ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние электрохимической обработки на циклическую прочность при гармонических и ударных нагрузках из "Размерная электрохимическая обработка деталей машин" Циклическая прочность после ЭХО относится к числу наиболее полно изученных эксплуатационных характеристик деталей машин. Это вызвано возрастающим применением метода для изготовления тяжелонагруженных ответственных деталей машин. [c.71] Основной объем исследований влияния ЭХО на циклическую прочность относится к гармоническим нагрузкам, главным образом при испытаниях знакопеременным изгибом. Значительно менее изучена долговечность при ударных нагрузках. Основным методом исследования циклической прочности после ЭХО являются сравнительные испытания долговечности образцов (деталей), обработанных методом ЭХО и методами механической обработки, преимущественно шлифованием. Значительное внимание уделено эффекту упрочнения поверхности различными методами упрочняющей обработки. В ряде работ предприняты попытки оценить влияние режима ЭХО, прежде всего плотности тока на циклическую прочность. [c.71] Для современного уровня исследований циклической прочности после ЭХО характерен тот факт, что отдельные параметры качества поверхности, за исключением шероховатости, у сравниваемых образцов, как правило, не фиксируются. Это в значительной мере затрудняет анализ и объяснение полученных результатов. Помимо этого, разброс характеристик качества поверхности (наклеп и остаточные напряжения) механически обработанных образцов служит причиной несовпадения результатов, полученных различными авторами. [c.71] Утверждается, что циклическая прочность после ЭХО в общем случае ниже, чем после механической обработки, но возможны отступления от данного положения для конкретных материалов и условий ЭХО [220]. [c.71] Снижение циклической прочности после ЭХО по сравнению со шлифованием при равноценной шероховатости сравниваемых поверхностей и отсутствии межкристаллитного растравливания следует отнести за счет снятия поверхностного наклепа при электрохимической обработке. Для образцов без концентраторов напряжений, а именно такие были применены в описываемых исследованиях, поверхностный наклеп в сопротивлении усталости играет основную роль. [c.74] Оценивая влияние ЭХО на циклическую прочность при гармонических нагрузках, необходимо отметить свойственное методу пониженное рассеяние результатов испытаний [116, 136]. Поскольку при расчетах обычно ориентируются на минимальные значения долговечности, эта особенность должна рассматриваться как одно из преимуществ метода. О степени уменьшения рассеяния результатов усталостных испытаний после ЭХО по сравнению со шлифованием можно судить по табл. 2. [c.74] Объяснение данному явлению следует искать в характерных для ЭХО большей однородности шероховатости и отсутствии остаточных напряжений в поверхностном слое. Для обработанных шлифованием поверхностей такие важные для циклической прочности факторы, как отдельные дефекты микропрофиля в виде царапин, задиров и поверхностные остаточные напряжения, подвержены значительным колебаниям случайного характера [114]. [c.74] Испытания проводились на копре повторного удара КПУ-2. Образец нагружался изгибающими ударами постоянной энергии с частотой 610 ударов в минуту. Энергия единичного удара А изменялась от 7 до 25 кгс-см в каждом опыте разрушалось 4—5 образцов. [c.77] Зависимости ограниченной долговечности при ударно-циклических нагрузках образцов от энергии удара для различных методов обработки надреза приведены в логарифмических координатах (рис. 37—40) и достаточно хорошо аппроксимируются прямыми. [c.77] При одинаковой шероховатости надреза ограниченная долговечность образцов после ЭХО на 19,4—62,2% выше, чем после шлифования с направлением рисок от обработки вдоль надреза, причем с уменьшением энергии удара относительный прирост долговечности увеличивается. Наибольший рост долговечности наблюдается у стали 25Х2Н4ВА. Для более грубо обработанных поверхностей увеличение ограниченной долговечности после ЭХО по сравнению со шлифованием больше. В частности, значения относительного прироста долговечности образцов (в процентах) из стали ЗОХРА (рис. 37) после ЭХО по сравнению со шлифованием приведены в табл. 4. [c.77] Эффект повышения ограниченной долговечности с уменьшен нием шероховатости надреза проявляется и после ЭХО (см, рис. 37), но в меньшей степени, чем после шлифования. Для стали ЗОХРА при уменьшении Яа = 0,04-н1,2 мкм долговечность при энергии удара 25 кгс-см у образцов со шлифованным надрезом возросла на 20,3%, в то время как у образцов после ЭХО— на 14,2% для меньших энергий удара это различие еще больше. [c.77] Подогрев электролита до 60° С практически не влияет на ограниченную ударную долговечность (см. рис. 37, 38), что подтверждает отсутствие межкристаллитного растравливания при ЭХО сталей. [c.78] Повышение ограниченной долговечности при ударных нагрузках после ЭХО по сравнению со шлифованием может быть объяснено благоприятной формой шероховатости после ЭХО и тем, что разупрочнение вследствие отсутствия поверхностного наклепа компенсируется устранением остаточных напряжений растяжения, характерных для шлифования [114]. Отрицательное влияние остаточных нагрузок на усталость деталей с концентраторами напряжений является преобладающим. [c.78] Анализ изломов образцов выявил сходство в их строении после ЭХО и шлифования. Число очагов разрушения, соотношение площадей зоны усталостного разрушения и зоны долома и вид линии фронта трещины в обоих случаях практически одинаковы. Количественная оценка шероховатости поверхности излома также не выявила заметных различий. Таким образом, внешний вид изломов свидетельствует о том, что повышение ограниченной долговечности после ЭХО обусловлено замедлением процесса накопления микроповреждений до момента образования макротрещины, в котором поверхностный фактор играет основную роль. [c.78] Результаты испытаний (см. рис. 40) свидетельствуют о значительном повышении ограниченной долговечности после наклепа, возрастающем с уменьшением энергии удара. Долговечность образцов, упрочненных чеканкой после шлифования и после ЭХО, практически одинакова. Дробеструйное упрочнение вследствие меньшей степени наклепа по сравнению с чеканкой сопровождалось незначительным (до 7%) увеличением долговечности образцов после ЭХО по сравнению со шлифованием. Аналогичный результат был получен и при испытаниях знакопеременным изгибом (см. рис. 33) [182]. [c.78] Рост эффективности наклепа с уменьшением энергии удара, а также больший прирост ограниченной долговечности после ЭХО по сравнению со шлифованием могут быть объяснены возрастанием роли качества поверхности при малых энергиях удара, когда разрушение носит типично усталостный характер. Напротив, при высоких энергиях удара испытание повторным ударом приближается к испытанию на ударную вязкость, при котором поверхностный фактор проявляется несуш,ественно [143]. [c.79] Широкое распространение ЭХО гравюр штампов и пресс-форм делает актуальными исследования влияния этого метода на их эксплуатационную стойкость. [c.79] Одна из первых попыток оценки влияния ЭХО на ударноциклическую прочность при повышенной температуре применительно к штамповой стали 5ХНМ была предпринята в Тульском политехническом институте [75]. Исследования проводились путем сравнения испытаний ударной долговечности при температуре до 600° С образцов с надрезами, обработанными методом ЭХО и шлифованием. [c.79] Вернуться к основной статье