Повышение дисперсности

Повышение циклической прочности при нестационарных режимах нагружения в большинстве случаев обусловлено снижением средней амплитуды напряжений. Периоды действия напряжений малой амплитуды, поддерживающих металл в состоянии возбуждения, по-видимому, способствуют диффузии вакансий и залечиванию повреждений, образовавшихся в предыдущие более напряженные периоды.

ПОВЫШЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ

Детали, закаленные на мартенсит, упрочняют обработкой на белый слой точением твердосплавными резцами с большим отрицательным передним углом (до 45°) без смазочно-охлаждающих жидкостей при скорости резания 60-80 м/мин. Поверхностный слой при этом подвергается своего рода термомеханической обработке, представляющей собой совмещение процессов высокотемпературной деформации и вторичной' закалки. На поверхности образуется светлая нетравящаяся корка f одщиной ОД—0,2 мм, обладающая высокой твердостью (HV 1000—1300 при исходной твердости материала HV 600 -700) и состоящая из мелкозернистого (размер зерна 0,05—0,1 мкм) тонкоигольчатого мартенсита вторичной закалки с высокодисперсными карбидными включениями. В зоне белого слоя возникают чрезвычайно .высокие сжимающие напряжения (до7' 500 кгс/мм2), обусловливающие резкое повышение циклической прочности. Усталостно-коррозионная стойкость повышается примерно в 10 раз по сравнению с исходной. Хорошие результаты получаются только при условии сплошности белого слоя. В противном случае на участках разрыва слоя возникают скачки напряжений, снижающие циклическую прочность. Чистовую обработку белого слоя производят микрошлйфованйем, полированием и суперфинишированием.

Предел выносливости детали. . . . 313 Повышение циклической прочности............314

Повышение циклической долговечности подшипников

Повышение циклической долговечности подшипников .... Высокотемпературные подшипники

Повышение циклической прочности при нестационарных режимах нагружения в большинстве случаев обусловлено снижением средней амплитуды напряжений. Периоды действия напряжений малой амплитуды, поддерживающих металл, в состоянии возбуждения, по-видимому, способствуют диффузии вакансий и залечиванию повреждений, образовавшихся в предыдущие более напряженные периоды.

ПОВЫШЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ

Детали, закаленные на мартенсит, упрочняют обработкой на белый слой точением твердосплавными резцами с большим отрицательным передним' углом (до 45°) без смазочно-охлаждающих жидкостей при скорости резания 60-80 м/мин. Поверхностный слой при этом подвергается своего рода термомеханнческой обработке, представляющей собой совмещение процессов высокотемпературной деформации и вторичной закалки. На поверхности образуется светлая нетравящаяся корка толщиной 0,1—0,-2 мм, обладающая высокой твердостью (HV 1000 —1300 при исходной твердости материала HV 600—700) и состоящая из мелкозернистого (размер зерна 0,05-0,1 мкм) тонкоигольчатого мартенсита вторичной закалки с высокодисперсными карбидными включениями. В зоне белого слоя возникают чрезвычайно высокие сжимающие напряжения (до 500 кгс/мм2), обусловливающие резкое повышение циклической прочности. Усталостно-коррозионная стойкость повышается примерно в 10 раз по сравнению с исходной. Хорошие результаты - получаются только при условии сплошности белого слоя. В противном случае на участках разрыва слоя возникают скачки напряжений, снижающие циклическую прочность. Чистовую обработку белого слоя производят микрошлифованием, полированием и суперфинишированием.

Повышение циклической прочности ............314

Повышение циклической долговечности подшипников

Значительное влияние на схватывание оказывают дисперсность и форма частиц, что подтверждают исследования с серебряными порошками, полученными электролитическим способом (частицы имеют форму дендритов) и "химическим восстановлением (частицы плоской формы толщиной около 0,1 мкм). Повышение дисперсности, порошка облегчает сцепление частиц, поскольку создание достаточной площади истинного контакта при прочих равных условиях и возможность сохранения возникшего сцепления у более мелких частиц выше, чем у крупных (рис. 27). Существенно сказывается на схватывании частиц их форма. При сближении с твердой поверхностью наибольшая площадь контакта (в случае приложения одинаковой нагрузки) будет у частиц плоской формы. Возникающие в таких частицах после снятия нагрузки внутренние напряжения меньше, чем в частицах иной формы. Как видно из рис. 27, скорость процесса образования покрытия в результате схватывания плоских частиц (кривые 3, 4) превышает скорость образования

Характерным для МПС, в отличие от ньютоновских сред, является аномальное их поведение при малых градиентах скорости сдвига, которое выражается в уменьшении вязкости с увеличением скорости сдвига. «Кривые течения» т (Y) при Т = const имеют явную нелинейность. Это можно объяснить проявлением пристенного эффекта, который обычно наблюдается для всякой дисперсной системы, имеющей предел прочности. Большинство авторов объясняет его уменьшением концентрации частиц дисперсной фазы в тонком пристенном слое толщиной в 2—10 мкм по сравнению с концентрацией их в ядре потока, т. е. в области более высоких скоростей течения. Интенсивность влияния пристенного эффекта на течение МПС зависит от концентрации частиц дисперсной фазы в объеме (ядре течения) и пристенном слое смазки, степени дисперсности структурных элементов, вязкости масляной основы и пластической вязкости смазки. Повышение дисперсности частиц смазки приводит к снижению пристенного эффекта. Толщина Пристенного слоя не оказывает существенного влияния на интенсивность проявления пристенного эффекта при течении смазок как в капиллярах, так и в кольцевых зазорах. Повышение концентрации металлических наполнителей в смазках увеличивает показатели консистенции и интенсивность проявления пристенного эффекта. Так, повышение концентрации порошков олова в смазке с 10 до 40 мас.% приводит к возрастанию вязкости в 1,5—2 раза. С ростом температуры интенсивность пристенного эффекта МПС снижается, а начало линейного участка «кривой течения» смещается в сторону меньших скоростей сдвига. Следовательно, при анализе работы МПС в подшипниках скольжения, когда зазоры между цапфой и вкладышем становятся соизмеримыми с характерными размерами дисперсных частиц наполнителя, надо учитывать аномалии течения, обусловленные пристенным эффектом.

При контроле неметаллических включений и карбидной неоднородности в готовом сорте следует учитывать повышение дисперсности включений и карбидов при обжатии стали. В наибольшей степени измельчению подвергаются карбиды и включения сульфидного типа. На фиг. 4 приведены кривые частоты баллов по сульфидам одной и той же стали, прокатанной из 325-мм слитка с различными обжатиями до указанных размеров сечений, и отвечающие этим кривым средние размеры включений в микронах (по данным lernkontoret). Из приведённых на фиг. 4 данных можно видеть, в какой мере при увеличении обжатий уменьшаются средний размер включений в микронах и величина балла, отвечающего максимальной частоте при каждом данном обжатии стали. . Для обеспечения оптимальных условий производства и службы деталей ОСТ НКТП 3426 предусматривает при плавочном контроле факультативную пробу на зерно, величина которого должна отвечать № 5—7 по шкале ASTM.

Влияние термической обработки. Повышение дисперсности основной металлической массы чугуна ведёт к уменьшению коррозионного сопротивления. Чугун, подвергнутый закалке и отпуску при 300—400°С, имеет наиболее дисперсную структуру и обладает в несколько раз меньшей коррозионной устойчивостью, чем чугун без термической обработки. После отпуска при 650 — 700° С закалённого чугуна, по мере уменьшения дисперсности перлита, коррозионное сопротивление чугуна повышается [12]. Чугун, закалённый на мартенсит, менее устойчив, чем незакалённый с перлитной структурой.

структуру и твердость чугуна. При этом увеличение числа гнезд хлопьевидного графита в единице объема ковкого чугуна расширяет диапазон закалочных температур в сторону снижения нижнего предела и повышает поверхностную твердость чугуна. Аналогичное действие оказывает повышение дисперсности графита в сером чугуне.

Повышение дисперсности и числа структурных составляющих металлической основы чугуна ведет к понижению его коррозионной стойкости.

Влияние перегрева и модифицирования на качество чугунов, выплавленных из различных шихтовых матери алов, необходимо увязывать с изменением содержания и природы зародышевой фазы, а также с изменением про цесса кристаллизации чугуна Из результатов проведен ных исследований видно, что в связи с прогрессирующим растворением зародышей перегрев вызывает уменьшение степени графитизации чугуна и повышение дисперсности перлита Появление критической температуры перегрева, выше которой наблюдается склонность к междендритной ориентации включений, связана, очевидно, с общей диссоциацией присущих данному чугуну зародышей графита и резким увеличением переохлаждения при эвтектической кристаллизации Действие перегрева на зародышевую фазу в синтетическом чугуне проявляется при меньших тем пературах, чем в обычных чугунах Эффект глубокого ' переохлаждения и ориентации графитовых включений наступает раньше

При увеличении эвтектичности обычного чугуна количество и форма выделяющегося при охлаждении графита изменяются Вследствие этого изменяется состав аустенита, а концентрация углерода в нем становится ме нее равномерной, чем в синтетическом чугуне Неоднород ность аустенита по углероду и кремнию усиливается так же и вследствие затруднения диффузии углерода Поэтому в обычных чугунах наблюдается некоторая неоднородность перлитной основы чугуна В немодифицированном синтетическом чугуне, в котором выделение и образование графитной составляющей из за отсутствия достаточного количества зародышей сильно задерживается во времени по сравнению с выделением и ростом первичного аустенита, структура перлитной матрицы однородна Понижение температуры превращения аустенита, а также повышение концентрации марганца, хрома и других элементов, увеличивающих устойчивость переохлажденного аустенита, вызывает повышение дисперсности перлита С увеличением содержания углерода и повышением степени эвтек тичности устойчивость аустенита снижается

Влияние перегрева и модифицирования на качество чугунов, выплавленных из различных шихтовых материалов, необходимо увязывать с изменением содержания и природы зародышевой фазы, а также с изменением процесса кристаллизации чугуна. Из результатов проведенных исследований видно, что в связи с прогрессирующим растворением зародышей перегрев вызывает уменьшение степени графитизации чугуна и повышение дисперсности

При увеличении эвтектичности обычного чугуна количество и форма выделяющегося при охлаждении графита изменяются. Вследствие этого изменяется состав аустенита, а концентрация углерода в нем становится менее равномерной, чем в синтетическом чугуне. Неоднородность аустенита по углероду и кремнию усиливается также и вследствие затруднения диффузии углерода. Поэтому в обычных чугунах наблюдается некоторая неоднородность перлитной основы чугуна. В немодифицированном синтетическом чугуне, в котором выделение и образование графитной составляющей из-за отсутствия достаточного количества зародышей сильно задерживается во времени по сравнению с выделением и ростом первичного аустенита, структура перлитной матрицы однородна. Понижение температуры превращения аустенита, а также повышение концентрации марганца, хрома и других элементов, увеличивающих устойчивость переохлажденного аустенита, вызывает повышение дисперсности перлита. С увеличением содержания углерода и повышением степени эвтектичности устойчивость аустенита снижается.

Эрозионная стойкость структуры перлитного типа зависит главным образом от содержания углерода. Легирующие элементы вызывают в основном измельчение структуры и повышение дисперсности перлита. В табл. 58 приведены характеристики основ-