрескивание поверхностного оксидированного слоя. При применении ППД для увеличения сопротивления циклическим нагрузкам титана и его сплавов особенно наглядно проявляется эффект остаточных напряжений сжатия, так как в этом случае механические свойства материала в результате наклепа практически не изменяются [2]. [c.168]

Эффект торможения развития трещины малоцикловой усталости в результате применения поверхностного наклепа присутствует и в случае упрочнения высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов [9]. Особенно эффективно применение ППД для этих материалов, когда их поверхность покрыта хрупкими (анодными) пленками. Применение упрочнения до нанесения пленок на поверхность деталей существенно увеличивает их долговечность. [c.168]

Есть основание полагать, что положительное воздействие поверхностного наклепа обусловлено в основном упрочнением поверхностного слоя металла и частично появлением в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия. Одной из разновидностей поверхностного наклепа является абразивная ультразвуковая обработка металла. При этом поверхность в процессе обработки подвергается бомбардировке частицами абразива, получающими энергию от ультразвукового магнитостриктора. Повышение коррозионно-механической стойкости сталей в результате ультразвуковой обработки обусловлено наклепом поверхностных слоев металла, т. е, появлением в этих слоях остаточных сжимающих напряжений, и улучшением чистоты поверхности. [71]. [c.126]

Деформационное упрочнение (наклеп) поверхностного слоя оценивают глубиной и степенью наклепа а интенсивность наклепа по глубине поверхностного слоя — градиентом наклепа и р, являющимся особенно важным параметром поверхностного наклепа после окончательной и отделочной обработки поверхностей силовых деталей [c.53]

Глубина, степень и градиент упрочнения поверхностного слоя зависят от метода и условий обработки резанием. Глубина наклепанного слоя относительно невелика от нескольких микрометров (доводка, полирование, тонкое шлифование) до 200—250 мкм (черновое точение, строгание, фрезерование). При особо тяжелых условиях резания (большая подача и глубина резания, малые скорости резания, отрицательные передние углы) глубина поверхностного наклепа может достигать 1 мм и более. Степень наклепа обычно находится в пределах от 120 до 160%. Градиент наклепа у жаропрочных сплавов после шлифования абразивной лентой с шероховатостью поверхности от V5 до V10 равен соответственно от 2700 до 4000 кгс/мм . [c.53]

Результаты изучения поверхностного наклепа после механического упрочнения исследуемых сплавов даны в табл. 3.7. [c.109]

Деформационное упрочнение поверхностного слоя после механического полирования незначительное как по интенсивности, так и по глубине проникновения в поверхностный слой. Так, в жаропрочных сплавах наклеп от виброконтактного полирования после ЭХО характеризуется /t = Юн-20 мкм и = 5-i-10%. [c.129]

Физическое состояние поверхностного слоя деталей и его напряженность, обусловленные механической обработкой, оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства и прежде всего на их усталостную прочность. Остаточные напряжения и деформационное упрочнение поверхностного слоя в условиях циклического нагружения и рабочих температур могут положительно и отрицательно влиять на сопротивление материала усталости. В связи с этим представляет большой научный и практический интерес изучение устойчивости поверхностного наклепа и остаточных макронапряжений после механической обработки в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. [c.131]

Устойчивость поверхностного наклепа при нагреве и действии внешней нагрузки. Известны единичные работы, в которых изучалась устойчивость деформационного упрочнения поверхностного слоя после механической обработки, однако результаты их оказались противоречивыми даже для случая длительного хра- [c.139]

Поверхностный аклеп повышает в значительной степени зы-носливосгь в условиях действия коррозионной среды [47] в результате образования на поверх-иости детали сжимающих напряжений. Наиболее радикальным способом повышения выносливости в условиях действия коррозионной среды, кроме надлежащей защиты. поверхности является, видимо, применение нержавею1щих высокопрочных сталей, упрочненных поверхностным наклепом. [c.42]

Значительно улучшить стойкость пружин, рессор, как и других деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки, можно в результате поверхностного наклепа (что достигается обдувкой дробью). Возникающие при этом в поверхностном наклепном слое напряжения сжатия повышают предел выносливости (усталости) детали и уменьшают вредное действие возможных дефектов поверхиости. Подобное упрочнение поверхности в настоящее время осуществляют не только на пруж-инах и рессорах, но и применяют для других деталей, испытывающих в работе знакопеременные нагрузки. [c.405]

Пример 143. Определить допускаемое напряжение на переменный изгиб при характеристике цикла г=—0,6, если рассчитывается деталь из легированной конструкционной стали с = 100 KFjuM и а =80 кГ/мм при коэффициенте запаса прочности [л 1=2. Деталь круглого сечения диаметром d=40 мм имеет концентратор, для которого теоретический коэффициент концентрации напряжений а, =1,6. Коэффициент упрочнения от поверхностного наклепа р=1,4. [c.427]

Упрочнение увеличением числа дислокаций до.лжно рассматриваться с учетом двух механизмов (Од(л) и сТд(п я))- Рост плотности дислокаций при их беспорядочном переплетении и образовании леса для объемного упрочнения мало эффективен, так как вместе с активным упрочнением устраняется возможность релаксации пиковых напряжений. В этом случае упрочнение, например наклепом, рационально, как правило, в поверхностном слое, при исходной матрице с высокой пластичностью. Деформационное упрочнение сохранит свое определенное значение, но развитие и совершенствование этого механизма, вероятно, целесообразно в сочетании с последующей перестройкой (полигонизационный нагрев) или сегрегационным закреплением (деформационное старение) созданных дислокаций. [c.10]

Создание остаточных напряжений сжатия и, следовательно, увеличение сопротивления усталости с помощью ППД могут лроисходить не только собственно в зоне наклепа. Существуют способы упрочнения, состоящие в поверхностном наклепе мест, непосредственно прилегающих к концентраторам напряжений, приводящие, как и другие способы ППД, к существенному увеличению пределов выносливости. [c.139]

Интересная особенность была выявлена при испытаниях на усталость аналогичных образцов в коррозионной среде (3 %-ный водный раствор Na l), Качественно результаты этих испытаний аналогичны результатам испытаний на воздухе, однако влияние поверхностного наклепа на замедление роста трещины относительно более высокое в соленой воде, чем на воздухе. Это объясняется тем, что неупрочненные образцы с трещиной, испытанные в коррозионной среде, имеют более низкое пороговое значение амплитуды коэффициента интенсивности напряжений (Ai< o=2,15 МПа-м Я), чем на воздухе (А/Со = 2,7 МПа-м Л). После поверхностного упрочнения значение АКо для образцов, в коррозионной среде практически достигает значений АКо для образцов, испытанных на воздухе. Таким образом, можно заключить, что эффективность применения ППД для замедления роста трещины при циклическом деформировании возрастает при работе деталей в коррозионной среде. [c.153]

Определение критической длины нераспространяющихся усталостных трещин в наклепанных галтелях было выполнено также на крупных валах из легированной стали (0,25 % С 0,36% Si 0,5% Мп 0,015% S 0,015% Р 1,66% Сг 0,19% Ni 0,25% Мо 0,19% V 0,18% Си 0 = 749...840 МПа <Тт = 555...716 МПа 6=20,...10,5 % г ) = 66,2...58,0 %), испытывавшихся для отработки режимов упрочнения рычагов поворотных колес лопастей крупных гидротурбин. Поверхностный наклеп привел к увеличению предела выносливости этих валов (диаметр рабочей части 160 мм, радиус галтели 5 мм) с 125 до 305 МПа. Исследовали трещины в несломавшихся галтелях валов, испытывавшихся при напряжениях аа = 310...320 МПа. Предельная глубина усталостных трещин в этих галтелях была 3,0—3,3 мм. [c.162]

Поверхностный наклеп стали 45, значительно увеличивая лредел выносливости по разрушению, приводит к столь же заметному увеличению предела выносливости и по трещинообра-зованию. Вместе с тем интервал напряжений, при котором возникшая трешина малоцикловой усталости не приводит к разру- шению (разница между пределами выносливости по трещино-образованию и разрушению), сушественно увеличивается в результате поверхностного наклепа, достигая 150 МПа (вместо 90 МПа для образцов без упрочнения). [c.167]

Увеличение предела выносливости по разрушению в результате поверхностного наклепа для стали 16ГНМА существенно ниже, чем для стали 45. Еше меньше увеличивается для этой стали предел выносливости по трещинообразованию. Однако и в этом случае поверхностный наклеп приводит к значительному увеличению зоны с трещинами, не приводящими к разрушению (150 МПа вместо 95 МПа для неупрочненных образцов). Особенно резко изменилась в результате наклепа разница пределов выносливости по разрушению и трещинообразованию для стали 12Х18Н9Т. Если для неупрочненных образцов она составляла 30 МПа, то для образцов, упрочненных поверхностным пластическим деформированием, она достигла 140 МПа. [c.167]

Остаточные макронапряжения, возникающие в процессе механической и электрической обработки. Величина, знак и характер распределения макронапряжений в поверхностном слое суш,е-ственно зависят от вида и условий обработки и физнко-механиче-ских свойств обрабатываемого металла. Поэтому результаты исследования влияния методов и режимов обработки на макронапряжения будут здесь рассматриваться применительно к тем видам обработки (резанию, механическому упрочнению и электрическим методам), которые использовали при исследовании поверхностного наклепа. [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...