Изменения начальных

Названные соображения позволяют ограничиться рассмотрением триботехнических свойств сталей и сплавов, модифицированных одним из относительно новых для машиностроения методов - ионно-лучевой обработкой. Влияние ионной имплантации на структурно-фазовый состав сталей и сплавов, рассмотренное в главе 6, находит свое отражение в изменении механических и триботехнических свойств материалов. Исследование микротвердости образцов из стали 45, стали 12Х18Н10Т и алюминиевого сплава В95, имплантированных ионами Мо+, Ti+, B+, показало, что с увеличением массы и энергии ионов степень повышения микротвердости возрастает [20]. Например, при имплантации стали 12Х18Н10Т ионами молибдена с энергией 120 кэВ микротвердость образцов увеличивается в 1,5 раза. Большое значение имеет характер изменения микротвердости по глубине (рис. 7.9), поскольку микротвердость поверхностного слоя существенно влияет на характеристики трения и изнашивания. Из рис 7.9 видно, что микротвердость по мере увеличения толщины исследуемого слоя снижается, достигая исходного значения при толщине слоя 4 или 9 мкм гл-и имплантации стал,: if г- ^авискмостн ^ с con : л ITM" •:;•;.-л ш/уемых ионо-J.

Рис. 1.11. Закономерность изменения микротвердости по глубине от поверхности трех стоек шасси (№ 1, 2, 3) самолета АН-74, изготовленных из титанового сплава ВТ-22, в зоне расположения дефекта материала типа газонасыщенного слоя разной глубины, а. Максимальная глубина слоя около 1,5 мм соответствует стойке № 1

k' — коэффициент, характеризующий интенсивность изменения микротвердости.

Установлены 1[122] два типа закономерностей изменения микротвердости и усталостных свойств: 1) когда на начальной стадии имеет место упрочнение, переходящее затем в разрыхление; 2) когда происходит непрерывное развитие разрыхления.

вывод, что в области более низких температур влияние факторов, обусловливающих инструментальные погрешности и отклонение от закона механического подобия, проявляется в большей мере. В результате характер температурной зависимости может значительно искажаться, если нагрузка выбирается в области интенсивного изменения микротвердости.

113. Лозинский М. Г., Миротворский В. С. Некоторые закономерности изменения микротвердости технического железа при нагреве в широком интервале температур и растяжении в вакууме. — Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо, 1959, № 3, с. 62.

Явление изменения микротвердости металлов в зависимости от температуры было использовано для приблизительной оценки температуры, до которой прогревалась-контактирующая поверхность образца при ударе. Были изготовлены рабочие образцы и образцы-эталоны из стали 45. Рабочие образцы подвергали термообработке— закалке с низким отпуском. Таким образом, исходная структура была мартенситной с -микротвердостью* 5850 МПа. Образцы-эталоны после закалки подвергали-; последовательному отпуску при температуре 300, 400^ 500, 600°С и одновременно фиксировали изменения» структуры и микротвердости. По результатам многократных измерений микротвердости образцов-эталонов бьш построен график зависимости микротвердости от температуры.-Ввиду разброса в показаниях прибора, характерного для измерения микротвердости: на различных: микроплощадках одной поверхности, график принял вид, зоны разброса, хотя при термообработке была обеспечена равномерность прогрева образца: Для пользования? графиком была проведена средняя линия.

А. В. Картышов, Н. С. Пенкин и Л. И. Погодаев исследовали на гидроабразивный износ с ударом (при углах атаки 90°) среднеле-гированную хромомарганцевотитановую сталь после закалки и высокого отпуска [31]. При нагрузке 0,196 Н на диаграмме изменения микротвердости на изнашиваемой поверхности наблюдалось несколько характерных участков. После первых ударов микротвердость основы линейно возрастала с 1,77 до 2,36 кН/мм2. В дальнейшем микротвердость плавно увеличивалась до 2,74 кН/мм2. В течение этого периода в микрообъемах металла образовались отдельные микроопоры и микротрещины.

Для разработки технологического процесса локального изменения свойств конструкционных материалов с помощью лазерного излучения необходимо иметь результаты исследований влияния свойств материала и режимов обработки на размеры зоны воздействия лазерного излучения и характер изменения микротвердости

приводит к повышению микротвердости на 210—240 кгс/мм2 по сравнению с исходной структурой. Характер изменения микротвердости сплава ВЗК в результате воздействия луча ОКГ во всех исследованных образцах примерно одинаков (рис. 12).

(постоянной скорости обработки) глубина и ширина ЗТВ зависят от плотности мощности излучения. С увеличением последней глубина зоны растет, а ширина — уменьшается (рис. 66). Увеличение глубины зоны вызвано ростом подводимой к материалу удельной энергии, а снижение ее ширины объясняется изменением степени расфокусирования луча, устанавливаемой для достижения требуемого уровня плотности мощности. С ростом скорости перемещения детали при постоянной плотности мощности наблюдается снижение как глубины, так и ширины упрочненной зоны, что может быть объяснено уменьшением удельной энергии излучения, подводимой к зоне лазерного воздействия (рис. 67). Резкого изменения микротвердости упрочненной зоны при изменении скорости обработки не происходит, а твердость с увеличением скорости перемещения образца увеличивается. При повышении скорости от 500 до 6000 мм/мин это изменение микротвердости составляет примерно 300 кгс/мм2 (рис. 68). Это соответствует результатам, полученным другими исследователями [7], которые также проанализировали структурные изменения в стали 35 в условиях воздействия непрерывного излучения ССулазера при скорости перемещения луча по обра-

Повышение точности механизмов может быть достигнуто повышением точности изготовления деталей и снижением влияния погрешностей изготовления на точность механизма с помощью специальных мероприятий. Первый способ приводит к удорожанию изделий и часто экономически не выгоден. Во втором способе уменьшение ошибок механизма достигается главным образом за счет изменения размеров звеньев, формы и положения деталей и изменения начальных положений механизма. При этом получают:

Регулировка. Уменьшение погрешностей механизма регулировкой достигается за счет изменения размеров звеньев, формы и'положения различных деталей, а также за счет изменения начальных положений механизма. Регулировка выполняется для достижения следующих целей: а) уменьшить погрешности механизма в определенных его положениях (например, в начальном, среднем и других), б) добиться равенства абсолютных значений наибольших положительных и отрицательных ошибок во всем диапазоне работы механизма (так называемая регулировка половинением ошибки), в) устранить преобладание ошибок одного знака над ошибками противоположного знака (уравновешивание ошибок), г) уменьшить абсолютные величины ошибок во всем диапазоне работы механизма и т. д.

Автор сделал попытку построения такого методологического подхода к решению проблемы надежности, при котором сочетается применение детерминированных и вероятностных расчетов, Использование физических закономерностей, описывающих изменения начальных свойств изделий (и в первую очередь при изнашивании), позволило получить модели для оценки изменений работоспособности машин и рассмотреть влияние всех основных факторов, определяющих уровень надежности.

При написании книги введен ряд новых понятий и показателей. Так автор считает, что во всех расчетах, в числе основных показателей надо определять запас надежности по данному выходному параметру в вероятностной трактовке и при регламентированных условиях работы машины, Введено также понятие «степень повреждения» как численная характеристика изменения начальных свойств изделия в процессе эксплуатации и такие новые понятия, как потенциальные отказы, надежность технологического процесса, устойчивость изделия к отказам и др.

1. Источники и причины изменения начальных параметров машины. Те изменения, которые происходят с течением времени в любой машине и приводят к потере ее работоспособности, связаны с внешними и внутренними воздействиями, которым она подвергается. В процессе эксплуатации на машину действуют все виды энергии, что может привести к изменению параметров отдельных элементов, механизмов и машины в целом» При этом имеется три основных источника воздействий:

Во-вторых, имеются закономерности, которые описывают необратимые процессы и, следовательно, позволяют оценить те изменения начальных свойств материалов, которые происходят или могут происходить в процессе эксплуатации изделия. Эти зависимости будем называть законами старения.

Однако для многих процессов старения характерно именно одновременное действие деформационных, тепловых, химических и других процессов, приводящих к возникновению сложной физико-химической картины изменения начальных свойств и состояния материалов.

1. Формирование показателей надежности сложной системы. Хотя показатели надежности имеют вероятностную природу, ход процесса изменения начальных характеристик изделия, как было по-

В сложных системах процесс изменения начальных параметров Характеризуется большим числом взаимосвязей, разнообразными воздействиями на систему и возникновением неодинаковых по природе процессов старения. Все это приводит к формированию основных показателей надежности всего изделия и в первую очередь к показателям степени .его удаленности от предельного состояния. В соответствии с представлением о действии энергии на машину при ее эксплуатации (см. гл. 1, п. 3) на рис. 62 показана схема формирования показателей надежности сложной системы. Энергия, действующая на машину при ее эксплуатации W, слагается из воздействий энергии окружающей среды Wlt энергии рабочих процессов машины Wz, потенциальной энергии технологических процессов — напряжения в отливке, в сварочном шве, в поверхностном слое обработанной детали и т. п. W3 и энергии воздействий на машину при ее ремонте и техническом обслуживании W±. Проявляясь в виде механической, тепловой, химической, электромагнитной и в других формах, энергия определяет условия работы

В большинстве случаев при разработке систем информации о надежности основное внимание уделяется сведениям о возникших отказах функционирования и в меньшей степени о параметрических отказах по изменению во времени выходных параметров изделия. Вместе с тем информация об изменении выходных параметров изделия имеет большое значение для оценки надежности не с позиций отыскания конструктивно-технологических недостатков и нарушений методов эксплуатации, а для выявления коренных тенденций изменения начальных показателей качества изделия.

Анализ и расшифровка диагностического сигнала могут дать достоверную информацию о близости измеряемого параметра к предельному состоянию и о причинах изменения начальных показателей качества.