Файл: Макаров, А. Д. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов учебное пособие.pdf

Приведенные данные показывают также, что при резании сплавов на низкой скорости (10 м/мин) наибольшие остаточные напряжения как в осевом, так и тангенциальном направлении формируются в поверхностном слое сплава ЭИ437А. Этот сплав по сравнению с другими материалами рассматриваемой группы в меньшей степени легирован, имеет самые высокие пластические свойства (табл. 13.3) и наиболее склонен к упрочнению при деформации. Например, относительное удлинение 8 для сплава ЭИ437А составляет 32%, для сплава ЭИ826—21%, а для ЭП220— 14%. Коэффициент К, характеризующий способность металла к упрочнению, для этих сплавов соответственно равен 1,57; 1,26; 1,2. Поскольку при V = 10 м/мин основным фактором, обус­ ловливающим формирование остаточных напряжений, является силовой (когда величина напряжений зависит от интенсивности пластической деформации), то обнаруженные наибольшие напря­ жения у сплава ЭИ437А являются вполне закономерными. Спла­ вы ЭИ437БУ, ЭИ617, ЭИ826, ЭИ929 и ЭП220 соответственно более легированы, содержат большее количество упрочняющей у-фазы; пластичность этих сплавов соответственно снижается. Имея пониженную пластичность, металл поверхностного слоя этих сплавов в меньшей мере деформируется, о чем свидетельствуют данные измерения глубины и степени наклепа (табл. 13.3), в ре­ зультате при обработке этих сплавов формируются меньшие по величине остаточные напряжения, чем у сплава ЭИ437А. Связь между максимальной величиной остаточных напряжений в 1-м горизонте и характеристикой пластичности 8, взятой при темпе­ ратуре, равной средней температуре контакта на задней поверх­ ности, найдена для каждого сплава (при v = 10 м/мин) в виде уравнений:

дает противоположную картину изменения остаточных напряже­ ний для рассматриваемых сплавов (рис. 13.19, 13.20, 13.21 и табл. 13.3). Приведенные данные показывают, что при резании сплавов на скорости 40 м/мин в поверхностном слое должны про­ текать термопластические деформации, т. к. температурные на­ пряжения значительно превышают предел текучести сплавов. В этих условиях величина остаточных напряжений будет зависеть от температуры и прочностных свойств металла. Температура на задней поверхности с. увеличением жаропрочности сплавов возрас­ тает, например, для сплава ЭИ437А @3 = 680°С, сплава ЭИ826— 750°С, ЭП220—820°С. Несмотря на рост температуры, предел

Однако независимо от уровня оптимальных скоростей резания средняя температура резания (оптимальная) и температура на задней поверхности по мере повышения высокотемпературной прочности сплавов повышаются. Так, при точении сплава ЭИ437А

ности — с 640° до 790°С. В соответствии с ростом температуры по­ вышаются и остаточные напряжения растяжения как в танген­ циальном, так и осевом направлениях. Сопоставление значений os и з- при соответствующих температурах показывает, что обра­ зование напряжений связано с термопластическими деформация­ ми. Повышение остаточных напряжений связано с ростом темпера­ туры и одновременным повышением прочностных свойств спла­ вов. Снижение коэффициента трения по задней поверхности и уменьшение глубины и степени наклепа при резании сплавов на оптимальных скоростях способствовали повышению растяги­ вающих напряжений в более легированных сплавах. Максимальное значение остаточных напряжений в I-м горизонте в зависимости от температуры на задней поверхности (при резании сплавов на оптимальных скоростях) может быть найдено из уравнений:

Физико-механические свойства сплавов определяют и темпе­ ратуру перехода осевых сжимающих напряжений в растягиваю­ щие (температуру начала термопластических деформаций).Для сплавов, имеющих большую жаропрочность и больший предел те­

и расчеты показывают (рис. 13.21 и табл. 13.4), что для низколе­ гированного сплава ЭИ437А температура на задней поверхности, соответствующая началу термопластических деформаций, состав­ ляет 510°С, для более' жаропрочного сплава ЭИ826—600°С, а для ЭП220—700°С. Вместе с тем для всех исследованных сплавов усло­ вия, при которых зафиксировано начало термопластических де­ формаций, идентичны: отношение предела текучести к температуре (зо,/0 3п) для всех сплавов практически одинаково и составляет

0,106-^0,116 (табл. 13.4).

Таким образом, характер влияния физико-механических свойств сплавов и условий резания на остаточные поверхност­ ные напряжения зависит от скорости (температуры) резания. При точении на низких скоростях, когда температура недостаточна