Подвергали термообработке

Стержневую связующую массу готовили на основе парафина (95%), полиэтилена (5%) и связующего технического глинозема марки ГН по ГОСТ 6912-87. Глинозем предварительно подвергали термической обработке при температуре 500°С (удаление гидрат-ной влаги), измельчали до размера фракции 10 мкм с удельной поверхностью 15000 см /г.

Влияние состава сплавов и термической обработки на начальную проницаемость характеризует рис. 118. Образцы подвергали термической обработке: 1) отжиг в сухом водороде в течение 1 ч при 900° С и закалка на воздухе с 625° С (двойная обработка), 2) отжиг в сухом водороде в течение 2 ч и последующее охлаждение с печью. Такая различная термическая обработка почти не влияет на изменение индукции в поле 796 а/м (10 э), но значительно влияет на начальную проницаемость.

Таблица 44. Предел выносливости при изгибе с вращением стали (состав, %: 0,16 С; 0,56 Мп; 0,38 Si; 0,55 Сг; 2,08 Ni). Испытания проведены на машине Шенка. Сталь предварительно цементировали в прутках диаметром 26 мм при температуре 900 °С 8,5 ч и затем подвергали термической обработке по режимам 1—3 [46]

Примечания: 1. Заготовки диаметром 15 мм подвергали термической обработке: закалке с 860° С+закалке с 780° С, масло+отпуск при 200° С—1 ч. 2. В числителе данные для продольных, в знаменателе для поперечных образцов.

Кляйн и Меткалф [10] изучали влияние поверхности разделана прочность композита А16061—В с волокнами диаметром 140 мкм при поперечном растяжении. Характеристики поверхности они изменяли путем предварительного отжига при 811 К, после-чего матрицу подвергали термической обработке «Т-6» (закалка образцов композита в воду и старение при 450 К). Поперечная-прочность и тип разрушения характеризуются в табл. 2 (в основном, средними значениями для трех образцов). Авторы оценивали вклад трех типов разрушения: расщепления волокна, разрушения по поверхности раздела волокно—матрица или в зоне взаимодействия и разрушения по матрице. Частичное разрушение по матрице должно наблюдаться во всех образцах композитов, так как матрица образует из волокон непрерывный каркас, вое-

котемпературной выдержки образцы либо подвергали термической обработке «Т-6», либо охлаждали на воздухе. Авторы не рассчитывали коэффициент интенсивности напряжений и привели лишь данные по истинной прочности (для живого сечения) образцов с надрезом. Эти данные, собранные в табл. 1, по-видимому, свидетельствуют о том, что при сопоставимых продолжительностях высокотемпературной выдержки прочность отожженных образцов такая же или немного выше по сравнению с образцами, прошедшими обработку «Т-6». Значит, если матрица подвергается отпуску, вязкость разрушения остается примерно на том же уровне. Очевидно, уменьшение вязкости матрицы при отжиге (сравнительно с обработкой «Т-6») компенсируется увеличением вклада волокон. Это согласуется с представлениями Олстера и Джонса, по которым в отожженной матрице размер пластической зоны гу больше. Кроме того, с увеличением продолжительности высокотемпературной выдержки растет реакционная зона на поверхности раздела, что ведет к разупрочнению волокон и, по Кляйну и Мет-калфу, к снижению прочности образца с надрезом при растяжении, а также вязкости разрушения. Последнее обстоятельство указывает на определяющий вклад волокна, и в частности его прочности [уравнения (9) и (10)], в вязкость разрушения,

Конструкция хромель-копелевой термопары показана на рис. 63, а. Спай термопары выведен, непосредственно в зону контакта и сошлифован заподлицо с поверхностью контакта. Устанавливали термопару следующим образом: в центре образца (до его термообработки) выполняли сферическую зенковку диаметром 1 мм на глубину 0,5 мм, просверливали от нее два сквозных отверстия диаметром 0,6 мм под углом 45° к оси образца каждое. Затем образец подвергали термической обработке. В отверстия образца пропускали два термоэлектрода диаметром 0,2 мм из хромели и копели, покрытые клеем БФ-2 и обмотанные шелковой тканью. Для регистрации температуры применяли шлейфовый осциллограф К-105. •

До недавнего времени прокатные изделия из малоуглеродистой стали редко подвергали термической обработке в связи с ее небольшой эффективностью. Однако в последние годы доказана возможность и целесообразность существенного улучшения механических свойств этой группы строительных сталей проведением закалки и высокого отпуска или самоотпуска с использованием тепла прокатного нагрева или повторного нагрева [1—3J. Поскольку такой вид термообработки предложен недавно, то в этой области есть ряд недостаточно изученных вопросов. В частности, нет сведений о характере и степени термического улучшения усталостной прочности, включая циклическую трещииостойкость.

Отдельно изготовляли ленты, содержащие ориентированные нитевидные кристаллы. Для этого смесь порошка алюминиевого сплава, нитевидных кристаллов перемешивали с пластификатором и подвергали экструзии. В результате экструзии получали ленточные заготовки размерами 3,2x1,6x76,2 мм. В пресс-форму из коррозионно-стойкой стали размером 76x76 мм укладывали последовательно слои волокон и слои, содержащие нитевидные кристаллы и алюминиевый порошок, во взаимно перпендикулярных направлениях. После сборки пресс-форму вместе с уложенным таким образом пакетом вакуумировали и нагревали до температуры 60° С для удаления пластификатора. Горячее прессование осуществляли на вакуумном прессе. Температура медленно поднималась до 250° С для удаления полистирола (процесс деполимеризации полистирола начинается при 250° С и заканчивается при 500° С), затем повышалась до 615° С; при этой температуре и давлении 2 т/см2 пакет выдерживали в течение 15 мин и охлаждали в вакууме до комнатной температуры. Полученную заготовку извлекали из пресс-формы и подвергали термической обработке.

Ряд исследований был посвящен оценке влияния остаточных напряжений на износостойкость деталей. При этом были получены расходящиеся между собой данные. По-видимому, можно считать, что остаточные сжимающие напряжения в поверхностных слоях изнашиваемой детали повышают износостойкость, если условия трения не вызывают снятия или перераспределения этих напряжений. При сухом трении вследствие значительного местного нагрева трущихся поверхностей возможно снятие первоначально существовавших остаточных сжимающих напряжений, М. Я. Белкин и др. провели в заводских условиях специальные исследования по упрочнению рабочих поверхностей накатыванием роликами дисковых ножей для резки тонкого металла. Дисковые ножи диаметром 130 мм и толщиной 5 мм изготовляли из стали 5ХВ2С и подвергали термической обработке на твердость HRC 46—52. Эти ножи выходят из строя в связи с затуплением кромок и износом их при резании металла и скольжении

В заключение необходимо добавить, что свойства готовых стальных деталей в большой мере зависят от термической обработки. Вот перед нами две детали, сделанные из одного и того же сорта и даже из одного и того же слитка стали, но одна деталь значительно прочнее и тверже другой, как будто они сделаны из разных материалов. В чем же дело? В том, оказывается, что одну деталь подвергали термической обработке (закалке и отпуску), а другая, как говорят, сырая. А при термической обработке меняется структура материала и улучшаются его свойства. Например, термическая обработка зубьев тракторных шестерен повышает их твердость в 2 раза, что удлиняет срок службы в 5 и более раз.

3. Термическая обработка. После кристаллизации отливки подвергали термообработке по следующим режимам: температура гомогенизации 1280°С, выдержка в вакууме 1,25 ч; отжиг при

Половину образцов каждой партии подвергали термообработке при 400 °С в течение 1 ч в условиях вакуума (в герметичных контейнерах) при остаточном давлении 2,6—3,3 кПа Одновременно испытывали электрохимические никелевые покрытия из обычного электролита (концентрация сернокислого никеля 140 г/л) Выяснилось, что в покрытиях, полученных из щелочного раствора 3 (табл 1), поры обнаруживаются даже при толщине слоя 25 мкм, в то время как покрытия из кислых растворов 1 и 2 уже при толщине 6 мкм почти не имели пор.

После изготовления сферические образцы отжигали и с помощью ацетона очищали от окалины. Цилиндрические образцы из стали 45 подвергали термообработке по сериям: 1—закалка (820°С—вода); 2— закалка, низкий отпуск; 3 — закалка, средний отпуск; 4 — закалка, высокий отпуск. Затем к ним с двух сторон точечной сваркой приваривали хромель-копелевые термоэлектроды. Таким образом, получали хромель-копеле-вую термопару со спаем из стали 45.

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.

С целью проверки влияния величины предела текучести на долговечность образцы из стали 45 подвергали термообработке с отпуском при различных температурах и испытывали в тех же условиях коррозии. На рис. 10 показана расчетная кривая для случая FH = 0,8; F — 1; m= 0 (одноосное напряженное состояние); поля экспериментальных точек соответствуют значениям, взятым из пяти параллельных опытов.

отгомогенизированы при 1323 К в течение 80 ч, а затем из них при 1373 К были откованы плиты толщиной 19 мм, которые после ковки охлаждали на воздухе до комнатной температуры. Сплавы подвергали термообработке в ^-области (>973К) и в двухфазной (а+у)-области (<973 К) в сочетании с холодной деформацией или изотермическим старением при 823 К.

Для экспериментального исследования зависимости характеристик прочности и пластичности при растяжении от скорости деформации в широком диапазоне ее изменения (10~4—3-104с~1) были выбраны армко-железо, сталь 45 и алюминиевый сплав: Д16, химический состав которых представлен в табл. 3. Выбор указанных материалов обусловлен их различной чувствительностью к скорости деформации, существенным различием характеристик прочности и пластичности, возможностью сравнения с результатами исследований, проведенных другими авторами. Основной объем исследований проведен на образцах с резьбовыми головками и укороченной рабочей частью с относительной длиной /р/й?р = 2,5 (диаметр рабочей части 4 мм, длина 10 мм). После изготовления (из прутка) их подвергали термообработке в вакууме по такому режиму: образцы из армко-же-леза — нагрев до 700° С, выдержка 2 ч, образцы из стали 45 — нагрев до 900° С, выдержка 1 ч, образцы из алюминиевого спла-

Релаксация макронапряжений при нагреве. Все образцы из сплавов ЭИ617, ЭИ826 и ЭИ929 (см. рис. 3.4, д) изготовляли из прутков одной плавки данного материала. После изготовления образцы подвергали термообработке по техническим условиям на данные сплавы. Экспериментальная проверка показала, что после такой термообработки наклеп поверхностного слоя и остаточные напряжения в образцах не обнаруживались. Микротвердость по всему сечению образцов была одинаковой и составляла для сплава ЭИ617 360—370 кгс/мм2, для сплава ЭИ826 360 кгс/мм2 и для сплава ЭИ929 370 кгс/мм2.

Образцы всех серий перед испытанием на усталость подвергали термообработке в вакууме для снятия поверхностного наклепа по ранее указанному режиму.

Для определения зависимости характеристик усталости от поверхностного наклепа (0_х ~- /гн, N — /IH) были проведены усталостные испытания трех групп серий образцов, фрезерованных, шлифованных и обкатанных роликом, из которых одну группу серий образцов испытывали на усталость непосредственно после механической обработки, а остальные две группы до испытания на усталость подвергали термообработке, — одну для снятия технологических макронапряжений, а вторую для снятия поверхностного наклепа. При этом исключали влияние шероховатости поверхности и технологических макронапряжений; вычисленные значения сопротивления усталости и усталостной долговечности зависели только от поверхностного наклепа после заданных режимов механической обработки.

2. Источники рассеивания, связанные с различными условиями изготовления или испытания образцов. Например, даже при одновременной термообработке одной партии образцов нельзя утверждать, что все образцы этой партии подвергались нагреву и охлаждению в одинаковых условиях, так как даже в одной печи в разных ее зонах температура неодинакова. Если же образцы подвергали термообработке не одновременно, то возможность отклонений в температуре нагрева, времени выдержки, скорости охлаждения и т. д. увеличивается. Существенные различия в результатах испытания могут появляться в образцах одной партии и при механической обработке из-за различной заточки резцов и правки абразивных инструментов.