Результате поверхностного

Такое разрушение имеет место в результате поверхностной коррозии стали в кислой среде, содержащей сероводород. Выделяющийся атомарный водород диффундирует внутрь металла, скапливается на границах включений, молизуется и создает участки высокого давления. Внутренние пузыри и трещины концентрируются в местах наибольшей интенсивности напряжений, таких как игольчатые включения, ориентированные по направлению прокатки; включения эллиптической формы менее опасны. В последней фазе разрушения трещины проходят перпендикулярно к первоначальным, продольным.

Если принять, что распределение ингибитора по поверхности корродирующего металла отвечает принятой модели (рис. 5), то можно полагать, что на разных участках поверхности скорость коррозии будет существенно отличаться. Энергетический барьер на той части поверхности, на которой находятся изолированные частицы ингибитора, постоянно меняющие места своего расположения (в результате поверхностной диффузии и обмена с окружающей средой),'создается благодаря адсорбционному потенциалу. Высота такого барьера достаточна для существенного торможения скорости коррозии, но она намного ниже, чем на участках, занятых кластерами (рис. 6).

Плато на кривых зависимости напряжения от скорости роста трещины соответствуют, очевидно, максимальной скорости, с которой вода может диффундировать к вершине трещины. Если это так, то скорость, при которой образуется плато, и скорость диффузии должны коррелировать по крайней мере по порядку величины. Из результатов эксперимента Ирвина следует, что вершина трещины имеет размер 5—20 А и на расстоянии 0,1 мм от нее глубина раскрытия трещины меньше, чем длина свободного пробега молекул газа. Поэтому молекулы воды могут достигать вершины трещины только в результате поверхностной' диффузии. Объединив уравнения (2) и (3), получаем

В третьем периоде процесса растекания можно наблюдать круглое пятно в виде ореола вокруг основного металла. Этот слой образуется, по-видимому, в результате поверхностной диффузии и растекание осуществляется уже по этой пленке. Можно полагать, что пленка будет представлять собой сложный раствор, содержащий компоненты Си—Ge и Мо—Мп, и будет состоять из диффузионных слоев, так как диффузия в жидкость протекает быстрее, чем в твердое. Величины работы адгезии этих припоев к твердым поверхностям различаются незначительно. Так, для металлизированной керамики и припоя Си—Ge—Re она составляет величину 2150 мдж/м2, т. е. адгезия является достаточной для обеспечения прочной связи припоя с керамикой.

Толщина обычных декоративных электроосаждаемых осадков обычно составляет около 0,3 мкм. Если эти осадки используются с подслоями никеля соответствующей толщины и качества, то основной металл (сталь, цинковые сплавы или медь) можно полностью защитить от внешнего воздействия на протяжении от шести недель до шести месяцев. После образования маленьких язв или пузырей, содержащих продукты коррозии основного металла, декоративные внешние качества изделия теряются, хотя функциональные качества могут оставаться неизменными еще более длительный период времени. Можно немного улучшить качества за счет нанесения плотных молочных осадков (см. гл. 3), но в этом случае сопутствующим недостатком явится чрезмерная хрупкость. Если же использовать осадки хрома, имеющие микронесплошности (такие, как микротрещины или микропоры) при толщине покрытия 0,3—1,0 мкм, создаваемого электроосаждением (см. гл. 3), то снижение плотности локального анодного тока замедлит проникающую коррозию в защитных подслоях никелевого покрытия, и срок службы полностью сохраненной декоративной поверхности может составить от одного года до пяти лет. Даже по истечении этого времени потеря внешнего вида часто связана не с коррозией основного металла, а с мельчайшим отслаиванием хрома от никеля в результате поверхностной коррозии никеля, вследствие чего поверхность хрома становится матовой.

улучшаемых сталей [7]. Чувствительность к надрезу в результате поверхностной закалки также оказалась значительно ниже. Эффективный коэффициент концентрации для предельно острого надреза в этом случае равен 1,3—1,4, тогда как для состояния поставки 2,2-2,3.

Процессы перестройки свежеобразованной поверхности металла могут иметь коллективный характер, либо •осуществляться в результате поверхностной диффузии •отдельных атомов.

Повышение сопротивления усталости цементованных и циа-нированных деталей дробеструйной обработкой. Практика и лабораторные опыты показывают, что в результате поверхностной пластической деформации удается весьма существенно повысить сопротивление усталости деталей, подвергнутых предварительно химико-термической обработке.

В соответствии с характером распределения остаточных напряжений определится и эффективность последующего упрочнения наклепом для поверхностно-закаленных деталей. Если в результате поверхностной закалки возникают высокие остаточные сжимающие напряжения, то следующее упрочнение детали наклепом сравнительно мало повышает предел выносливости. Наоборот, в тех случаях, когда поверхностная закалка приводит к образованию растягивающих остаточных напряжений, применение поверхностного наклепа может быть полезным.

Следовательно, поверхностная закалка с индукционным нагревом может приводить к образованию в поверхностном слое сжимающих напряжений. В этих случаях применение поверхностной закалки повышает предел выносливости стальных деталей. Особенно эффективен этот процесс для деталей, имеющих концентраторы напряжений. Во многих случаях в результате поверхностной закалки чувствительность деталей к концентраторам напряжений снижается до нуля.

9) высокая износоупорность в результате поверхностной закалки;

Значительно улучшить стойкость пружин, рессор, как и других деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки, можно в результате поверхностного наклепа (что достигается обдувкой дробью). Возникающие при этом в поверхностном наклепном слое напряжения сжатия повышают предел выносливости (усталости) детали и уменьшают вредное действие возможных дефектов поверхности. Подобное упрочнение поверхности в настоящее время осуществляют не только на пружинах и рессорах, но и применяют для других деталей, испытывающих в работе знакопеременные нагрузки.

После цементации и закалки детали из легированной стали рекомендуется подвергать поверхностному наклепу, в результате поверхностного деформирования остаточный аустенит превращается в мартенсит. После термообработки цементованный слой имеет структуру игольчатого мартенсита с мелкими глобулями карбидов и небольшим количеством остаточного мартенсита. Эта структура отличается высокой износостойкостью.

Влияние поверхностного упрочнения. Повышение прочности поверхностного слоя и появление в нем остаточных напряжений сжатия, препятствующих образованию усталостной трещины, достигается дробеструйным деформационным упрочнением *, накатыванием роликами и шариками, поверхностной закалкой и нагревом ТВЧ, химико-термической обработкой, лазерной обработкой и др. В результате поверхностного упрочнения в ряде случаев предел выносливости повышается в 2...3 раза и более, что является мощным средством повышения долговечности машин при одновременном снижении их массы. Наибольший эффект поверхностное упрочнение дает для деталей, имеющих заметную концентрацию напряжений. Повышение предела выносливости учитывается коэффициентом влияния поверхностного упрочнения Kv, представляющим собой отношение предела выносливости 0-1у„р упрочненного образца к пределу выносливости а_1 неупрочненного образца:

Исследование влияния размеров валов на изменение пределов выносливости по разрушению и трещинообразованию в результате поверхностного упрочнения было проведено О. О. Куликовым и М. С. Немановым на консольных цилиндрических ступенчатых валах с диаметром рабочей части 10—30 мм. Радиус. галтельного перехода был выбран для различных типоразмеров валов в одинаковом соотношении с их габаритами (0,05—0,15 диаметра). Отношение диаметра рабочей части вала к диаметру большего сечения было постоянным и равным 1,5. Теоретические коэффициенты концентрации напряжений составляли 1,54; 1,76 и 2,24 для валов с соотношениями /Yd = 0,15; 0,10 и 0,05 соответственно.

Поверхностный наклеп стали 45, значительно увеличивая шредел выносливости по разрушению, приводит к столь же заметному увеличению предела выносливости и по трещинообра--зованию. Вместе с тем интервал напряжений, при котором возникшая трещина малоцикловой усталости не приводит к разрушению (разница между пределами выносливости по трещинообразованию и разрушению), существенно увеличивается в результате поверхностного наклепа, достигая 150 МПа (вместо 90 МПа для образцов без упрочнения).

Увеличение предела выносливости по разрушению в результате поверхностного наклепа для стали 16ГНМА существенно ниже, чем для стали 45. Еще меньше увеличивается для этой

При уменьшении диаметра проволок в результате поверхностного износа или коррозии, % , на .... 10 15 20 25

Для деталей, имеющих конструктивные концентраторы напряжений в виде прессовых посадок, галтелей, выточек и т. п., поверхностный наклеп особенно полезен. Так, например, наличие напрессованной втулки снижает усталостную прочность образцов примерное вдвое. Обкатыванием удается значительно повысить усталостную прочность, а зачастую и полностью устранить вредное влияние напрессовки. В результате поверхностного наклепа на 60% повышается предел выносливости образцов с кольцевым надрезом, на 50% — образцов с поперечным отверстием, на 30— 100% — ступенчатых образцов с галтелями малого радиуса.

Так, в ЦНИИТМАШе были испытаны на круговой изгиб образцы стали 40 диаметром 180 мм, обкатанные роликами и шариками по методике, разработанной совместно с Уралмашзаводом для упрочнения крупных деталей [68]. Испытания проведенные на резонансной машине У-200 при базе 10 миллионов циклов показали, что предел выносливости гладких образцов повысился на 37%, образцов со втулкой на 200% и ступенчатых образцов с галтелью радиусом 8 мм на 42%. В результате поверхностного наклепа прочность ступенчатых образцов почти достигла, а прочность образцов со втулкой даже превзошла прочность гладких неупрочненных образцов [69].

В результате поверхностного наклепа пределы выносливости резьбовых образцов, выполненных из всех исследованных сталей, повышаются от 67 до 130%. Особенно значительно сопротивление усталости повышается у сталей 18ХНВА и 40ХНМА.

Уменьшение диаметра проволок в результате поверхностного износа или коррозии, %