Предшествующей пластической

Этот вид отжига в зависимости от температурных условий выполнения устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную предшествующей обработкой. Отжиг I рода проводится при температурах выше или ниже температур фазового превращения и с очень медленной скоростью охлаждения (чаще всего вместе с печью). Существуют три вида отжига I рода: гомогенизирующий (диффузионный), рекристаплизационный и для снятия остаточных напряжений (рис. 42, а). '•

Травитель 20 [11 г FeCls; 100 мл Н2О]. Нейтральный раствор хлорного железа — надежный и удобный в приготовлении реактива для травления поверхности зерен. Им можно пользоваться без предварительного травления или с предшествующей обработкой раствором 11 и химической полировкой.

Величина и знак осевых напряжений, а также глубина их проникновения по сечению поверхностного слоя определяются характером обработки, предшествующей полированию. После предшествующего точения острым резцом создаются большие сжимающие осевые макронапряжения, чем при шлифовании острым углом. Сжимающие осевые макронапряжения после полирования с предшествующей обработкой затупленным режущим инструментом значительно больше по величине и особенно по глубине проникнове-

ния их по сечению поверхностного слоя, чем при полировании с предшествующей обработкой острым режущим инструментом.

Наклеп после полирования в значительной мере зависит от наклепа, созданного предшествующей обработкой.

После электрохимической обработки и электролитического полирования не происходит упрочнения и изменения микроструктуры в поверхностном слое, если при этом отсутствует технологическая наследственность, связанная с предшествующей обработкой. С увеличением плотности тока улучшается чистота поверхности и уменьшается растравливание по границам зерен.

Эффект упрочнения зависит от чистоты поверхности, полученной предшествующей обработкой. Например, гидрогалтовка дробью после шлифования деталей из титанового сплава ВТЗ-1 позволяет повысить предел выносливости с 38 до 56 кгс/мм2, а после полирования — с 53 до 64 кгс/мм2. Эпюра напряжений по глубине слоя при этом примерно одинаковая.

В соответствии с технологическими особенностями методы обработки со снятием стружки можно разбить на три группы: 1) методы, при которых взаимное расположение элементарных поверхностей определяется предшествующей обработкой и в процессе обработки размеры почти не меняются (притирка, механическое полирование, гидрополирование и др.), а изменяется только качество поверхности; 2) методы, применяемые для повышения не только качества поверхности, но одновременно и точности (свободное развертывание, протягивание, хонингование, химическая обработка, ультразвуковая обработка и др.), и методы, которые позволяют улучшить качество поверхности, точность размеров и точность взаимного расположения элементарных поверхностей (точение, строгание, фрезерование, шлифование и др.).

Исследованию надежности линии должно предшествовать тщательное ознакомление: с обрабатываемой на ней деталью (назначение детали в машине, чертеж детали и ТУ на ее изготовление, соответствие ТУ назначению детали); с заготовкой (методом ее получения, ТУ на ее изготовление, соответствие ее рабочему чертежу заготовки, с предшествующей обработкой), с технологическим процессом обработки на линии (маршрутом обработки, требуемой точностью и другими требованиями к качеству обработки), с конструкцией встроенных станков и механизмов и с организацией эксплуатации линии.

В-третьих, следует отметить технологические факторы. Поверхностный слой всегда в большей или меньшей степени поврежден предшествующей обработкой. Механическая обработка представляет собой по существу процесс пластической деформации и разрушения металла, она сопровождается срезом зерен, выкрашиванием и вырывом отдельных зерен, появлением микротрещин и возникновением в поверхностном, и приповерхностном слоях высоких остаточных напряжений разрыва, близких к пределу текучести материала. Тепловыделение-при механической обработке вызывает частичную рекристаллизацию поверхностного слоя, а иногда сопровождается фазовыми и структурными превращениями.

1) методы, при которых взаимное расположение элементарных поверхностей определяется предшествующей обработкой, размеры почти не изменяются (притирка, механическое полирование, гидрополирование и др.), а изменяется только качество обработанной поверхности;

Наклеп приповерхностного слоя стали указанными методами обычно не позволяет проявляться технической наследственности, так как он захватывает достаточную глубину изделия и имеет достаточную интенсивность для подавления изменений в металле, которые были вызваны предшествующей обработкой.

Какой из перечисленных двух основных механизмов роста зерна реализуется, зависит от температуры: при более низкой температуре рост зерна происходит за счет слияния, при более высокой — за счет миграции границ, а также и от исходного структурного состояния, в частности от степени, предшествующей пластической деформации.

Пластическое или хрупкое поведение материала перед разрушением определяется отношением коэффициентов г\ и а. При т] < а перед разрушением имеет место пластическая деформация; такой режим назван «мягким» погружением. При т)^а материал разрушается хрупко —без предшествующей пластической деформации; такой режим назван «.жестким» погружением1).

Рис. 8.22. Диаграммы теории Г. Шнадта: а) основная диаграмма; б) основная диаграмма и кривые максимальных напряжений; 1 — линия хрупкого разрушения от отрыва без предшествующей пластической деформации, 2 — линия хрупкого разрушения от отрыва с предшествующей пластической деформацией.

конструкции не возникает ни текучести, ни разрушения. При увеличении нагрузки кривая максимальных напряжений смещается вправо. При простом нагружении • новая кривая максимальных напряжений аффиина первой, пока она полностью находится в упругой области. Если кривая максимальных напряжений какой-то своей точкой М коснется линии начала текучести, то в соответствующей точке m конструкции возникнет текучесть. Аналогично, в точке т конструкции произойдет хрупкое разрушение без предшествующей пластической деформации, если соответствующая ей точка .М кривой максимальных напряжений коснется линии хрупкого разрушения (вертикальная линия диаграммы, проходящая через точку J0). Разумеется, что после того как линия максимальных напряжений где-то коснулась либо линии начала текучести либо линии хрупкого разрушения при дальнейшем увеличении нагрузки, даже происходящем пропорционально одному параметру, пропорциональность роста напряжений нарушается, и кривые максимальных напряжений перестают быть аффинными предыдущим. Пусть при некотором уровне внешней нагрузки кривой максимальных напряжений является кривая В2 (см. рис. 8.22, б), пересекающая линию начала текучести, но нигде не доходящая до линии разрушения; очевидно, что в какой-то области или в каких-то областях конструкции материал вступил в стадию пластических деформаций. При расчете по допускаемым напряжениям за опасное принимается такое состояние, при котором кривая максимальных напряжений впервые коснулась одной из двух линий, начала текучести или хрупкого разрушения. На самом деле, если не рассматривать случая касания кривой максимальных напряжений линии хрупкого разрушения и ограничиться лишь случаем касания линии начала текучести, то ясно, что можно допустить дальнейшее (часто весьма значительное) увеличение нагрузки, разрешив кривой максимальных напряжений далеко войти в область пластических деформаций, пока либо конструкция не потеряет своей неизменяемости1), оставаясь в стадии упруго-пластической работы, либо не наступит разрушения одного из трех видов. Вид разрушения зависит от того, в какой области расположена точка касания кривой максимальных напряжений и линии разрушения. Ниже приводятся области расположения отмеченной точки касания (ее ординаты) и соответствующая форма разрушения:

1-я область при'О^П^ HI —хрупкое разрушение без предшествующей пластической дефор.мации;

— хрупкое (от отрыва) без предшествующей пластической деформации 238, 252 — 254, 257, 342, 529, 538, 549, 550, 553,

7шах ( Vmax = 6 -jp d — диаметр образца). Кручение вызывает неравномерное распределение напряжений по сечению образца уже в упругой области. Переход в упругопластическую область происходит неодновременно по всему сечению. Пластически деформированная зона возникает у поверхности образца и распространяется к центру по мере роста крутящего момента. При штамповке, пробивке отверстий, продавливании и других технологических операциях используют срезающие нагрузки, которые приводят к срезу образцов и материалов в плоскости их поперечного сечения. Разрушение путем среза может наблюдаться у всех металлических монокристаллов после предшествующей пластической деформации. Многие процессы разрушения в технике при резании, износе, царапании и т. д. представляют собой многократное разрушение путем среза. Условное сопротивление срезу определяют по формулам:

Схема эксперимента заключалась в скоростном нагреве до раз^ личных температур образцов строго определенной длины (100 мм). Электронагрев производился непосредственно в зажимах малоинерционного высокочувствительного дилатометра. После нагревай охлаждения фиксировали конечное измерение длины образца, которое пересчитывали в относительное удлинение. Скорость нагрева составляла 1000 град/сек. Было обнаружено, что деформированная сталь, подвергнутая скоростному отжигу, испытывает необратимое изменение длины А/, величина которого зависит как от степени предшествующей пластической деформации, так и температуры нагрева (рис. 11.22). Линейное изменение длины образца при его отжиге в области существования ос-фазы претерпевает скачок при переходе через область а —> у превращения (заштрихованная зона) и в у-области опять плавно возрастает до температур порядка 1100° С, после чего наступает стабилизация. Изменение длины образца, подвергнутого скоростному отжигу, является результатом двух одновременно про-

формирование вообще не имеет места и возможно лишь разрушение путем отрыва. Точки вертикальной оси отвечают вышеупомянутым состояниям трехосного сжатия, при котором возможно лишь разрушение путем среза при развитых пластических деформациях. Равенство aL — ст3 = 0У (где ау — предел текучести) является условием появления пластических деформаций. Некоторый путь нагружения / завершается хрупким отрывом без предшествующей пластической деформации и, следовательно, выпадает из нашего рассмотрения. Путь 2 завершается так же отрывом, но после определенной пластической деформации, а на пути 3 происходит вязкое разрушением путем среза.

При расчете деформаций необходимо учитывать изменение механических характеристик материала вследствие знакопеременного пластического течения (в том числе ускорение ползучести вследствие предшествующей пластической деформации противоположного знака, нейтронного облучения, структурных превращений, влияния поверхностно-активных сред).

Какой из перечисленных двух основных механизмов роста зерна реализуется, зависит от температуры: при 'более низжой температуре рост зерна происходит за счет слияния, при более высокой — за счет миграции границ, а также и от исходного структурного состояния, в частности от степени, предшествующей пластической деформации.