Поверхностное пластическое

Медные образцы начиная с 200 °С окисляются; толщина оксидной пленки увеличивается с повышением температуры и длительности испытания. При повышенной скорости деформации время действия атмосферного воздуха меньше, поэтому свойства меди лучше. Уменьшение скорости испытания увеличивает длительность коррозионного воздействия внешней среды. Активное влияние последней особенно заметно в : том -случае, если медь одновременно подвергается растягивающим усилиям, тогда как увеличение времени выдержки образцов перед испытанием более чем в 150 раз лишь немного уменьшает временное сопротивление и практически не оказывает влияния на пластичность, так как происходит поверхностное окисление образцов.

витие микротрещин, поверхностное окисление), в работе [181] использовали установку, изготовленную на базе микроскопа МИМ-7. Методика позволяет вести непрерывные наблюдения за накоплением повреждений на шлифе.

Рис. 57. Поверхностное окисление сплава ХН77ТЮР, Х200

Свойства подавляющего большинства синтетических материалов под влиянием света, особенно вместе с дождем и ветром, ухудшаются, причем происходит поверхностное окисление материалов с образованием полярных групп. При одновременном действии облучения и влажности существенно ускоряются физико-химические изменения некоторых материалов.

Солнечное излучение представляет, собой электромагнитные волны с длинами 0,2—5 мкм. На ультрафиолетовую область (длина волны до 0,4 мкм) приходится 9 % энергии, на видимую (длина волны 0,4—0,7 мкм) — 41 % и на инфракрасную область с.длинами волн более 0,72 мкм — 50 % солнечной энергии. Влияние солнечного излучения на изделие заключается в химическом разложении некоторых органических материалов. Наибольшее воздействие оказывают ультрафиолетовые лучи, которые обладают высокой энергией. Под действием этих лучей происходит поверхностное окисление материалов, частичное разложение полимеров, содержащих хлор, расщепление органических молекул, быстрое старение пластмасс, изменение важнейших органических компонентов и цвета у некоторых типов термореактивных пластмасс, образование корки на поверхности резины и ее растрескивание.

следовательно, атмосфера является окислительной. Наличие свободного кислорода в составе ваграночных газов ещё больше усиливает их окислительную способность. Исследования [23] показали, что под влиянием ваграночных газов на чистых поверхностях металла образуется слой окислов, содержащий главным образом FeO и частично Fe8O4, 5Ю2и МпО. Окисление твёрдого металла происходит исключительно с поверхности, под окисленным слоем находится слой обезуглероженного металла. При переплавке в вагранке шихты, состоящей из штыкового чугуна и лома (чугунного и стального), поверхностное окисление не сказывается заметно на общем угаре

Чувствительность метода: выявляются несплошности, отклонения размеров и формы шва от заданных величиной более 0,1 мм, а также поверхностное окисление шва.

Однако применение этих методов обработки не может в полной мере решить проблему улучшения качества поверхности и поверхностного слоя, так как нагрев деталей до температуры '0,4—0,5 Тп, необходимый при обработке, вызывает рекристаллизацию и полиморфные превращения в металле и, как следствие, большие остаточные напряжения (коробление), потерю размерной точности и поверхностное окисление металла (до 1,5%). После механической обработки на деталях образуется деформированный слой металла с разрыхленной структурой, который существенно снижает их прочностные и антикоррозионные свойства.

При комнатной температуре надрезы уменьшают предел усталости примерно в 2 раза. Однако для большинства сталей при условии отсутствия прогрессирующего охрупчивания чувствительность к концентрации напряжений с повышением температуры уменьшается. Сильное влияние оказывает поверхностное окисление и обезуглероживание стали, снижающие предел усталости. Необходимо обратить внимание на следующие характерные испытания: стальные образцы, подвергаемые при комнатной температуре действию струи воды, снижают предел усталости на 16—60%; это объясняется развитием местных коррозионных повреждений, которые действуют подобно надрезу, как концентраторы напряжений [12,53].

Поверхностное окисление с образова-

поверхностное окисление иридия приводит к образованию окиси иридия

Абразивные зерна могут также оказывать на заготовку существенное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристаллической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиги одного слоя атомов относительно другого. Вследствие упругопластического деформирования материала обработанная поверхность упрочняется. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработке металлическим инструментом.

В ТолПИ разработан и ацробирован способ подготовки поверхности с рельефом типа «ласточкин хвост» [4], он достаточно прос-ч и обеспечивает дополнительную механическую прочность. Способ заключается в обработке дробью или пластическим деформированием с наложением У.З. с целью затупления вершин рельефа. Поверхностное пластическое деформирование [ППД] с наложением У.З. как в процессе подготовки поверхности, так и в процессе напыления предпочтительнее, так как обеспечивает не только поучение рельеф^ типа «ласточкин хвост», но и уплотнение и активирование структуры как материала подложки, так и материала покрытия, а так же устранение пористости и создание напряжения сжатия. На первом этапе данная технология реализовывалась с применением поверхностной дробе-ударной обработки (ПДУ). В результате совмещенных технологий ППД или ПДУ с наложением У.З. происходит постоянная активация наносимых защитных слоив с поддержанием Их высокой физико-химической активности.

долговечность до зарождения усталостных трещин и во взаимосвязи с деформационными характеристиками всего объема металла определяет уровень предела выносливости, а также уровень порогового коэффициента интенсивности напряжений, необходимого для старта усталостной трещины. Наличие концентраторов напряжений (например, от грубой механической обработки) и других дефектов на поверхности, остаточных напряжений растяжения, агрессивной среды и ряда других факторов приводит к снижению предела выносливости. Как правило, все виды обработки, создающие сжимающие напряжения на поверхности, такие, например, как поверхностное пластическое деформирование, различные виды химико-термических обработок и т.п., повышают предел выносливости металлических материалов, препятствуя раскрытию трещин. На рис. 48 представлены данные по влиянию дробеструйной обработки (с различным размером дроби) на усталость мартенситностарею-щей стали с 1 8%Ni в условиях кругового изгиба. Видно, что дробеструйная обработка вне зависимости от диаметра дроби существенно повышает ограниченную долговечность и предел выносливости. При больших долговсчно-стях образцов с поверхностным упрочнением зарождение усталостных трещин всегда происходит под упрочненным поверхностным слоем.

вода воды, прошедшей через турбины ГЭС, в русло реки. Чаще всего представляет собой земляную выемку в пойме или русле реки. ОТДЕЛИТЕЛЬ - электрич. аппарат для автоматич. отключения отд. участков электрич. сети высокого напряжения при отсутствии в них тока. Время отключения не превышает 0,1 с. Применяется самостоятельно или в сочетании с короткозамыкателем. ОТДЕЛОЧНАЯ ОБРАБОТКА в машиностроении - группа заключит, (финишных) операций механич. обработки деталей машин, обеспечивающих высокое качество обработанных поверхностей. К О.о. относятся тонкое точение, фрезерование, шевингование, чистовое (отделочное) шлифование, доводка, притирка, полирование, хонингование. О.о. является также обработка поверхностей без снятия стружки, напр, волочение, чеканка, вальцовка, обкатка. Разновидностью О.о. является поверхностное пластическое деформирование. ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ в строительстве- материалы, применяемые в целях улучшения эксплуатац.

темп-ре. П.н. жидкости часто определяют как силу, действующую на ед. длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверхность до минимума. Благодаря П.н. капля жидкости при отсутствии внеш. воздействий принимает форму шара. П.н. зависит от хим. природы жидкости и темп-ры и уменьшается при увеличении темп-ры (до О при критической температуре). Снижение П.н. достигается введением в жидкость поверхностно-активных веществ. Величиной и изменениями П.н."обусловлены мн. поверхностные явления, особенно в дисперсных системах (см. также Капиллярные явления, „Смачивание}. ПОВЕРХНОСТНОЕ ПЛАСТИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ (ППД) - упрочнение материалов, особенно эффективное для изделий, работающих в условиях знакоперем. нагружения (оси, зубчатые колёса, коленчатые валы, подшипники, инструменты, сварные конструкции и т.п.). Для ППД применяют накатывание и раскатывание роликами и шариками, обкатку зубчатыми валками, чеканку, алмазное выглаживание, дорнование, вибрац. и гидроабразивную обработку и др. способы. В результате ППД уменьшается шероховатость поверхности, появляется наклёп, возникают остаточные сжимающие напряжения, повышающие усталостную прочность, износостойкость и долговечность изделия.

Использование технологий модификации первого поколения [165, 166], основанных на однократном или многократном однотипном внешнем воздействии потоками тепла, массы, ионов и т.д., не всегда обеспечивает требуемые показатели износостойкости материалов при высоких температурах, контактных давлениях и действии агрессивных сред. Поэтому расширение области применения и эффективности методов модификации металлов и сплавов для их использования в экстремальных условиях эксплуатации связано с созданием комбинированных и комплексных способов упрочнения, сочетающих достоинства различных технологических приемов. Существует несколько базовых способов упрочнения, эффективность которых в сочетании с другими методами подтверждена производственной практикой [165, 166]. К таким методам относятся ионно-плазменное напыление, электроэрозионное упрочнение, поверхностное пластическое деформирование, а также термическая обработка. Модификация структуры и свойств материалов при этом происходит за счет сочетания различных механизмов, отличающихся физико-химической природой. На этой основе разрабатываются новые варианты технологий второго поколения, включающие двойные, совмещенные и комбинированные процессы [166-169], в которых применяются потоки ионов, плазмы и лазерного излучения. К данному направлению относятся обработка нанесенных

Многочисленные исследования показали, что одним из наиболее эффективных методов воздействия на состояние поверхности, приводящих к повышению циклической прочности, является предварительное поверхностное пластическое деформирование (ППД). При этом применение ППД повышает циклическую прочность не столько в области многоцикловой усталости, сколько при больших перегрузках. Известны примеры, когда применение методов ППД позволяет повысить долговечность деталей из титановых сплавов, работающих в области малоциклового нагружения, в 17-20 раз, а предел выносливости-в 2 раза [ 187, с. 35, 43]. Вместе с тем по сравнению с многоцикловой усталостью эффективность применения ППД для деталей, работающих в малоцикловой области, изучена меньше. До последних лет отсутствовало даже научно обоснованное объяснение влияния ППД при больших перегрузках (выше предела выносливости), так как при этом роль остаточных сжимающих напряжений не может быть решающей. Возникающие при ППД остаточные сжимающие напряжения при значительных циклических пластических деформациях неизбежно релаксируют при первых же циклах нагружения. С целью установления природы влияния ППД на малоцикловую долговечность титановых сплавов были поставлены специальные опыты по изучению влияния ППД на статическую прочность и характер деформации. Исследование проводили на цилиндрических образцах сплава ВТ5-1 диаметром 10 мм. После механической шлифовки и полировки часть образцов подвергали электрополированию до полного удаления наклепанного слоя. Поверхностное пластическое деформирование осуществляли в трехроликовом приспособлении для обкатки (диаметр ролика 20 мм, радиус профиля ролика г— 5 мм, усилие на ролик изменялось от 300 до 1200 Н при определении статической прочности и равнялось 900Н при оценке характера деформирования). Обкатку вели на токарном станке в 2 прохода при скорости вращения шпинделя 100 об/мин

Создание сжимающих остаточных напряжений. Остаточные напряжения в поверхностном слое материала, полученные путем пластической деформации, оказывают положительную роль в повышении стойкости против МКК- В этом случае даже под действием больших действующих растягивающих напряжений при работе изделия не будет ускорения МКК- Кроме того, дробление зерен при деформации и нарушение непрерывности их границ создает в случае развития МКК препятствие для проникновения разрушения в глубь материала. Поверхностное пластическое деформирование производится после отпуска.

Поверхностное пластическое деформирование. Эффективно повышает усталостную прочность многих сталей ППД. Исключение могут составить стали с большим количеством мягкой ферритной составляющей, дающей большую неравномерность упрочнения и снижающей таким образом эффект ППД. В коррозионной среде при длительной эксплуатации детали после ППД возможно резкое снижение кор-розионно-усталостной прочности из-за разрушения упрочненного слоя от коррозии (рис. 33).

Поверхностное пластическое деформирование также повышает стойкость к фреттинг-коррозии и фреттинг-усталости, но в коррозионных средах эффект от упрочнения поверхностных слоев после определенной базы работы детали может резко снизиться. Это связано с разрушением упрочненного слоя фреттинг-коррозией.

В современном машиностроении все более широко используются прогрессивные и высокоэффективные методы упрочнения деталей: термомеханическая обработка, поверхностное пластическое деформирование и др. Одним из основных факторов повышения сопротивления усталости материалов в результате этих обработок является существенная задержка роста усталостных трещин.