Файл: Контрольная работа по дисциплине Конструкционные и защитноотделочные материалы.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 19
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
б) низкотемпературное с целью повышения твердости и красностойкости инструмента из быстрорежущей стали и пресс-форм для литья под давлением.
Сопротивление усталостному разрушению во многом зависит от состояния поверхности деталей и наличия концентраторов напряжений. Концентраторами являются отверстия и засверловки, канавки, лыски и поднутрения, шлицы, переходы сечения, посадки с натягом и другие факторы. Микрошероховатость поверхности является также концентратором напряжений и чем хуже состояние поверхности, тем ниже усталостная прочность детали. Резко снижают сопротивление усталости деталей процессы износа поверхности. Особой защиты требуют циклически нагруженные детали от коррозии. Процессы коррозии и усталостного разрушения взаимно ускоряются, их сочетание представляет повышенную опасность для конструкции.
Строгой зависимости между пределом усталости и пределами прочности материалов не обнаружено, но чем выше прочностные характеристики, тем выше и пределы усталости. Однако, высокопрочные материалы обладают повышенной чувствительностью к концентрации напряжений, которая может свести на нет их преимущества в прочности. Поэтому конструкцию таких деталей следует освобождать от влияния концентраторов и прорабатывать с особой тщательностью. С увеличением прочности материала возрастает и его чувствительность к состоянию поверхности. Конструктор располагает обширным арсеналом мер, позволяющих повысить усталостную прочность и надежность работы деталей. Среди них отметим следующие:
Физико-химические процессы, происходящие вблизи поверхности при химико-термической обработке, заключаются в образовании диффундирующего вещества в атомарном состоянии вследствие химических реакций в насыщенной среде или на границе раздела среды с поверхностью металла (при насыщении из газовой или жидкой фазы), сублимации диффундирующего элемента (насыщение из паровой фазы), последующей сорбции атомов элемента поверхностью металла и их диффузии в поверхностные слои металла. Концентрация диффундирующего вещества на поверхности металла возрастает с повышением температуры (по экспоненциальному закону) и с увеличением продолжительности процесса (по параболическому закону). Диффузионный слой, образующийся при химикотермической обработке деталей, изменяя стpyктypнo-энepгeтичeкoe состояние поверхности, оказывает положительное влияние не только на физико-химические свойства поверхности, но и на объемные свойства деталей. Химико-термическая обработка позволяет придать изделиям повышенную износостойкость, жаростойкость, коррозионную стойкость, усталостную прочность и т. д.
5. Вальцевание
Для повышения усталостной прочности и износостойкости шеек валов используют термическое. химико-термическое и механическое упрочнения. Сложность технологических процессов при термическом и химико-термическом упрочнении деталей иногда приводит к поверхностным дефектам — трещинам, шелушению и т, п.
Вальцевание, создавая наклеп поверхности, вызывает появление на ней остаточных напряжений сжатия, что является причиной повышения усталостной прочности. Этот вид обработки применяется для отделки поверхностей деталей, изготовленных из мягкой стали, бронзы, латуни и других вязких металлов. Вальцевание применяется большей частью после чистовой обработки резцом. В результате вальцевания поверхность приобретает полированный вид.
Одним из наиболее важных в прикладном отношении является доклад Бабей и др. (СССР) "Роль водорода в коррозионно-механическом растрескивании нержавеющих сталей". Авторами предложен способ повышения усталостной прочности стальных деталей в коррозионных и агрессивных по водороду срезах за счет создания на поверхности детали пластически деформированного слоя путем обработки резанием термически обработанной детали.
Высокая эффективность дробеструйного способа поверхностного упрочнения деталей установлена лабораторными опытами и широким применением в производственной практике. Упрочнению наклепом дробью подвергаются автомобильные и тракторные полуоси, шатуны, торсионные валы, шейки и галтели прямых и коленчатых валов, штоки, пальцы кривошипов, рессорные листы, пружины, сварные соединения и. др. Дробеструйный наклеп является действенным и простым способом увеличения долговечности деталей, работающих при переменных нагрузках, особенно рессор и пружин. Значительное повышение усталостной прочности наблюдается у деталей, имеющих резкие конструктивные концентрации напряжений — надрезы, галтели, бурты, пазы, отверстия, неподвижные посадки и т. п.
При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения. При сварке встык деталей, имеющих различную толщину, возникают остаточные напряжения, которые приводят к усилению коррозии. Для уменьшения напряжений желательно уравнивание толщины свариваемых деталей на участке шва. Необходимо избегать наложения швов в высоконапряженных зонах конструкции, так как остаточные сварные напряжения, суммируясь с рабочими напряжениями, вызывают опасность коррозионного растрескивания. Рекомендуется не деформировать металл около сварных швов, заклепок, отверстий под болты. Механическая обработка швов фрезой, резцом или абразивным кругом обеспечивает плавное сопряжение шва и основного металла и этим способствует уменьшению концентрации напряжений в соединении и повышению его коррозионно-механической прочности. Особенно эффективна механическая обработка стыковых соединений, предел выносливости которых после обработки шва растет на 40—60 %, а иногда достигает уровня предела выносливости основного металла. Стыковые соединения по сравнению с другими видами сварных соединений характеризуются минимальной концентрацией напряжений и наибольшей усталостной прочностью.
Опыты показали, что не всегда на практике целесообразна высокая чистота поверхности, получаемая шлифованием, для получения минимальрюго снижения усталостной прочности от предварительной коррозии. Правильный подбор режимов и видов механической обработки при изготовлении деталей машин является резервом в повышении долговечности машин, работающих в условиях возможной предварительной коррозии.
Наши исследования, а также исследования показали, что накатка роликами или дробеструйный наклеп могут устранить понижение выносливости при действии коррозионноактивных сред (при базе исследования N = 2-10 циклов), и даже усталостная прочность стальных деталей в этих случаях может оказаться большей, чем усталостная прочность ненаклепанных деталей в воздухе. Это объясняется уплотнением поверхностного слоя и закрытием (завальцовыванием) путей для проникновения активных сред внутрь металлов через дефекты поверхности, а также возникновением при наклепе благоприятно действующих остаточных напряжений сжатия. Повышению выносливости стали в активных средах в результате наклепа поверхности способствует также замазывание дефектов поверхности ферритом, который течет по поверхности стали при ее пластической деформации.
Список литературы
-
Григорьева В.А. Испытания авиационных двигателей [Текст]: учеб. пособие для вузов / под общ.ред. В.А.Григорьева и А.С.Гишварова. —М.:Машиностроение, 2009. — 504 с.: ил. -
Дружинин И.В. Технологический подход к управлению конкурентоспособностью машин [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона. 2007. №1. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2007/2 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус. -
Жарский И. М. Технологические методы обеспечения надежности деталей машин [Текст] : учеб. пособие для вузов / И. М. Жарский, И. Л. Баршай, Н. А. Свидунович, Н. В. Спиридонов ; под общ. ред. И. М. Жарского. - Минск: Выш. шк. , 2005. - 299 [1] с.: ил.; 22 см — Библиогр.: с. 295—297. — 30000 экз. - ISBN 985-06-0923-0. -
Санамян Г И. Имитационное моделирование операций упрочнения поверхностным пластическим деформированием [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона. 2008. №2. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2008/69 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус. -
Суслов А.Г., Федоров В.П., Горленко О.А. и др. С90 Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений [Текст] / Под общей ред. А.Г. Суслов Машиностроение, 2006. -448, [1] с.: ил.; 22 см — Библиогр.: с. 445—446. — 50000 экз.
.ru