2015-06-26
467
Предназначен для определения остаточных напряжений в поверхностном слое металла детали сложной формы при помощи проволочных тензорезисторов. Для определения остаточных напряжений в любой точке детали крепят два проволочных тензорезистора в двух взаимно перпендикулярных направлениях и записывают их показания. После этого вырезают вместе с тензорезисторами пластинку определенной толщины (не внося при этом дополнительных напряжений в металл) и вновь записывают показания тензорезисторов. По разнице показаний вычисляют деформации в разных направлениях.
Метод дифракции для измерения остаточных напряжений в поверхностном слое металла.
Основан на получении с поверхности металла детали двух рентгенограмм, снятых при различных углах падения первичного рентгеновского луча по отношению к плоскости образца и измерении межатомных расстояний, которые изменяются под воздействием напряжений (подробно метод рассматривается в лабораторных работах по дисциплине «Методы анализа металлов и комплексный контроль качества».
|
|
|
Этот метод является наиболее распространенным по причинам:
-определение остаточных напряжений не требует разрушения мелких деталей;
-до минимума сведено влияние на процесс замера посторонних факторов;
-возможность неоднократного замера;
-локальность метода;
-возможность использования метода для изделий с кривизной поверхности;
-возможность дифференцирования измеряемых напряжений на отдельные составляющие по направлению их действия.
Недостатком метода является усреднение результата при измерении напряжений для слоя металла ≈10мкм, что обусловлено проникающей способностью рентгеновского излучения (определяется длиной волны излучения) и поглощающей способностью металла детали.
Глава 7.Вопросы для самоконтроля уровня усвоения материала
1. Дать определение деформации металлоизделий в процессе их технологического передела (объемной, поверхностной, упругой, пластической);
2. Дать определение понятию «коробление» металлоизделий в процессе их технологических переделов;
3. Дать определение понятию «напряжение», зарисовать схему, поясняющую направленность вектора нормального и касательного напряжения по отношению к плоскости элементарной площадки;
4. Указать, какие факторы при термической обработке (нагреве, охлаждении) являются определяющими и вызывают образование в металле изделий напряжения;
5. Пояснить понятие «релаксация» напряжений;
6. Указать основные факторы, вызывающие образование напряжений в сварных швах;
7. Назвать классификацию напряжений по признаку протяженности силового поля;
|
|
|
8. Назвать классификацию напряжений по физической сущности;
9. Указать основные признаки напряжений 1-го рода, определяемых рентгеноструктурным методом;
10. Указать основные признаки напряжений П-го рода, определяемых рентгеноструктурным методом;
11. Указать основные признаки напряжений Ш-го рода, определяемых рентгеноструктурным методом;
12. Назвать виды напряжений по происхождению их в технологической цепочке изготовления детали(от отливки до режимов обработки поверхности готовых деталей);
13. Как изменяются параметры кристаллической решетки при нагреве (α→γ) и охлаждении (γ→α) с различной интенсивностью (до VКР);
14. Указать в каком температурном интервале при нагреве и охлаждении стальных деталей возникают термические напряжения;
15. Указать в каком температурном интервале при нагреве и охлаждении стальных деталей возникают структурные напряжения (что входит в это понятие);
16. Указать в каком порядке возрастает плотность стали в зависимости от ее микроструктуры;
17. Дать пояснения как влияет химический состав стальной детали, подвергаемой термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
18. Дать пояснения как влияет скорость нагрева и охлаждения стальной детали, подвергаемой термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
19. Дать пояснения как влияет выбор закалочной среды, предназначенной для охлаждения стальной детали при термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
20. Дать пояснения как влияет равномерность нагрева и охлаждения стальной детали, подвергаемой термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
21. Дать пояснения как влияет скорость нагрева и охлаждения стальной детали, подвергаемой термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
22. Дать пояснения как влияет вес и геометрия стальной детали, подвергаемой термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
23. Дать пояснения как влияет температура нагрева под конкретный режим термической обработки стальной детали, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
24. Дать пояснения как влияет способ нагрева стальной детали, подвергаемой термической или химико-термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
25. Дать пояснения как влияет способ закалочного охлаждения стальной детали и температура конца принудительного охлаждения при термической обработке на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
26. Указать технологический прием погружения детали в жидкую охлаждающую среду, обеспечивающий максимальную равномерность закалочного охлаждения деталей на примере сверла, диска, трубной обечайки, пружины, прокатного валка;
27. Дать пояснения как влияет исходная микроструктура стальной детали, подвергаемой упрочняющей термической обработке, на уровень коробления, деформации и вероятность растрескивания (через какие факторы);
28.Указать какая составляющая остаточных напряжений будет больше в металле шара при закалке в воде (по сравнению с закалкой его в масло) и дать характеристику температурного поля шара при закалке в указанных средах;
29.Нарисовать эпюры напряжений, характерных для металла поверхности и центра шара при нагреве его до температур ниже АС1. Указать какие напряжения возникнут в шаре при нагреве и охлаждении.
|
|
|
30. Нарисовать эпюры напряжений, характерных для металла поверхности и центра полого цилиндра при охлаждении его от температур ниже АС1 различными способами (только наружная поверхность, только поверхность полости, двухстороннее охлаждение наружной поверхности и полости). Указать при каком способе охлаждения возникнут в поверхностных слоях металла полого цилиндра сживающие напряжения;
31.Дать расшифровку понятия «автодеформация» и назвать причины, вызывающие ее появление.
32.Назвать основные процессы, происходящие в закаленном стальном изделии при отпуске, оказывающие влияние на его коробление, деформацию.
33. Пояснить, какой из таких факторов, как температура отпуска, время выдержки при температуре отпуска, степень метастабильности структурного состояния перед отпуском оказывают превалирующее влияние на уровень остаточных напряжений и интенсивность их снижения в процессе отпуска;
34. Назвать методы определения уровня и знака остаточных напряжений в металле термообработанных деталей;
35.Пояснить каким методом возможно определить уровень микродеформаций (напряжений П рода) в металле стальной детали после закалки и отпуска.
36. Объяснить причины увеличения уровня микродеформаций (напряжений П рода) и плотности дефектов кристаллической решетки в термически упрочненной малоуглеродистой стали со структурой феррит+бейнит после отпуска при температуре 3000С по отношению с термоупрочненным состоянием и после отпуска 400, 500 и 6000С;
37. Назвать основные мероприятия, способствующие снижению вероятности коробления и деформации стальных изделий при термической обработке;
38. Пояснить суть термина «кинетическая пластичность» и указать основные закономерности кинетических изменений свойств стальных изделий при отпуске с принудительным фиксированием их формы;
39.Привести примеры практических рекомендаций по предотвращению коробления, деформации и разрушения металла стальных деталей в процессе их изготовления.
|
|
|
40.На практическом примере (например, финишная термическая обработка штампа горячего деформирования – закалка+ отпуск) показать конкретные технологические приемы для снижения деформации и растрескивания металла рабочей части штампа из стали типа 5ХНМ.
Литература, рекомендуемая для изучения материала :
1.Термическая обработка в машиностроении. Справочник\ Под ред.Ю.М. Лахтина- М.; Машиностроение, 1980.-783с
2. Ливщиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. М.; Машгиз, 1953—342с
3. Металловедение и термическая обработка. Справочник. \Под ред. Н.Т.Гудцова. М.; Металлургиздат, 1956.-с.51-56, 1057
4. Немзер Г.Г. Тепловые процессы производства крупных поковок. Л.; Машиностроение ЛО. 1979.-270с
5.Остаточные напряжения.Учебное пособие\Ж.А. Мрочек, С.С. Макаревич, Л.М. Кожур и др.- Минск.: УП «Технопринт», 2003.-352с ISBN
6.Г.Ф. Головин Остаточные напряжения и деформации при поверхностной высокочастотной закалке. М.-Л.;Машгиз. 1962.-102с
7.М.М. Кобрин, Л.И. Дехтярь Определение врутренних напряжений в цилиндрических деталях.М.: Машиностроение, 1965.-175с
8.Температуры и напряжения в деталях металлургического оборудования.\Тылкин М.А., Яловой Н.И., Полухин П.И. Уч. пособие для металлург. вузов. М.: Высш.школа, 1970. - 428с
9.Большаков В.И., Долженков И.Е., Зайцев А.В. Оборудование термических цехов, технологии термической и комбинированной обработки металлопродукции. Днепропетровск, РИА «Днепр-VAL».2010.-619c. ISBN 985-464-347-6
