DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.82.0.44

РОЛЬ РІЗНИХ СПОСОБІВ ПОВЕРХНЕВОЇ ОБРОБКИ В ПІДВИЩЕННІ ВТОМНОЇ МІЦНОСТІ ВИРОБІВ

I. V. Doshchechkina, I. V. Kirienko

Анотація


Експлуатаційні властивості деталей машин  та їх з’єднань, і в першу чергу втомна міцність, визначають безвідмовність та довговічність виконання ними своїх основних функцій. Статистика свідчить, що понад 80% відмов виникають із-за руйнувань внаслідок процесів втоми металу. Як відомо, втомне руйнування починається з поверхні, тому саме  її стан грає визначну роль в розвитку процесів втомленості, в характері, місці  та часі появи втомної тріщини та її розвитку. Метою роботи є підвищення опору втомі та довговічності деталей машин за рахунок різних методів поверхневої дії. Для її вирішення проведені дослідження впливу на  стан поверхні різних варіантів  комбінованих методів механічної обробки, цементації та наклепу, а також сучасного метода бомбардування поверхневого шару низькоенергетичними іонами. Вивчення питання   збільшення втомної міцності особливо важливе для крупногабаритних і  важконавантажених виробів, які  виготовляються із високоміцних сталей, бо при високій статичній міцності збільшується вірогідність втомного руйнування. Встановлено, що після шліфування поверхні перед цементаціє, а не після, на 41% підвищується  границя витривалості  (σ-1) сталі 20Х2Н4А, так як стискувальні напруження при цементації зменшують дію шкідливих напружень розтягання, які виникають при шліфуванні. Ще більший приріст σ-1  досягається  після остаточної дробострумінної обробки за рахунок додаткових стискальних напружень та суттєвого згладжування поверхні при наклепі. Показана висока ефективність іонного бомбардування поверхні, під впливом якого в тонкому поверхневому шарі дуже подрібнюються зерна ( з 50 мкм до 600 нм), фомується рорзвинена субструктура, «заліковуються» дефекти,  суттєво  зменшується шорсткість поверхні.Ці зміни стану поверхні сприяли опору втомленому руйнуванню та  значному збільшенню довговічності виробів

Ключові слова


втомна міцність; механічна обробка; дробострумінний наклеп; іонне бомбардування; шорсткість поверхні; субструктура; границя витривалості

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Kudryavtsev I.V. Naumchenko N.Ye. (1967). Ustalostnaya prochnost' svarnykh konstruktsiy M.: Mashinostroyeniye, 270.

Vakulenko K.V..Kozak I.B, Matsevityy V.M. (2016) Vliyaniye sostoyaniya poverkhnostnogo sloya na kharakteristiki soprotivleniya ustalosti stali 40KH // Vostochno-yevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy. – №3/5(81),53-61.

Dyachenko S.S., Sverdlin O.V., Zolotko V.A., Kaftanov S.V. Acceleration of Saturation Process and Improving Nitrided Layer Properties // Indstrial Heating. – 1998. – V. 65. – №9. – P. 99–105.

Volosevich, P. YU., Prokopenko, V. V. Knysh, O. V. (2008) Voytenko Strukturnyye izmeneniya v zone svarnogo shva stali St3 pri ul'trazvukovoy udarnoy obrabotke i ikh vliyaniye na povysheniye soprotivleniya ustalosti // Metallofizika i noveyshiye tekhnologii, 30, № 10, 1429-1443

Panin, V. Ye., Sergeyev V. P., Panin A. V., Pochivayev YU. I. (2007) Nanostrukturirovaniye poverkhnostnykh sloyev i naneseniye nanostrukturnykh pokrytiy – effektivnyy sposob uprochneniya sovremennykh konstruktsionnykh i instrumental'nykh materialov // Fizika metallov i metallovedeniye. 104, 6, 650 -660.

Tatarkina І..Use of the ion-plasma treatment for improving the structural strength of items / S. D’yachenko, I. Tatarkina, I. Doshchechkina, I. Ponomarenko // Journal of Nano- and Electronic Physics, Vol. 4, # 1,Sumy State University, 2012, 1 – 4.

Panin V. Ye., Sergeyev V. P., Panin A. V. (2007) Nanostrukturirovaniye poverkhnostnykh sloyev i naneseniye nanostrukturnykh pokrytiy – effektivnyy sposob uprochneniya sovremennykh konstruktsionnykh i instrumental'nykh materialov // Fizika metallov i metallovedeniye,104,6, 71-74

Ponomarenko I. V., D'yachenko S. S., Doshchechkina I. V., Kondratenko I. I. (2006) Vliyaniye razlichnykh metodov poverkhnostnogo uprochneniya na ustalostnuyu prochnost'// Vestnik KHNADU, 33,41-44.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Кудрявцев И,В. Усталостная прочность сварных конструкций / И.В. Кудрявцев, Н.Е.Наумченко.– М.:Машиностроение, 1976.– 270 с.

2. .Вакуленко К.В.. Влияние состояния поверхностного слоя на характеристики сопротивления усталости стали 40Х / К.В. Вакуленко, И.Б. Козак, В.М. Мацевитый // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2016. – №3/5(81). – С.53-61.

3. Dyachenko S.S., Sverdlin O.V., Zolotko V.A., Kaftanov S.V. Acceleration of Saturation Process and Improving Nitrided Layer Properties // Indstrial Heating. – 1998. – V. 65. – №9. – P.99–105.

4. Волосевич, П. Ю. Структурные изменения в зоне сварного шва стали Ст3 при ультразвуковой ударной обработке и их влияние на повышение сопротивления усталости / П. Ю. Волосевич, Г. И. Прокопенко, В. В. Кныш, О. В. Войтенко // Металлофизика и новейшие технологии. – 2008. – Т. 30, № 10. – С. 1429–1443.

5. Панин, В. Е. Наноструктурирование поверхностных слоев и нанесение наноструктурных покрытий – эффективный способ упрочнения современных конструкционных и инструментальных материалов / В. Е. Панин, В. П. Сергеев, А. В. Панин, Ю. И. Почиваев. // Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 104, № 6. – С. 650–660.

6. Tatarkina І..Use of the ion-plasma treatment for improving the structural strength of items / S. D’yachenko, I. Tatarkina, I. Doshchechkina, I. Ponomarenko // Journal of Nano- and Electronic Physics, Vol. 4, # 1,Sumy State University, 2012, 1 – 4.

7. Панин В. Е. Наноструктурирование поверхностных слоев и нанесение наноструктурных покрытий – эффективный способ упрочнения современных конструкционных и инструментальных материалов / В. Е. Панин, В. П. Сергеев, А. В. Панин // Физика металлов и металловедение – 2007. – Т. 104. – № 6. – С. 71 – 74.

8. Пономаренко И.В. Влияние различных методов поверхностного упрочнения на усталостную прочность / И. В. Пономаренко,
С. С. Дьяченко, И. В. Дощечкина, И. И. Кондратенко // Вестник ХНАДУ. – 2006. – Вып. 33. – С. 41–44.