Некоторые пути использования метода ВТМО для повышения жаропрочности деталей » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Некоторые пути использования метода ВТМО для повышения жаропрочности деталей

19.05.2021

Возможность существенного повышения свойств жаропрочности ряда поликристаллических материалов путем ВТМО привлекает за последние годы все большее внимание исследователей и используется на практике. Выше было указано, что при этом методе упрочнения образование специфической структуры во всем объеме металла обеспечивается при прокатке заготовок сравнительно небольших размеров (с поперечником около 15 мм); при увеличении сечения эффект ВТМО локализуется в поверхностном слое, толщина которого составляет, например при диаметре заготовки 60 мм, всего несколько миллиметров.

Необходимо отметить, что при упрочнении путем ВТМО периферийного слоя на поверхности изделия во многих случаях можно снизить их габариты и вес. Это объясняется следующим. Нагружение, создаваемое в деталях различных машин и механизмов, распределяется неравномерно. В отдельных зонах, являющихся концентраторами напряжения, образуются значительно более высокие напряжения, чем в других участках изделия. Рассмотрим в качестве примера очень часто встречающийся во многих конструкциях цилиндрический вал с галтелью в зоне перехода от одного диаметра к другому.

Характер распределения внутренних напряжений, выявляемых методом фотоупругости в детали такой конфигурации, показан на рис. 240. Сгущение линий интерференции в прозрачной модели (из оптически активной пластмассы), рассматриваемой в поляризованном свете, характеризует зоны концентрации напряжений. В данном примере сгущение этих линий наблюдается в сравнительно тонком слое возле галтели. Участок, отмеченный стрелками, представляет «опасное сечение», так как в нем под действием прикладываемых к детали нагрузок сосредоточиваются напряжения. Для надежности детали в работе необходим материал, прочность которого достаточна для того, чтобы противостоять действию напряжений, возникающих в зоне их концентрации; в других, менее нагруженных участках (например, в тех, где линии интерференции распределены равномерно), материал может быть значительно менее прочным.
Некоторые пути использования метода ВТМО для повышения жаропрочности деталей

Так как процессы разрушения развиваются, как правило, с поверхности и начинаются в зонах концентрации напряжений, то локальное упрочнение путем ВТМО может привести к существенному повышению прочности. На рис. 241 помещены схемы разработанных автором и Е.Н. Соколковым устройств, позволяющих производить ВТМО после скоростного индукционного нагрева т. в. ч. поверхностного слоя, подвергаемого пластической деформации и закалке в зоне концентрации напряжений. Цифрой 1 на рис. 241, а обозначено обрабатываемое изделие, цифрой 2 — индуктор, обеспечивающий непрерывно-последовательный бесконтактный нагрев зоны изделия, перемещающейся возле «активной» части индуктора (на разрезе изделия 1 показана точечным пунктиром). Ролики 3 и 4, прижимаемые к изделию достаточной нагрузкой, пластически деформируют нагретый слой, а через спрейер 5 на деформированную зону подается охлаждающая среда. Скорость вращения (направление которого показано на рис. 239,а стрелкой), а также интенсивность охлаждения должны обеспечивать подавление рекристаллизации в зоне ВТМО. Расположение индуктора 2 и роликов 3 и 4 в кольцевой впадине на изделии 1 при осуществлении ВТМО непрерывно-последовательным методом показано на рис. 241,б.

ВТМО поверхности цилиндрического изделия в зоне концентрации напряжений, например в виде кольцевой впадины, может проводиться при одновременном нагреве всего упрочняемого участка (рис. 241, е).

При этом изделие 1 вращается вокруг оси (стрелкой показано направление вращения), а состоящий из двух секций 2 и 3 индуктор обеспечивает нагрев зоны, изображенной точечным пунктиром. Ролики 3 и 4 в процессе нагрева не соприкасаются с изделием. После завершения цикла нагрева производится пластическая деформация нагретого слоя, а затем через спрейеры 5 и 6 подается охлаждающая жидкость (рис. 241,г), при помощи которой фиксируется особое структурное состояние материала. Можно полагать, что сочетание техники скоростного индукционного нагрева с проведением ВТМО отдельных участков изделий в зоне концентрации напряжений позволит решить многие задачи в области создания рациональных конструкций деталей, предназначенных для службы в условиях высокотемпературного нагрева.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: