Рис. Г6.2. Остаточные осевые (а) и тангенциальные (б) напряжения после различных видов и режимов обработки образцов из сплава ЭИ437БУ
Щ,2 У-л
тх зо
т |
■го |
'\ |
^ |
*— |
Г |
|
98 |
|
! |
|
|
(О Б------- --- |
|
|
1 |
|
|
Оо
-98 |
-Ю |
|
|
|
-196 |
-го |
|
|
|
-29- ■-SO |
|
|
|
-382 |
■‘'О |
Л |
|
|
-490 |
-SO |
« V |
< |
У |
-S8S |
-SO < L A |
|
|
|
-685 |
-70 ____ |
Г |
|
•784 |
SO X |
|
|
|
\
N
ч ^s X 4 x
(r Щ
уr
у
s
напряжение* Рунхтирнар /Jc/Htsp - /т>&н-
0/ТОНЭ7& На/Ор0*Г(?-гСу.3*
_ —'2‘■кг--— —
__ |
\
|
■\
|
* У |
|
|
|
4«<r. |
|
|
’ч s ----- |
|
|
—a—cjooc‘вструйная О$рОО0Т£Я.
утла ро/тс/лани{&ор $
—*—o3<oглоpa/fucoHu/Sop 9)
Рис. 16.3- Остаточные напряжения после дробеструйной обработки и о&- катки роликами образцов из сплава ЭИ437БУ
Рис. 16.4. Влияние глубины (а) и степени (б) исходного наклепа на жаро прочность сплава ЭИ437БУ (цифрами указаны номера вариантов, см_
табл. 16.2)
лентой — 189 час. Наклеп же поверхностного слоя у рассматривае мых вариантов примерно одинаков (hc = 60-1-70 мкм). Несмотря! на наличие благоприятных глубоко залегающих напряжений сжа тия, длительная прочность образцов.после дробеструйной обработ ки и обкатки роликами значительно снижается и тем интенсивнее,, чем больше глубина и степень наклепа обработанной поверхности.. Самая низкая жаропрочность обнаружена у образцов, обкатанных: роликами при Р = 100 кг, у которых был наведен самый большой по глубине и степени наклеп. В этом случае при благоприятных:
Рис. 16.6. Влияние исходной глубины (а) и степени (б) наклепа поверх ностного слоя на предел усталости сплава ЭИ437БУ (цифрами указаны но мера вариантов обработки, см. табл. 16.2)
осевых сжимающих напряжениях среднее значение стойкости составляет 60 час, что почти в 4 раза меньше стойкости электрополированных образцов.
Подтверждением того, что наклеп играет превалирующую роль в снижении прочности сплава ЭИ437БУ при температуре 750°С, являются также результаты исследования жаропрочности образцов, изготовленных точением. Длительная прочность об разцов, изготовленных на оптимальной скорости резания, обес печивающей минимум глубины и степени наклепа, выше жаропроч ности образцов, изготовленных на других скоростях, хотя в случае обработки на оптимальной скорости резания в поверхност ном слое образцов формируются большие по величине остаточные растягивающие напряжения.
Закономерности изменения усталостной прочности сплава ЭИ437БУ в зависимости от исходного состояния поверхностного слоя аналогичны зависимостям, полученным по длительной проч ности (рис. 16.6). Максимальной выносливостью на базе N = 107 циклов обладают электрополированные образцы, которые имеют предел выносливости = 39 кг/мм*. Выносливость образцов,
изготовленных по другим технологическим вариантам, имевшим пластическую деформацию поверхностного слоя, снижается по сравнению с электрополированными образцами и тем интенсивнее, чем больше величина наклепа. Предел усталости образцов, об катанных роликами при Р = 50 кг, имеет минимальное из всех исследованных вариантов значение и составляет 33,5 кг/ммг,что на 13,5% ниже предела усталости электрополированных образ цов. Как и в случае исследования жаропрочности, образцы, об работанные точением на оптимальной скорости резания, обладают повышенной выносливостью по сравнению с образцами, обточен ными на других режимах резания (рис. 16.5). Некоторая разница в уровне усталости между образцами, обработанными точением, и образцами, изготовленными другими методами, может быть объяс нена различиями в геометрических параметрах образцов.
Отсутствие связей между прочностными свойствами сплава ЭИ437БУ при 0’= 750°С и величиной остаточных поверхностных напряжений объясняется быстрой релаксацией последних.
Следует указать на то обстоятельство, что длительная проч ность сплава ЭИ437БУ в зависимости от глубины и степени наклепа обработанной поверхности снижается более интенсивно, чем предел усталости. Относительно электрополированных образцов снижение жаропрочности образцов с поверхностным наклепом колеблется в пределах 8ч-74,5%, в то время как выносливость падает на 0,5-^ 15,5% . Это может быть объяснено длительностью испытания. Испытания на жаропрочность до разрушения образца продолжают ся в основном в течение ста и более часов. Продолжительность же испытания на выносливость для определения предела усталости на базе N = 107 циклов не превышает 24 часов. За меньшее время при усталостных испытаниях в поверхностном наклепанном слое образца не успевает произойти процесс разупрочнения материала до той величины, до которой он протекает в образцах, подвергае мых испытанию на жаропрочность. Подтверждением сказанного является различный характер кривых выносливости электропо лированных образцов и образцов с поверхностным наклепом. По сравнению с электрополированными образцами кривая вынос ливости образцов после дробеструйной обработки располагается более круто и при некотором значении числа циклов пересекает кривую выносливости электрополированных образцов. Это сви детельствует о том, что при малых базах испытания, когда явления релаксации остаточных напряжений не успевают произойти полностью и могут оказать свое положительное влияние (например, сжимающие напряжения от дробеструйной обработки) и когда под вредным воздействием наклепа в поверхностном слое не успевают произойти явления разупрочнения, предел выносливости у накле панных образцов из сплава ЭИ437БУ даже при Т = 750°С может быть выше, чем у электрополированных.
С увеличением же базы испытания закономерно ожидать более существенного снижения выносливости сплава ЭИ437БУ под
