Предел выносливости деталей стали

Одним из наиболее эффективных и технологически простых средств существенного повышения сопротивления усталости деталей и уменьшения их чувствительности к концентрации напряжений при циклическом деформировании является поверхностное пластическое деформирование (ППД), которое в настоящее время успешно применяют при изготовлении деталей из различных металлических материалов (сталь, чугун, сплавы алюминия, титана, магния, бронзы и латуни, сверхтвердые сплавы и др.). При этом пределы выносливости деталей в зависимости от свойств материалов и применяемых для их обработки режимов поверхностного наклепа могут увеличиваться в 2 раза и более, а долговечность — на порядок и более. [c.138]

Цементация или цианирование стали с последующей закалкой вызывает значительное повыщение предела выносливости деталей. Для цементованных и цианированных образцов из мягкой углеродистой стали характерными являются результаты усталостных испытаний, проведенных в ЦНИИТМАШе (рис. 97). [c.306]

Наоборот, образование на поверхности стали мартенситной структуры не только сильно повышает твердость, но в результате большого удельного объема мартенсита создает высокие остаточные напряжения сжатия, увеличивающие предел выносливости деталей. [c.279]

На рис. 19 приведены (по данным ЦНИИТМАШа) результаты испытаний на усталость круглых образцов литой (рис. 19, б) и прокатной (рис, 19, а) сталей. Эти данные показывают, что значительный разброс наблюдается как для литой, так и для прокатной стали и что с ростом размеров образцов разброс уменьшается. Для достоверного определения пределов выносливости деталей требуется значительное количество образцов и соответствующая статистическая обработка, иначе можно легко допустить ошибку при определении сопротивления усталости. [c.32]

Наиболее эффективными средствами повышения пределов выносливости деталей в условиях коррозии являются такие методы поверхностного упрочнения, как наклеп поверхности, поверхностная закалка с нагревом т. в. ч., азотирование и др. Так, обкатка роликами или обдувка дробью повышают предел выносливости образцов из стали 45 в морской воде в 2—2,5 раза, поверхностная закалка с нагревом т. в. ч. — в 3,5 раза, кратковременное азотирование — в 2 раза [49]. Причиной столь эффективного положительного влияния указанных методов являются значительные остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое детали, возникающие в результате их применения, препятствующие образованию и развитию усталостных повреждений (см. табл. 3.17). [c.124]

При использовании вместо углеродистых низколегированных сталей значительно снижается масса деталей, размеры которых определяются статической прочностью. Если размеры деталей определяют по сопротивлению усталости или по жесткости, экономия металла при переходе на легированные стали менее значительна, поскольку пределы выносливости таких сталей близки к пределу выносливости обычных сталей, а модули упругости одинаковы, следовательно, критические нагрузки при расчете на выносливость не зависят от марки стали. [c.485]

Азотирование применяется для повышения износостойкости и предела выносливости деталей машин, изготовленных из легированной стали, содержащей алюминий, хром, молибден и др. [c.547]

Поверхностную закалку стали применяют для повышения твердости, износоустойчивости и предела выносливости деталей (зубьев, колес, шеек валов, направляющих станин металлорежущих станков и др.). Сердцевина остается вязкой, и изделие хорошо воспринимает ударные нагрузки. Используют следующие способы поверхностной закалки закалку с индукционным нагревом газопламенную закалку закалку в электролите. Общим для всех этих способов является нагрев поверхностного слоя до температуры выше критической точки Ас% и последующее быстрое охлаждение для получения структуры мартенсита. Наибольшее распространение имеет поверхностная закалка с индукционным нагревом токами высокой [c.89]

Состояние поверхности основного металла в зоне шва. Пределы выносливости деталей из низкоуглеродистых сталей, сваренных без удаления окисных пленок с поверх.-юсти, ниже, чем у основного металла на 40— 65% и практически не зависят от режима автоматической сварки и сварочных материалов (электродов, флюса). Для низколегированных и среднеуглеродистых сталей прочность снижается еш.е в большей мере. [c.115]

Остаточные напряжения в поверхностных слоях образуются и при нанесении гальванических покрытий. При никелировании возникают растягивающие остаточные напряжения, снижающие пределы выносливости деталей на 10—30% (большие значения откосятся к сталям повышенной прочности). Несколько меньшее снижение прочности наблюдается в случае хромирования и меднения. При нанесении цинкового, кадмиевого и серебряного покрытий усталостная прочность деталей не изменяется. [c.651]

Поверхностным пластическим упрочнением удается повысить прочность деталей из менее дорогих металлических материалов, избежать применения высоколегированных сталей глубокой прокаливаемости. Механическое упрочнение повышает предел выносливости деталей, особенно деталей, имеющих концентраторы напряжений. [c.36]

Для повышения твердости, износостойкости и предела выносливости деталей из конструкционных сталей, работающих при небольших удельных нагрузках. Твердость HR 68—62 глубина слоя после жидкого цианирования 0,15—0,50 мм, после газового цианирования 0,15—0,8 мм [c.552]

Из литературного обзора можно сделать следующие выводы процесс цементации до сих пор применялся для получения твердой поверхности с целью увеличения износостойкости трущихся деталей при этом, как правило, для создания вязкой сердцевины требовались стали с низким содержанием углерода. В последнее время цементацию рассматривают как процесс поверхностного упрочнения, повышающий предел выносливости деталей машин. [c.13]

Оптимальное содержание углерода на поверхности диффузионного слоя для обеспечения высоких прочностных показателей (предела прочности при изгибе, предела выносливости) деталей из цементованных сталей устанавливается 0,8—1,0%. При большем содержании углерода в слое может образоваться грубая цементитная сетка, что приводит к хрупкости слоя и снижает эксплуатационную надежность и долговечность деталей. [c.108]

Противозадирные свойства стали типа ЗОХ повышаются в 5 раз. Предел выносливости легированной стали повышается на 20—40%, а нелегированной на 30—60%. Одно из важнейших преимуществ мягкого азотирования — незначительное изменение размеров деталей (увеличение на 3—10 мкм) и отсутствие деформации. Поэтому рекомендуется сначала проводить окончательную обработку резанием и притирку, а затем мягкое азотирование. Внедрение этого процесса в отечественной промышленности ограничено необходимостью применять дорогие и токсичные цианистые соли и использовать тигли из дорогостоящих материалов, а также необходимостью постоянного контроля и периодической смены состава ванн. [c.145]

Отпуск хромированных деталей при t = 200 °С в течение 2 ч после шли( вания приводит к еще большему (на 30 %) снижению предела выносливости а 1 стали, чем это наблюдается после хромирования без термической обработки. Повышение а хромированных деталей может быть достигнуто проведением отпуска при 450—500 °С и проведением трехкратного отпуска при 200 °С до хромирования, после хромирования и после окончательной механической обработки (рис. 43). [c.156]

Химико-термическая обработка применяется с целью повышения предела выносливости конструкционной стали при циклических нагрузках повышения износоустойчивости трущихся поверхностей деталей и с целью противодействия влиянию внешних сред при нормальной и высокой температуре (устойчивость против коррозии и жаростойкость). [c.139]

Дробеструйное наклепывание применяют для повышения предела выносливости деталей из стали и цветных сплавов, а также для упрочнения сварных швов. Наклепыванию подвергают пружины, листы рессор, зубчатые колеса и другие детали сложных форм после их окончательной обработки. На качество поверхности влияют размер и скорость движения дроби, а также угол, под которым она ударяет обрабатываемую поверхность, расход дроби и продолжительность обработки. Глубина наклепа достигает 0,5— [c.137]

Состояние поверхности основного металла в зоне шва. Пределы выносливости деталей из низкоуглеродистых сталей, сваренных без удаления окисных пленок с по- [c.115]

Для деталей машин и элементов конструкций, подвергающихся в эксплуатации действию циклических напряжений, расчетные методы оценки характеристик усталости — пределов выносливости, долговечностей при напряжениях выше предела выносливости и их рассеяния за последние годы получили значительное развитие. В частности, для расчета пределов выносливости деталей машин все шире стали применять статистическую теорию и основанные на ней уравнения подобия усталостного разрушения, предложенные В.П. Когаевым и С.В. Серенсеном. Проверка этой теории по многочисленным экспериментальным данным подтвердила ее достаточную точность. Методы расчета, вытекающие из теории, вошли в справочную и нормативную литературу, в частности ГОСТ 25.504-82 и стандарт TGL-19340. [c.3]

Влияние температуры. С увеличением температуры предел выносливости уменьшается. Это важно учитывать при расчете деталей, работающих при повторно-переменных нагрузках в условиях высоких температур (лопатки паровых и газовых турбин, клапаны двигателей внутреннего сгорания и т. д.). Так, например, для стали ЗОХМ увеличение температуры от 20° до 400—500° снижает предел выносливости на 22%. [c.203]

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]

Применение наклепа для повышения предела выносливости деталей машин. В настоящее время накоплены многочисленные опытные данные, показывающие, что повышение предела выносливости при применении поверхностного наклепа столь же эффективно для крупных деталей, как и для мелких. Значительный эффект от поверхностного наклепа выявился у крупных деталей машин из разных сталей (углеродистых и легированных), а также из чугунов с шаровидной формой графита [39]. Так, например, зародившаяся усталостная трещина в ненаклепанных валах распространяется по периферии сечения с большей относительной скоростью, чем в наклепанных (относительная скорость— это отношение скорости распространения усталостной трещины по периферии сечения к скорости распространения трещины по радиусу сечения). [c.292]

Упрочняющее накатывание роликами значительно повышает предел выносливости деталей из дуралюмина (Д16) не только в нормальных условиях, но и особенно в условиях активных жидких сред. Таким образом, все рассмотренные выше экснеримен-тальные данные свидетельствуют о значительном эффекте поверхностного наклепа для различных алюминиевых и магниевых сплавов (в особенности для деталей с концентраторами напряжений). Можно утверждать, что упрочнение алюминиевых и магниевых сплавов поверхностным пластическим деформированием аналогично упрочнению сталей как по величине эффекта упрочнения, так и по самой природе упрочнения. [c.299]

Обрабатываемость сталей Г13Л и Г13 резанием очень низкая из-за наклепа под действием режущего инструмента. Обработку производят твердосплавным инструментом (заточку и режимы резания см. [3, 10, 11]). Хорошие результаты дает электроискровая обработка, не снижающая износостойкости обрабатываемой поверхности (несколько снижается лишь предел выносливости деталей после электроискровой обработки). [c.391]

Исследование резу пьтатов дробеструйного наклепа. Определение предела выносливости образцов стали до и после дробеструйного наклепа выявило следующее. Образцы с надрезом, характеризующие поведение деталей в службе, обнаружили в сравнении с гладкими большее повышение предела выносливости. [c.299]

Некоторые виды маркировки резко снижают пределы выносливости деталей. Например, маркировка клеймением образцов толщиной 4 мм из дур-алюмина (Ов = 47 кгс/мм ) или электрона (Од = 28 кгс/мм ) снижает их предел выносливости на 30%. При написании цифр электрокарандашом коэффициент Р для стали, дуралюмина и электрона соответственно равен 0,88 0,8 и 0,57. Вытравливание цифр не снижает предела выносливости образцов из указанных выше материалов. Особенно чувствительны к качеству обработки поверхности титановые сплавы. [c.477]

Только при высоком значении предела выносливости и высокой износостойкости обеспечивается надежность и долговечность деталей машин, работающих нри неременных нагрузках, а для деталей, применяемых на железнодорожном транспорте, помимо их надежности и долговечности, обеспечивается еще и высокая безопасность движения поездов. Как известно, на железнодорожном транспорте нрименяются углеродистые стали обыкновенного качества марок Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4 н Ст. 5, среди них Ст, 3 и Ст, 5 получили преимущественное распространение ири изготовлениу деталей локомотивов. Однако с переходом железнодорожного транспорта на новые виды тяги — электровозы и тепловозы, большинство деталей которых изготовляются нз легированной стали марки 12ХНЗА, изучение износостойкости и предела выносливости легированной стали также становится актуальной задачей. [c.80]

Большинство детале машин испытывает напряжения, возрастающие от нейтральной оси или слоя к поверхности (изгиб, кручение). На поверхности деталей действуют концентраторы, резко увеличивающие напряжения. Известно, что повышение прочности материалов свыше некоторого предела, в частности прочности сталей свыше 120 кгс/мл1-, мало новьшхает предел выносливости деталей из-за роста влияния концентрации напряжений. Большинство деталей маншн выходит из строя вследствие поверхностных разрушений. Поэтому одной из современных тенденций повышения прочности деталей является применение поверхностных уп1)очнений и покрытий. [c.27]

УЗ позволяет снизить высоту микронеровностей в 8—10 раз, получить высокую поверхностную микротвёрдость (рис.2), создать сжимаюш,ие остаточные напряжения в поверхностном слое.Одновременно при УЗ-вой П. о. м. происходит перераспределение остаточных напряжений по всей детали, снижаются остаточные сварочные напряжения и уменьшается концентрация напряжений возле пор, микротреш,ин и т. п., что приводит к повышению коррозионно-усталостной прочности. УЗ-вая П. о. м. алмазным инструментом обеспечивает повышение предела выносливости деталей из аустенитных и мартенситных сталей на 36—44% по сравнению с полированием, износостойкость их возрастает в 1,5 раза. УЗ-вую П. о. м. производят на обычных металлорежущих станках с помощью специальных УЗ-вых головок, к-рые устанавливают вместо режущего инструмента. [c.255]

При выглаживании поверхностей (после точения или шлифования) алмазными наконечниками с радиусом сферы или цилиндра 2—3 мм предел выносливости увеличивается на 25—40 %, износостойкость деталей из легированных сталей на 15—30 %. На грубо-обработанных поверхностях, особенно в местах концентрации напряжений, быстрее возникает и раснространяется коррозия ме-7 195 [c.195]

Определить значение предела выносливости о 1рд для детали круглого поперечного сечения, изготовленной из стали 45. Деталь с грубо обточенной поверхностью имеет выточку, радиус которой г = / = 5 мм (см. рисунок). [c.294]

Величина и знак остаточных напряжений после механической обработки зависят от обрабатываемого материала, его структуры, геометрии и состояния режущего инструмента, от эффективности охлаждения, вида и режима обработки. Величина остаточных напряжении может быть значительной (до 1000 МПа и выше) и оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики деталей машин, их износостойкость и прочность. Выбором метода и режима механической обработки можно получить поверхностный слой с заданной величиной и знаком остаточных напряжений. Так, при точении закаленной стали 35ХГСА резцом с отрицательным передним углом 45° при скорости резания 30 м/мин, глубине резания 0,2-0,3 мм было получено повышение предела выносливости образцов на 40-50% и обнаружены остаточные сжимающие напряжения первого рода, доходящие до 600 МПа [25]. При шлифовании закаленной стали в поверхностном слое были обнаружены остаточные сжимающие напряжения до 600 МПа [26]. В некоторых случаях напряжения первого рода создаются намеренно в целях упрочнения. Например, для повышения усталостной прочности. Такой эффект получают наложением на поверхностный слой больших сжимаюп их напряжений путем обкатки поверхности закаленным роликом или обдувкой струей стальной дроби. Такой прием позволяет создать остаточные напряжения сжатия до 900-1000 МПа на глубине около 0,5 мм [25]. [c.42]

На величину предела выносливости o i оказывают заметное влияние состояние поверхности, свойства поверхностного слоя деталей и внешняя среда, в которой работает деталь. Например, после обработки резцом ti i снижается на 10—20%, после прокатки — на 15—50%, после коррозии в пресной воде — на 30— 70% (в морской воде — на 50—80%). Чем выше углеродистой стали, тем больше снижается а ,. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...