Способ упрочнения металлических изделий с трещиной Советский патент 1989 года по МПК C21D1/04 

4

СЛ

Изобретение относится к области обработки металлов циклической нагрузкой и может быть использовано в машиностроении для упрочнения стальных изделий со сварным швом. Цель изобретения - увеличение срока службы изделия путем повышения трещиностойкости сварного шва. Сущность изобретения заключается в том, что изделие статически нагружают до значений, превышающих эксплуатационную нагрузку, но меньших значений, при которых объект теряет работоспособность, при этом к изделию прикладывают дополнительную нагрузку, вызывающую подрастание трещины /51 в пределах 0,1 I .i/ I г О, 91 п, где 1«- величина пластической деформации в вершине трещины, вычисляемая по формуле: 2 ( )-, KI,-. коэффициент интенсивности напряжений при перегрузке для изделия или образца с трещиной; о о,- предел текучести материала при температуре перегрузки, а дополнительную нагрузку прикладывают при температуре больше температуры эксплуатации, но меньше температуры структурных превращений стали, 1 з.п. ф-лы.. Г) О)

«ч

с

11

Изобретение относится к обработке металлов циклической нагрузкой и может быть использовано в машиностроении для упрочнения стальных изделий со сварным швом.

Цель изобретения - увеличение срока службы изделия путем повьше- ния трещиностойкости сварного шва.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе упрочнения из- делия с трещиной, заключающемся в статическом нагружении объекта до значения, превышающего эксплуатационную нагрузку, но меньше того значения, при котором изделие теряет, свою работоспособность, к последнему прикладывают дополнительную циклическую нагрузку, вызывающую подрастание трещины на величину л1 в преде,лах: 0,11,41 0,91(1,где значение 1 V, - значение пластической дефор- мадии в верщине трещины, вычисляемой по формуле

I. 2(Кг,/6,,)%

где - коэффициент интенсивности напряжений при: перегрузке для изделия или образца с трещинойj - предел текучести материала при температуре перегрузки, дополнительную нагрузку прикладывают при температуре, большей температуры эксплуатации, но меньшей температуры структурных превращений стали.

Операция подращивания трещины при циклической нагрузке приводит к увеличению эффективности способа, так как вершина трещины-при ее подрастании оказывается в Эоне развитой пластической деформации, созданной за счет перегрузки, и это приводит к закрытию усталостной трещины.

Величину подрастания трещины ui выбирают из условия О, П п ДИ 0,91 так как при ,11г пА1 70,91п эффект закрытия трещины незначительный .

Способ реализуется следующим образом.

Изделие с трещиной нагревают до температуры, превьппающей температуру эксплуатации, затем нагружают до нагрузки, меньшей критической, и охлаждают до температуры эксплуатации .По

15

20

5

5

3Q

35

40

45

0

5

732

еле этого трещину подращивают на заданную величину 0,il, ч Л1 0,9Еъ путем циклического нагружения изделия.

Проведено экспериментальное опробование предлагаемого и известного способов.

Пример. Способ реализован на образцах Ст-1 из сварного шва стали 15Х2НМФА.

Статическая трещиностойкость при равнялась 160-180 кг/мм .

Применение способа упрочнения по известному способу с теплой перегрузкой при 20 с и нагрузке, равной 0,8Ki позволяет повысить трещино- сто йкость образца до 240 кг/мм ,

Реализация предлагаемого способа упрочнения образца при перегрузке до 0,8Ki (t 20°С) и подращивание трещины на величину 0,5 мм дала значение статической трещиностойкости 320 кг/мм , -что более чем на 30% выше значения трещиностойкости по известному способу и почти в 2 раза вьш1е значения, определенного по ГОСТ 25.506-85.

Таким образом, предлагаемый способ обладает большей эффективностью, простотой в эксплуатации, экономичен и может быть реализован без по- вьшения температуры.

Формула изобретения

1. Способ упрочнения металлических изделий с трещиной, преимущественно стальньк со сварным швом, включающий статическое нагружение величиной, превышающей эксплуатационную нагрузку, но менее критической, при которой происходит разрушение изделия, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы изделия путем повьш1ения трещиностойкости сварного шва, к изделию дополнительно прикладьшают циклическую нагрузку при заданной температуре до увеличения трещины до величины (0,1..0,9)1„, где In 1/2F ( /бдд); KI - коэффициент интенсивности напряжений при циклической нагрузке i 60,2- предел текучести стали. 2. Способ по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что циклическую нагрузку прикладьшают. при температуре, превьш1ающей температуру эксплуатации изделия, но меньшей температуры структурных Цревращений стали.