Упрочнение поверхностного слоя Методы

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]

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]

Упрочнение поверхностного слоя в процессе механической и электрической обработки. Обработка резанием. Деформационное упрочнение поверхностного слоя после различных методов обработки резанием — точения, фрезерования, шлифования и полирования — изучали главным образом на жаропрочных сплавах. [c.89]

Анализ результатов испытаний на усталость показывает, что влияние методов обработки на характеристики усталости при комнатной температуре с увеличением базы испытаний возрастает. При большой базе испытаний (Л = 10 циклов) усталость сплава при комнатной температуре зависит главным образом от упрочнения поверхностного слоя (наклеп). Наибольшее значение сопротивления усталости имеют образцы с глубиной наклепа до 100 мкм после электроэрозионной обработки с последующей виброгалтовкой. Сплав после литья и электрохимической обработки показал наименьшее значение усталости по сравнению с другими методами обработки. Это можно объяснить тем, что литые образцы [c.225]

Для анализа изменений, происшедших в активном поверхностном слое при изнашивании поверхности, применяют также и рентгеновский метод. Этот метод дает возможность судить о химических и фазовых изменениях материала в поверхностном слое, о величине искажений кристаллической решетки, определяющих упрочнение поверхностного слоя образца или детали. На фиг. 56 приведен набор рентгенограмм (каждая, рентгенограмма в виде сектора круга), полученных с одного образца при последовательном стравливании поверхностного слоя на 25—30 мк дли каждого снимка. Такие рентгенограммы позволяют по ширине кольцевых линий (степени их размытости) судить о величине микроискажений крп- [c.57]

Наряду с влиянием металлов с различными исходными характеристиками на закономерности развития процессов схватывания первого и второго рода значительно влияют, как показали результаты лабораторных испытаний, методы обработки металлов (механическое упрочнение, закалка, химико-термическая обработка, электролитическое покрытие поверхностей трения металлами, диффузионное упрочнение поверхностных слоев металла различными элементами при совместном пластическом деформировании при трении, повышение теплоустойчивости металлов путем легирования редкими металлами и т. п.). [c.85]

Упрочнение поверхностного слоя деталей методом чеканки осуществляется специальным бойком со сферическим наконечником или вибрирующим роликом. Суть этого метода заключается в том, что с помощью специального приспособления механического, пневматического или электромеханического типа боек наносит удары по упрочняемой поверхности. При этом можно получить глубину упрочняемого слоя до 35 мм, а твердость поверхности повышается на 30—50% против исходной заготовки. Применяется этот способ для повышения усталостной прочности деталей, имеющих такие концентраторы напряжений, как галтели, бурты, выточки, отверстия (валы, зубчатые колеса и т. п.), а также сварных швов. [c.484]

Для всех указанных методов характерным является упрочнение поверхностного слоя, повышение твердости и прочности, уменьшение вязкости V пластичности. [c.266]

Основными преимуществами методов холодного пластического формообразования шлицев по сравнению с фрезерованием червячными фрезами являются увеличение производительности от 2 до 40 раз, повышение чистоты поверхности на 30—40% и упрочнение поверхностного слоя шлицев по сравнению с исходным материалом заготовки от 8 до 80%- [c.77]

Методы обработки основаны на использовании пластических свойств металлов, т.е. способности металлических заготовок принимать остаточные деформации без нарушения целостности металла. Отделочная обработка методами пластического деформирования сопровождается упрочнением поверхностного слоя, что очень важно для повышения надежности работы деталей. Детали становятся менее чувствительными к усталостному разрушению, повышаются их коррозионная [c.434]

В табл. 31.1 приведены значения производительности, характеристики упрочнения поверхностного слоя и среднее арифметическое отклонение микропрофиля обработанной поверхности для различных материалов и методов обработки на оптимальных режимах. [c.582]

Один из методов численного определения величины Отк заключается в применении формулы (22). При горячей обработке давлением дополнительное упрочнение поверхностного слоя металла может быть вызвано его охлаждением в результате соприкосновения с холодной поверхностью инструмента. [c.44]

Упрочнение стеклоизделий путем химического травления обусловлено сглаживанием устья микротрещин, имеющихся в поверхностном слое стекла, либо стравливанием поверхностного слоя. Метод, как установлено, чрезвычайно эффективен, однако упрочняющий эффект нестабилен. [c.99]

В работе [41 ] рассмотрены результаты экспериментов по исследованию влияния инактивной (вазелиновое масло) и активной (вазелиновое масло + 2 % олеиновой кислоты) смазок на дислокационную структуру и упрочнение некоторых металлов с ГЦК решеткой (коррозионно-стойкая сталь и алюминий) при трении. По сравнению с сухим трением инактивная среда не влияет на дислокационную структуру исследуемых металлов. Исследование методами электронной микроскопии и микротвердости показало, что активная среда значительно упрочняет поверхностный слой металла по сравнению с трением в неактивной смазочной среде. При некотором уровне упрочнения в активной среде происходит более интенсивное разупрочнение, что объясняется проникновением молекул ПАВ в трещины поверхностного слоя и разрушением. Кроме того, при трении в среде ПАВ уменьшается глубина наклепанного слоя, так как более интенсивное упрочнение поверхностного слоя оказывает экранирующее действие для распространения в глубь металла пластической деформации. [c.46]

Прошивки по своей конструкции и области применения аналогичны протяжкам, но отличаются отсутствием хвостовой части и небольшой длиной (не более 15 диаметров), что связано с работой прошивки на продольный изгиб. Припуск, снимаемый прошивкой, небольшой,— менее 1 мм. Протяжки и прошивки, обрабатывающие заготовку методом пластической деформации поверхностных слоев металла (без снятия стружки), называются выглаживающими или деформирующими. Они дают гладкую, блестящую поверхность со значительно упрочненным поверхностным слоем и шероховатостью Ra = 0,1...0,4 мкм. Профиль зубьев таких инструментов — выглаживающих дорнов — показан на рис. 7.4. [c.125]

Эти методы позволяют получить более глубокий упрочненный поверхностный слой заготовки — глубиной в несколько миллиметров, а в некоторых случаях даже десятков миллиметров. [c.300]

Механическое упрочнение заключается в упрочнении поверхностных слоев металла пластическим деформированием. Технологически —это простой и в то же время эффективный метод упрочнения рабочих поверхностей деталей из стали, чугуна и различных цветных сплавов. Механическое упрочнение производится различными способами дробеструйным, накаткой гладкими роликами или шариками, чеканкой, ротационно-ударным наклепом шариками, дорнованием и др. [c.35]

Сущность процесса. Упрочнение чеканкой заключается в том, что с помощью специальных приспособлений с бойками по поверхности детали наносят многочисленные удары, вызывающие пластическую деформацию поверхностного слоя. Метод позволяет повысить твердость поверхности по сравнению с исходной на 30—50% при большой глубине наклепанного слоя (3—35 мм). Чистота поверхности 2—4-го классов. [c.559]

Важнейшими показателями качества поверхностного слоя детали является степень и глубина наклепа поверхностного слоя. Наиболее чувствительным методом наблюдения за физико-механическим состоянием поверхностного слоя является оценка дислокационной структуры поверхностного слоя. Метод оценки дислокационной структуры поверхностного слоя деталей после механической обработки является структурно-чувствительным. Он позволяет с большей точностью определить зону упрочнения поверх- [c.126]

Кроме уже рассмотренных способов упрочнения поверхностного слоя изделий проведением закалки т. в. ч. и ХТО, в технике широко используются методы механического упрочнения. Из них наиболее важное значение имеет дробеструйная обработка, при которой поверхность уже полностью механически обработанных деталей обрабатывается дробью. Такая обработка осуществляется с помощью специальных дробеструйных установок, выбрасывающих стальную или чугунную дробь на поверхность обрабатываемой детали. Удары быстро летящей дроби вызывают пластическую деформацию поверхностного слоя металла на глубину от 0,15 до 0,30 мм. При этом поверхностный слой наклепанной стали становится более твердым, 210 [c.210]

Из других методов можно назвать притирку, термическую обработку и дробеструйную обдувку, которые имеют целью окончательную отделку рабочих поверхностей, упрочнение поверхностного слоя и повышение усталостной прочности. [c.573]

Специальные технологические приемы обработки поверхности вала. В качестве чистовой обработки поверхности вала рекомендуется применять направленное шлифование с углом наклона шлифовального круга 3— 5° Некоторые исследователи предлагают заменить шлифование металлических поверхностей, работающих в контакте с резиновыми манжетами, технологической операцией, заключающейся в накатке роликом [83, 84]. Такой метод чистовой обработки высокопроизводителен, дает возможность получить высокую чистоту поверхности, а также приводит к упрочнению поверхностного слоя. Опыты показали, что долговечность работы манжет по накатанной поверхности в 1,5 раза больше, чем по шлифованной поверхности одного и того же класса шероховатости. [c.77]

УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ. Повышение прочности и твердости пластически деформированного при обработке резанием металла по сравнению с его исходным состоянием рассматривают как упрочнение поверхностного слоя.Степень упрочнения слоя металла, непосредственно примыкающего к обработанной поверхности, а также степень упрочнения деформированной стружки и нароста оценивают различными методами. [c.92]

Универсальные методы повышения износостойкости деталей машин 1) обеспечение благоприятных условий трения и изнашивания 2) повышение качества поверхностей трения 3) упрочнение поверхностных слоев материала деталей 4) оптимизация характера внешних воздействий п др. [c.93]

Формирование поверхностного слоя методами технологического воздействия. Качество поверхности деталей машин зависит в основном от метода и режимов проведения отделочной обработки при определенных условиях поверхностный слой может быть упрочнен в сравнении со свойствами основного металла, а иногда получается ослабленным. [c.189]

Чрезвычайно перспективна и значительно менее разработана крупнейшая область научных и технических знаний о методах изменения свойств поверхностных слоев деталей в заданном направлении. Это изменение осуществляется следующими методами химикотермической обработкой, поверхностной термической обработкой, механическим упрочнением, применением покрытий, термомеханической обработкой, электрическим упрочнением. Наряду с хорошо изученными и давно применяющимися методами упрочнения поверхностных слоев цементацией, азотированием и электролитическим хромированием разрабатывается и начинает внедряться много [c.43]

К методам упрочняющей технологии могут быть отнесены и методы нанесения износостойких покрытий, и методы механического упрочнения поверхностного слоя деталей [c.80]

Методы обработки основаны на использовании пластических свойств металлов, т. е. способности металлических заготовок принимать остаточные деформации без нарушения целостности металла. Отделочная обработка методами пластического деформирования сопровождается упрочнением поверхностного слоя, что очень важно для повышения надежности работы деталей. Детали станонится менее чувствительными к усталостному разрушению, новьипаются их коррозионная стойкость и износостойкость сопряжений, удаляются риски и микротрещины, оставшиеся от предшествующей обработки, В ходе обработки шаровидная форма кристаллов поверхности металла может измениться, кристаллы сплющиваются в направлении деформации, образуется упорядоченная структура волокнистого характера. Поверхность заготовки принимает требуемые форму и размеры в результате перераспределения элементарных объемов под воздействием инструмента. Исходный объем заготовки остается постоянным. [c.385]

Электроэрозионная обработка имеет ограниченное применение для обработки силовых деталей авиационных и ракетных двигателей из жаропрочных сплавов. Но поскольку в некоторых случаях этот метод применяется, например, для обработки лопаток турбин за одно целое с диском в ТНА, то следовало выяснить состояние поверхностного слоя и его влияние на усталостную прочность. Исследование показало, что поверхностный слой сплава ЭИ437А после электроэрозионнрй обработки и последующей термообработки (см. табл. 3.6, режим 35) имеет глубину упрочненного слоя до 35—50 мкм. Интенсивность упрочнения поверхностного слоя при этом незначительна и составляет примерно 13—15%. Такая глубина и степень упрочнения поверхностного слоя связаны с особенностями физико-химических процессов электроэрозионной обработки высокими мгновенными температурами на отдельных участках обрабатываемой поверхности, насыщением поверхностного слоя, преимущественно по границам зерен, углеродом из рабочей жидкости (керосина) и образованием в нем карбидов хрома и титана [1 ]. [c.109]

Разрешая, например, операцию шлифования или требуя применения методов упрочняющей технологии, конструктор тем самым, не нормируя количественно физических характеристик поверхности, предусматривает в первом случае возможность образования дефекгного слоя, сопровождающего процесс шлифования, или предусматривает во втором случае упрочнение поверхностного слоя с образованием в нем наклепа и остаточных напряжений. [c.185]

Одним из эффективных способов упрочнения поверхностного слоя деталей методом пластического деформировапия является обкатывание роликами или шариками с помощью различных нриспо- [c.483]

Вопросы механического упрочнения поверхностного слоя деталей машин еще не изучены для многих новых материалов, внедренных уже в машиностроение и создаваемых вновь. Поэтому наряду с дальнейшей систематизацией и обобщением факторов, обусловливающих природу поверхностного упрочнения на основе уже проделанных испытаний, необходимы такие же работы по новым материалам и по неизученным технологическим процессам. Для того чтобы обеспечить высокую теплостойкость многих деталей, применяют биматериалы, в которых два разных материала соединяются путем молекулярной диффузии при температурах в несколько тысяч градусов. О свойствах поверхностного слоя таких деталей и технологических методах их облагораживания известно очень мало. Это новые вопросы технологии улучшения качества поверхностного слоя деталей машин. [c.246]

К методам упрочнения поверхностного слоя пластической деформацией относятся дробеструйная обработка, накатывание роликами, покрытие твердыми сплавами — для внешних поверхностей для отверстий— раскатка роликами, калибрование шариками, прошивание выглаживающими протяжками (дорнова-ние). К числу эффективных методов относятся также электрогидравлический удар, струйно-абразивное полирование, импульсный гидронаклеп струей высокого давления (10—20тыс. ат.). [c.36]

Выбор способа химико-термической обработки обусловлен не только требованиями, предъявляемыми к поверхностному слою, но и температурой, прн которой выполняется эта обработка, и теплостойкостью стали. Наиболее универсальными и эффективными методами упрочнения поверхностного слоя инструментов из быстрорежущих сталей является жидкое цианирование, карбонитрация, ионное азотирование и вакуумно-плазменное нанесение износостойких покрытий. Основные способы химико-термической обработки, применяемые в качестве заключительной операции для повышения стойкости инструментов из быстрорежущих сталей, приведены в табл. 18. [c.613]

Упрочнение поверхностного слоя заготовки при обработке резанием. Результатом упругого и пластического деформирования материала обрабатываемой заготовки является упрочнение (наклеп) поверхностного слоя. При рассмотрении процесса стружкообразования считают инструмент острым. Однако инструмент всегда имеет радиус скругления режущей кромки р (рис. 6.12, а), равный при обычных методах заточки примерно 0,02 мм. Такой инструмент срезает с заготовки стружку при условии, что глубина резания t больше радиуса р. Тогда в стружку переходит часть срезаемого слоя металла, лежащая выше линии D. Слой металла, соизмеримый с радиусом р и лежащий между линиями АВ и D, упругопластически деформируется. При работе инструмента значение радиуса р быстро растет вследствие затупления режущей кромки, и расстояние между линиями АВ и D увеличивается. [c.308]

Наряду со штамповкой взрывом, при которой происходит одновременное упрочнение поверхностного слоя детали, а также возможно осуществление плакирования, достаточно разработанными являются и такие нетрадиционные методы формообразования, калибровки, как электрогидроимпульсный и магнитоимпульсный. [c.351]

Для получения таких характеристик материала применяют различные технологические методы. Гак, напрмер, для повьппения износостойкости, коррозионной стойкости, жаропрочности и т.п. нашли широкое применение различные способы упрочнения поверхностного слоя деталей. [c.247]

Учитьшая продолжающуюся до настоящего времеш дискуссию о более сильном или более слабом упрочнении поверхностных слоев, возникает вопрос, почему разные авторы получают различные результаты при экспериментальном решеши данного вопроса. Прежде чем ответить на этот вопрос, следует заметить, чго работ, в которых проводились прямые структурные исследования, весьма мало. Так, имеется всего лишь 4 работы [157, 148, 177, 180], в которых авторы прямыми структурными методами (имеются в виду электронно-микроскопические исшедования) доказывают отсутствие приповерхностного градиента дислокаций, и 4 исследования [150,151,153,191],вкоторых авторы доказывают наличиеотрицательного градиента, т.е. наличие меньшей плотности дислокаций у поверхности по сравнению с объемом кристалла. Во всех же остальных работах авторы делали свои заключения на основании косвенных экспериментальных данных (по анализу эпюр остаточных напряжений, кривых а—е и т.д.). [c.78]

Упрочнение слоя пластически деформированного металла, прилегающего к обработанной поверхности, может быть оценено также значением остаточных напряжений Сто, измеренным, например, рентгенографическим методом. В зависимости от характера предшествующих пластических деформаций остаточные напряжения могут быть растягивающими или сжимающими. В качестве примера на рис. 6.31 приведены кривые, выражающие закономерности изменения числового значения и знака остаточных напряжений в упрочненном поверхностном слое закаленной стали марки 45ХНМФА, обработанной резцами с различными передними углами. Под поверхностью, на глубине Ь < 250 мкм для всех значений переднего угла получены только сжимающие остаточные напряжения. На глубине к > [c.92]

Наряду с конструктивными методами снижения нолп1нальных и местных напряжений существует обширный арсенал технологических способов упрочнения элементов машин (табл. 12). Наиболее распространенной является закалка деталей машин. Она обеспечивает общее упрочнение деталей, повышение их износостойкости, надежности прессовых соединений. В частности, ее разновидность — сорбитизацию — процесс с образованием структуры сорбита, эффективно используют для упрочнения крановых колес. В части увеличения усталостной прочности и износостойкости эффективны также поверхностная закалка, химико-термическая обработка, пластическое деформирование (наклеп) поверхностей и термомеханическая обработка (ТМО). Два первых процесса имеют ряд общих особенностей а) упрочнению подвергается неглубокий поверхностный слой 1материала деталей, а глубинные слон не претерпевают существенных превращений, благодаря чему металл сердцевины остается вязким, что обеспечивает высокую несущую способность детали при ударных нагрузках б) в упрочненном поверхностном слое возникают значительные сжимающие остаточные напряжения, что ослабляет влияние концентрации напряжений от внешней нагрузки и повышает сопротивление детали усталостному разрушению. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...