Способ упрочнения стальных деталий Советский патент 1978 года по МПК C21D7/02 

Изобретение относится к области мсцииностроения,в частности к обработ ке металлов и сплавов циклической на рузкой с целью изменения механически свойств. Надежность работы деталей машин, испытывающих циклические tiarpysKH и колебания, определяю1ся усталостной прочностью материалов, их способностью гасить энергию механических колебаний. Увеличение способности материалов к рассеянию этой энергии, т.е. его демпфирующих свойств, является важным резервом снижения дииами ческой напряженности и повышения надежности работы деталей машин. При циклических нагружениях в детали развиваются микропластические деформации, которые ведут,с одной стороны,к увеличению рассеяния механической энергии напряжения, и,с дру гой стороны - к развитию и накоплени усталостных повреждений и, наконец, к разрушению. Часть энергии, затраченной на последний процесс, идет на деформирование металла, остальная трансформируется в теплоту. Известны способы снижения динамической напряженности деталей машин и конструкций применением особых сплавов высокого демпфирования, которые,однако, имеют высокую стоимость и малую усталостную прочность по отношению к другим конструкционным материалам l j . Известны способы повышения срока службы деталей из металлов и сплавов тренировкой циклическими нагрузками при напряжениях ниже предела усталости с промежуточными отдыхами, облегчающими прохождение в металле деформационного старения .2, а также тренировкой циклическими нагрузками выше предела усталости с последующими отдыхами, которые проводят в течение 5-10 раз, что несколько уменьшает время циклической тренировки, но снижает в результате отдыхов эффект повышения демпфирующей способности материала з. Цель изобретения - увеличение демпфирующей способности металлов и сплавов с одновременным обеспечением заданной усталостной прочности. Поставленная цель достигается тем. что при цик.ггической обработке металлов нагрузкой выше предела усталости непосредственно перед эксплуатацией проводят дозированное кратковременное нагружение деталей без отдыха. При этом циклические напряжения превышалт предел усталости материала не 5олее, чем на 15-30%. Продолжительнос перегрузки назначается из условия обеспечения заданной усталостной про ности и максимальной демпфирующей способности, не приводящей к накоплению устгшостных повреждений в пределах 0,3-10 тыс.циклов. Пример . Испытания проводят на стандартньос образцах из углеродис той стали 40 на симметричный изгиб с вращением при различишь режимах циклических перегрузок § Повышение демпфирующей способности образца при его работе на циклическом напряжении, равном исходному пределу усталости, требует (0,5 1,0) 10 циклов тренировки. При этом наблюдается повышение исходного предела усталости на 4-9%. Это дополнительно снижает вероятност усталостных повреждений в металле. Выбор оптимальных значений цикли ческих перегрузок (1,15-1,30(3. ) ве дет к повышению демпфирующей способности материала на 9,5-15,5%. Использование предлагаемого способа циклической обработки деталей из металлов и сплавов обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность получения материала и высоко демпфирующими свойствами циклической обработки широкоизвестных материалов, что особенно важно при работе материала в условиях вибрационных нагрузок. Формула изобретения Способ упрочнения стальных деталей, работающих в условиях вибрационных нагрузок, включающий циклическое нагружение выие предела усталости, отличающийся тем, что, с целью повышения демпфирующей способности материала с одновременным обеспечением заданной усталостной прочности, циклическое нагружение проводят 0,3-10 тыс.циклов при напряжениях на 15-30% вьЕие предела усталости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Фастов Ю.К., Шульга Ю.Н. Сплавы с высокими демпфирующими свойствами, М., Металлургия, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 443920, кл. С 21 3) 7/02, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР 172865, кл. С 21 1 7/02, 1963.