Металлы — Выносливость — Влияние обработки поверхности

Влияние обработки поверхности на предел выносливости металлов [c.465]

Металлы — Выносливость — Влияние обработки поверхности 513 [c.632]

Изменение значений пределов выносливости образцов, отмеченное в табл. 13, не связано с остаточными напряжениями, так как ширина этих образцов была мала (поперечное сечение 12 X 40). Результаты этих испытаний могут быть использованы для более полной оценки влияния отжига, а также позволяют судить о влиянии обработки поверхности образцов на их прочность. Как видно, обработка поверхности оказывает весьма существенное положительное влияние на вибрационную прочность. Это связано с тем, что обработка устраняет концентраторы напряжений в виде отдельных поверхностных дефектов, характерных для прокатной корки. Существенное значение обработка поверхности имеет для сварных образцов, в которых она устраняет также и дефекты поверхности в месте перехода от шва к основному металлу. Как видно по данным табл. 13, в этих случаях вибрационная прочность сварных стыковых соединений гораздо выше, чем для необработанных образцов из основного металла и несколько выше, чем для образцов из основного металла с шлифованной поверхностью. [c.113]

О — градиент местных напряжений Уд, V-, — коэффициенты чувствительности металла к концентрации напряжений и масштабному фактору Кр , Крх — коэффициенты, учитывающие влияние на пределы выносливости детали качества обработки поверхности [c.9]

Режим и технология точения также могут определенным образом влиять на усталостную прочность. Высокая скорость резания и большая подача заметно снижают предел выносливости вследствие повышения шероховатости поверхности и появления неблагоприятных поверхностных напряжений. Однако имеются режимы резания, которые создают поверхностный наклеп и сжимающие напряжения, повышающие предел выносливости титана. Замечено отрицательное влияние на усталостную прочность титановых сплавов охлаждения жидкостями (вода, эмульсия и пр.) при высоких скоростях резания точением. В этом случае происходит поверхностное наводороживание и даже появление гидридных пленок и слоев, способствующих возникновению растягивающих напряжений и хрупкости поверхности. Во всех случаях конечные операции механической обработки деталей из сплавов титана, подвергающихся систематическим циклическим нагрузкам, необходимо строго регламентировать, а еще лучше предусмотреть специальную поверхностную обработку, снимающую все неблагоприятные поверхностные явления и упрочняющую металл. [c.181]

Аналогичное влияние качества обработки поверхности на предел выносливости свойственно и другим металлам и сплавам, в частности легким сплавам [82]. Так, для лабораторных образцов, выточенных из дюралюмина, коэффициент р = 0,85 -7- 0,9 (т. е. снижение предела выносливости у точеных образцов по сравнению с полированными составляет 15—10%) для образцов из магниевых сплавов при обточке Р = 0,7 -f- 0,8 для деталей из легких сплавов, содержащих на поверхности литейную корку, окалину и другие дефекты литья, прессования или прокатки, Р = 0,5 0,75 при обдувке песком или дробью литейной или прокатной корки р = 0,8 1,0. [c.146]

Неровности после механической обработки поверхности снижают сопротивление усталости. В результате обработки резанием на поверхности образуется наклеп и возникают остаточные напряжения, значения и знак которых зависят от свойств металла и режимов резания. Наклеп поверхности и остаточные напряжения сжатия повышают сопротивление усталости, а остаточные растягивающие напряжения снижают предел выносливости. В результате суммарного влияния этих факторов происходит снижение пределов выносливости (уменьшение значений Кр , Кр тем больше, чем больше значение временного сопротивления Ов стали и ниже качество обработки поверхности, т.е. больше значение параметра шероховатости Rz), рис. 1.47. [c.93]

Влияние качества поверхности и упрочнения поверхностного слоя. Опыты показывают, что плохая обработка поверхности детали снижает предел выносливости. Влияние качества поверхности связано с изменением микрогеометрии и состоянием металла в поверхностном слое, что в свою очередь зависит от способа механической обработки. [c.278]

Соединения, выполняемые контактной стыковой сваркой, обладают высокими механическими свойствами не только при статических, но и при переменных нагрузках. При сварке низкоуглеродистых и многих низколегированных сталей соединения имеют предел выносливости, близкий к пределу выносливости основного металла. Большое влияние на усталостную прочность оказывает качество провара стыка, а также состояние его поверхности. При грубой обработке поверхности предел выносливости меньше при гладкой, особенно полированной, — больше. [c.143]

Последнее обстоятельство является особенно существенным. Во многих случаях остаточные напряжения в зонах концентраторов сохраняются без изменений даже после нагружения детали до пределов, близких к пределу выносливости или превышающих его. При выполнении сварных швов с небольшими концентраторами роль остаточных напряжений будет также сравнительно небольшой. Если деталь с доброкачественным швом подвергается механической обработке, то усталостная прочность детали будет определяться в основном качеством наплавленного на шов металла и переходной зоны, а влияние остаточных напряжений при этом будет тем меньше, чем мягче и пластичнее свариваемый и наплавленный металл. При недостаточно качественной сварке вредные концентрации напряжений могут возникать в зонах разнообразных дефектов сварки как выходящих на поверхность, так и расположенных в глубине шва. [c.34]

Электролитическое полирование широко применяют для обработки режуш,их инструментов (сверл, фрез, калибров и т, д.), зубьев шестерен, клапанов для подачи горючего и других деталей сложной конфигурации. Электрополирование изделий, кроме улучшения их поверхности, оказывает положительное влияние на коррозионную стойкость, предел выносливости и усталостную прочность металла, так как обеспечивает съем ослабленного поверхностного слоя (в частности, удаление поверхностных микротрещин, которые в работе являются концентраторами напряжений). [c.631]

Холодная обработка. При холодной обработке металлов наблюдается заметной повышение предела пропорциональности и в несколько меньшей степени—временного сопротивления. Этот вид обработки металла оказывает также влияние и на предел выносливости. Умеренная степень холодной обработки металла вызывает увеличение предела выносливости при значительной степени этой обработки он начинает падать. Предел выносливости можно сильно повысить, если обработать поверхность изделия металлической дробью. [c.80]

Как было показано выше, №—покрытия, полученные химическим восстановлением и термообработанные обычным способом, характеризуются значительными растягивающими остаточными напряжениями, вызывающими образование микротрещин в поверхностном слое и способствующими снижению предела усталости основного материала. По-иному протекает образование внутренних напряжений при термической обработке покрытий т. в. ч. При этом способе наиболее быстрому разогреву подвергается лишь тонкий слой покрытия, в котором непосредственно образуются вихревые токи. Что касается основного материала, то он нагревается главным образом за счет теплопередачи. После прекращения действия т. в. ч. тонкий слой покрытия остывает гораздо быстрее, чем нижележащий слой металла. Наступает момент, когда покрытие охладится до такой степени, что перестанет сокращаться, тогда как охлаждение нижележащего слоя металла будет продолжаться, его объем, сокращаясь, будет стягивать наружную твердую корку и создавать в ней сжимающие напряжения. Взаимодействие тепловых и структурных напряжений приводит к характерному для поверхностно закаленных изделий преобладанию напряжений сжатия над напряжениями растяжения. Так, для стальных образцов в закаленном слое образуются сжимающие напряжения, достигающие на поверхности 60—80 кгс/мм , которые на границе закаленного слоя переходят в растягивающие (20—30 кгс/мм ). Оказалось, что эти закономерности применимы и для случаев, когда поверхностным слоем является металлопокрытие, полученное химическим восстановлением солей соответствующих металлов. Подвергая металлопокрытия термической обработке т. в. ч. и соответственно регулируя как скорость нагрева, так и скорость охлаждения, можно добиться изменения характера и величины внутренних напряжений таким образом, чтобы в поверхностном слое преобладали сжимающие напряжения. Для проверки влияния этого фактора на предел выносливости стали 45 были проведены соответствующие испытания. Стандартные образцы консольного типа без покрытия и с покрытием толщиной 40 мкм, с 10% Р, полученным из [c.297]

Большое влияние на предел выносливости оказывает очертание поверхности швов. У выпуклых стыковых швов он более низкий, чем у гладких весьма хорошие результаты получаются при снятии усилений стыковых швов или при их обработке, обеспечивающей плавный переход от шва к основному металлу. Получить соединения с хорошей прочностью можно не только при сварке прокатных элементов, но и при сварке литых деталей или прокатных с литыми. [c.139]

Упрочнение поверхностной закалкой и способами химико-термической обработки повышает несущую способность и усталостную прочность машин. При этом следует иметь в виду, что при одинаковом структурном состоянии поверхностных слоев металла и разной их микрогеометрии предел выносливости металла меняется относительно мало. При одинаковой микрогеометрии и различном физическом состоянии поверхностного слоя предел выносливости изменяется значительно интенсивнее. В ряде случаев высокий технический эффект получается при защите предварительно упрочненных наклепом рабочих поверхностей деталей неметаллическими коррозионно-стойкими пленками. Для устранения вредного влияния структурной неоднородности поверхностных слоев и неравномерной их напряженности в результате термохимической или механической обработки (например, шлифования) рекомендуется производить наклеп поверхности деталей, прошедших химико-термическую обработку или шлифование, что значительно повышает их усталостную прочность и снижает поломки. Теоретические основы, связывающие свойства металлов изнашиваемых поверхностей деталей с условиями процессов изнашивания, показаны в работе [3]. [c.408]

Предыстория изготовления труб или технологическая наследственность , в первую очередь механическая и термическая обработка, во многом обусловливают коррозию под напряжением. Так, формование уиоминаемых выше разрушившихся спиральношовных труб без должной настройки формующих машин привело к созданию в металле остаточных напряжений до 125 МПа (табл. 4). Кроме того, формующие ролики оставили спиральные вмятины на поверхности с соответствующим наклепом и понижением коррозионной стойкости (наблюдались полосы избирательной механохимической коррозии). Остатки прокатной окалины также создают на поверхности коррозионные гальванопары, которые могут привести электрохимический потенциал локальных участков к значениям, при которых возникают трещины. Механическая обработка поверхности (например, при зачистке поверхности трубы скребками) создает неоднородность физико-механического состояния поверхностного слоя и вызывает сильную электрохимическую гетерогенность поверхности, способствующую развитию значительной локальной коррозии. Большое влияние формы и количества неметаллических включений, т. е. степени загрязнения стали, на коррозионную усталость (снижение выносливости) также обусловлено электрохимической гетерогенностью в области включения, усиливающейся при приложении нагрузки вследствие концентрации напряжений. В этом отношении является неудовлетворительным качество стали 17Г2СФ непрерывной разливки в связи с большой загрязненностью неметаллическими включениями (в частности пластичными силикатами), что привело к почти полной потере пластичности листа в направлении поперек прокатки. [c.229]

Описанное влияние режимов обработки и технологической наследственности на выносливость стали, при одинаковой чистоте поверхности, объясняется наклепом, фазовыми превращениями и остаточными напряжениями, которне появляются в приповерхностном слое металла в зависимости от режима обработки [8, 57]. [c.144]

Состояние поверхности. Влияние состояния поверхности, в первую очередь глубины микронепрерывностей, имеющих место на поверхности после различных видов ее механической обработки, на величину предела выносливости исследовалось во многих работах. Полученные при этом результаты однозначно показывают, что с увеличением глубины микронеровностей предел выносливости металлов уменьшается [49, 107]. [c.50]

Влияние качества обработки поверхности. Неровности, получающиеся после механической обработки поверхности, являются источниками кон-иентрации напряжений, существенно снижающей сопротивление усталости. В результате обработки резанием на поверхности образуется наклеп и возникают остаточные напряжения, значение и знак которых зависят от свойств металла и режимов резания. Наклеп поверхности и остаточные напряжения сжатия повышают сопротивление усталости, а остаточные растягивающие напряжения существенно снижают предел выносливости. В результате суммарного влияния этих факторов происходит снижение пределов выносливости с ухудшением качества обработки поверхности, тем более сильно выраженное, чем выше предел прочности стали. Снижение пределов выносливости оценивают ко-аффициентами влияния качества обработки поверхности на величину пределов выносливости Kfo Kfx при изгибе и кручении соответственно. Указанные коэффициенты зависят от предела прочности стали и локазателя шероховатости Rz (рис. 7) [c.147]

Соединения, выполняемые контактной стыковой сваркой, обладают высокими механическими свойствами не только при статических, но и усталостных нагрузках. При сварке малоуглеродистых и многих низколегированных сталей соединения сваренные контактным стыковым способом, имеют предел выносливости, разный пределу выносливости основного металла. Например, для соединений малоуглеродистых сталей, испытываемых при симметричном цикле (г= —1), предел выносливости достигает 16- 19 кГ1мм . Большое влияние на усталостную прочность оказывает качество провара стыка, а также состояние его поверхности. При грубой обработке поверхности предел выносливости меньше при гладкой и особенно полированной больше. Стыковые соединения, сваренные контактным способом, почти не обладают концентрацией напряжений и поэтому рациональны. [c.231]

Как мы уже говорили, коррозионное поражение поверхности металла зависит от распределения электродных потенциалов по поверхности, на которые, в свою очередь, влияют не только структура стали и химический состав отдельных ее компонентов, но и локальные-искажения решетки (наклеп ), вызванные обработкой. С целью выяснения влияния различных видов механической обработки на коррозионные поражения поверхности стали и дальнейшее влияние этих поражений на выносливость Ю. И. Бабей в лаборатории Института машиноведения и автоматики АН УССР провел исследование влияния механической обработки на усталостную прочность стали после ее предварительной атмосферной коррозии [7] и коррозии при попеременном окунании в 3%-ный раствор Na l и высушивании. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...