Выносливости различных

сплава ВТ6 приведены в табл. 38. Следует отметить, что с увеличением диаметра образцов полезное действие обкатки увеличивается. Очень выгодно применять обкатку для уменьшения фретинг-эффекта (см. ранее) . В то же время необходимо учитывать, что предел выносливости обкатанных образцов бывает только условный при данном испытанном числе циклов, поэтому ресурсные испытания в данном случае необходимы. Значительно расширены возможности и эффективность обкатки при одновременном, наложении ультразвуковых вибраций. В этом случае процесс ППД идет технологически проще, и, что особенно важно, заметно уменьшается шероховатость поверхности. Так, у сплава ВТ9 при ультразвуковом упрочнении шариком диаметром 5 мм при амплитуде вибрации 15 мкм и статическом давлении 50 и 150 Н даже на гладких образцах предел выносливости повысился с 461 МПа соответственно до 588 и 657 М Па, т. е. на 27-44 % [ 189].

щие дополнительные эксперименты. Образцы из стали 45 с острыми концентраторами напряжений подвергали после проведения поверхностного наклепа тренировке на базе 107 циклов нагружения при напряжении 230 МПа. В зоне вершины концентратора у таких образцов появлялись усталостные трещины, глубиной около 0,5 мм. Это максимально возможный размер нераспространяющейся усталостной трещины в рассматриваемых образцах. Затем тренированные образцы испытывали для получения обычной кривой усталости по разрушению. Такая кривая (кривая 6 на рис. 63) оказалась в зоне ограниченной долговечности, точно совпадающей с кривой усталости по разрушению нетренированных образцов; предел выносливости повысился с 235 до 260 МПа.

условный предел коррозионной выносливости повысился почти в 2 раза. Однако условный предел коррозионной выносливости стали после газового контактного хромирования оказался выше, чем после неконтактного. Диффузионное хромирование снижает чувствительность стали к концентрации напряжений, карбидный слой толщиной 0,010-0,012 мм, образовавшийся при насыщении в течение 2 ч при 1100°С, обеспечил повышение предела выносливости на 35—40 %. С увеличением толщины слоя до 0,030—0,025 мм предел выносливости повысился на 55-60 %. Остаточные напряжения сжатия существенно не повлияли на усталость гладких образцов, но они играют значительную роль при наличии на образцах концентраторов напряжений. Кроме того, при хромировании уменьшается острота надреза концентратора.

Покрытие полимером практически не повлияло на изменение усталости стали 13Х12Н2ВМФ в воздухе, однако в среде 3 %-ного раствора NaCI условный предел коррозионной выносливости повысился в 3 раза. Особенно отчетливо это проявляется при высоких амплитудах напряжений и малом числе циклов нагружения. При числе циклов нагружения более 107 происходит скачкообразное снижение условного предела коррозионной выносливости с 520 до 400 МПа. Установлено, что при напряжениях выше 400 МПа в результате многократной деформации нарушалась сплошность полимерного покрытия, возможно, вследствие механодеструкции, и коррозионная среда проникала к металлу. Циклическое нагружение образцов при напряжениях 360-380 МПа и ниже при /V = 5 • 107 цикл не вызывало нарушения сплошности покрытия.

Немалое значение обкатывания поверхности заключается и в поверхностном наклепе. Так, например, при обкатке болтов по впадинам резьбы их предел выносливости повысился на 50 %j на 82% повысился предел выносливости торсионных валов при обкатке их гладкой части и шлицев.

На тавровых образцах с усилением шва из стали ОХ12НДЛ, сваренной со сталью 15Г2ВЛ (электрод УОНИ 13/55, облицовка электродом ЦУ-2ХМ), после термообработки со скоростью охлаждения 50° С/ч предел выносливости составил 4,5 кгс/мм2. После термообработки со скоростью охлаждения- 20° С/ч, когда остаточные напряжения снизились (с 20—23 до 9—12 кгс/мм2), предел выносливости повысился до 6,5 кгс/мм2 (на 44%).

Серия образцов из стали 20ГСЛ с облицовкой, приваренной продольными швами, была испытана с термообработкой (отпуск при 620° С) после приварки. При этом предел выносливости повысился всего лишь на 10% — с 8,5 до 9,5 кгс/мм2. Это может быть объяснено тем, что стали 1Х18Н9Т и 20ГСЛ имеют разные коэффициенты линейного расширения и после термообработок возникло поле неблагоприятных остаточных напряжений, при котором предел выносливости повысился незначительно.

Предел выносливости повысился с 7,5 (без наклепа) до 11,5 кгс/мм2 (на 55%), но не достиг усталостной прочности стали 20ГСЛ (14,5 кгс/мм2).

В измененной конструкции балки (уменьшили отношение моментов инерции до 1,06 раза) предел выносливости повысился и составил о_! = 6,3 кгс/мм2.

У валов диаметром 180 мм с кольцевой наплавкой после обкатки роликом предел выносливости повысился по сравнению с исходным состоянием на 116% [92, 94].

Гладкие образцы диаметром 7,52 мм (чистота обработки V9) испытывали на высокочастотной установке при 20° С и частотах 450, 1100 и 1650 Гц. Кривые а_№ построенные на основании испытания образцов на базе 107 и 108 циклов, приведены на рис. 128. При увеличении частоты нагружения с 450 до 1100 Гц предел выносливости повысился с 48 до 54 кгс/мм2, т. е. на 12%. При частоте 1650 Гц выявлено повышение долговечности (база 10я вместо 107 циклов) при том же уровне напряжений Г)4 кгс/мм2, что и мри частоте 1100 Гц.

Рис. 10.23. Кривые выносливости различных сталей до (сплошные линии) и после (пунктир) дробеструйного наклепа (Е. Н. Бол-ховитинов)

Рис. 2. Диаграммы деформирования и кривые выносливости различных материалов:

Для проверки упрощенных уравнений подобия были сопоставлены расчетные пределы выносливости различных типоразмеров образцов и деталей с экспериментальными, полученными многими авторами [2, 3]. Результаты сравнения показали, что ошибка в большинстве случаев не превышает- 5—8 %', что соизмеримо с погрешностью экспериментального определения предела выносливости при ограниченном числе образцов.

нежелезных сплавов резко снижаются (табл. 8). Предел выносливости углеродистых и малолегированных сталей в пресной воде в 2—3 раза ниже, а в морской воде в 5—6 раз ниже предела выносливости их на воздухе. Усталостная прочность нержавеющих сталей мартенситного класса также значительно снижается в коррозионных условиях (в 2 — 3 раза при испытании в морской воде). Пределы выносливости в коррозионных средах не связаны с пределом прочности и пределом выносливости на воздухе. При большой разнице в пределах выносливости при испытании в атмосфере воздуха, в условиях морской воды пределы выносливости различных кон-

31. Сравнение предела контактной выносливости различных парок стали*

Мерой выносливости несущего каната может служить количество перевезенного груза G, которое выдержал канат до разрушения (работоспособность каната). Для сопоставления выносливости различных канатов при разных условиях работы следует пользоваться значением удельной работоспособности / = G/F, где F — площадь металлического сечения каната.

не вызывающих, однако, развитой пластической деформации вокруг надреза. Преимущество такого хгодхода в наглядности понятия локального напряжения <зо по сравнению с коэффициентами интенсивности напряжений Кг и Ка (см. §5.2) и в возможности объединить в одну группу численные значения характеристик локальной выносливости различных предельно острых концентраторов, описываемых критериями с различной размерностью.

Общей закономерностью для машиностроительных материалов является повышение сопротивления усталости с понижением температуры. На рис. 16, по данным исследований [180], показаны пределы выносливости различных материалов в зависимости от температуры испытания (база 106 циклов). Как видно, существенное повышение сопротивления усталости с понижением температуры наблюдается не только для гладких образцов, но и для образцов с концентраторами напряжений. Нами были проведены испытания на усталость при температурах до —183° С образцов из мягкой углеродистой стали, хромоникелевой стали и особо твердой закаленной на мартенсит подшипниковой стали [80, 196 ].

Предел прочности при растяжении. На рис. ЗЛО и 3.11 представлена зависимость пределов выносливости различных алюминиевых сплавов при симметричном цикле в условиях осевого нагружения, определенных на базе 107 и 105 циклов до

Рис. 14.2. Влияние глубины неровностей да предел выносливости различных