Файл: Похмурский, В. И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы ее повышения.pdf

По нашему мнению, понятие «технологическая наследственность» условное. Ее проявление будет определяться соотношением глубин изменений физико-механических и электрохимических свойств ме­ талла при предшествующей и последующей обработках. Если фи­ нишная операция, например шлифовка, предусматривает удаление

Наиболее опасный вид поражения — ножевая и язвенная кор­ розия, так как в этом случае поражения либо резко уменьшают живое сечение детали, либо выступают в роли эффективных кон­ центраторов напряжений, существенно снижающих выносливость сталей. Наименее безопасной является равномерная коррозия .

Вид коррозионного поражения зависит, главным образом, от химической и структурной однородности металла, технологии об­ работки деталей, условий воздействия среды и т. д. Влияние пред-

1 Имеется в виду не только толщина слоя, структура которого при метал­ лографическом анализе отличается от структуры сердцевинных зон металла, но и более глубокие изменения в тонкой структуре, неразличимые при ме­ таллографическом анализе.

72

варительной коррозии на прочностные свойства материалов по­ дробно рассмотрено в [13, 67].

В работе [13] изучено влияние предварительной коррозии в атмосферных условиях и при периодическом смачивании 3 % - н ы м раствором NaCl на усталостную и коррозионно-усталостную проч­ ность образцов (диаметр рабочей части 20 мм) из стали 45 после различных режимов механической обработки (табл. 13).

Поскольку силовое резание создает более значительную гете­ рогенность структуры поверхностных слоев, предварительная кор­ розия сказывается заметнее на уменьшении предела усталостной прочности стали в воздухе, чем после обычного или скоростного

анализа имеющихся данных можно заключить, что изменение чи­

деталей из углеродистых и легированных сталей, работающих в

Фретинг-коррозия является особым видом поверхност­ ного разрушения соприкасающихся поверхностей номинально не­

73

охватывает одновременно два процесса: механический и физико-

вибрирующих деталей, находящихся в контакте с другими дета­ лями (листовые рессоры; валы и оси с насаженными на них ше­

Фретинг-коррозия протекает как в воздухе, так и в присут­ ствии различных газообразных и жидких сред, а также в вакууме. Она является предметом широких исследований советских и зару­ бежных ученых. К настоящему времени выдвинуто ряд гипотез, объясняющих явления фретинг-коррозии, получен обширный экс­ периментальный материал по изучению влияния различных фак­ торов на этот процесс разрушения . Значительно меньше работ посвящено влиянию фретинг-процесса на несущую способность деталей, особенно в присутствии различных коррозионных сред.

В работе [100] исследовано влияние на фретинг-коррозию про­ кладок из различных материалов, помещенных в зону контакта. Опыты проводились на плоских стальных образцах из стали Ст.З сечением 50 X 75 мм, подвергнутых чистому изгибу в одной пло­ скости с частотой 33,3 гц при базе 107 циклов. Прокладки помеща­ лись между образцами и захватами машины. Контактное нормаль­ ное давление составляло около 9 кГ'/мм2. Установлено, что поме­ щение в зону контакта прокладок из прессшпана толщиной 0,4; 0,8 и 1,5 мм увеличивает предел выносливости образцов по тре-

кладки при самой малой толщине (0,4 мм) в случае поломки образцов оставались не разрушенными, авторы работы [100 ] прихо­ дят к выводу, что защита поверхности образца от электроэрозион­ ного разрушения достигается уже при малых толщинах прокладок. Повышение же предела выносливости образцов с увеличением тол­ щины прессшпановых прокладок объясняется причинами, не свя­ занными с электроэрозией. Мехапизм повышения выносливости образцов с помещенными в зону контакта прессшпановыми про­ кладками еще не раскрыт.

Существенное повышение выносливости, достигаемое помеще­ нием в зону контакта прокладок из цинка, в работе [54] объясня­ ется своего рода протектированием. Полояштелыюе влияние, ока зываемое на повышение выносливости прокладок из углеродистой и нержавеющей стали, а также алюминия и меди, еще точно не установлено.

Наличие в зоне контакта продуктов коррозии, возникающих при предварительной коррозии, так же как и окалины, оставшейся после прокатки, препятствует электроэрозионному процессу и

74

б л а г о п р и я т но влияет на усталостную прочность деталей в зоне контакта. Предварительная коррозия не оказывает положитель­ ного в л и я н и я на усталостную прочность деталей, если они в зоне контакта у ж е были предварительно упрочнены с помощью поверх­ ностного наклепа. В работе [1001 указывается, что причина сни­ жения усталостной прочности стальных деталей в зоне контакта — совместное действие таких факторов, как концентрация напряже ­ ний, электроэрозия, механическое истирание поверхности и фретинг-коррозия. На наш взгляд, такое разделение факторов яв ­ ляется чисто условным, ибо при циклическом деформировании об­ разца с насадками одновременно действует ряд факторов, хотя в зависимости от условий испытании ведущую роль может воспол­ нить какой-нибудь один фактор.

В результате экспериментов, проведенных на листовых образ­ цах из стали Ст.З, сваренных внахлестку точечной сваркой (тол­

107 циклов), было установлено, что наличие такого сварного со­

строму развитию разрушения в данном случае способствует имею­ щая место фретинг-коррозия на сопрягаемых поверхностях.

Введение клеевой прослойки из эпоксидного клея холодного отверждения ВК-9 в зазор между свариваемыми листами повышает их усталостную и коррозионно-усталостную прочность, хотя по абсолютному значению условный предел коррозионно-усталост­ ной прочности по-прежнему остается низким и составляет прибли­ зительно 7 кГ/мм2. Усталостная и коррозионно-усталостная проч­ ность стальных образцов с насаженными на них втулками в зависимости от натяга — зазора в соединении вал — насадка, гео­ метрии и природы материала втулки с учетом масштабного фактора изучена в работах [84, 143]. Исследования проводились при чистом

щины втулки. Влияние прессовых насадок на выносливость об­ разцов наблюдается даже в нейтральной среде (аргон). В воздухе

75