Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Поверхностное упрочнение, наоборот, значительно повышает усталостную прочность чугуна с шаровидным графитом
Обкатка роликами приводит к значительному повышению усталостной прочности высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, в то же время оставаясь весьма малоэффективной в отношении деталей из серого чугуна (фиг 67).
Эффективность обкатки деталей из высокопрочного чугуна резко возрастает при наличии концентраторов напряжений. Поданным ЦНИИТМЛШ [28], устал ост-
Фиг. 06. Влияние числа циклов при «.тренировке» высокопрочного чугуна с шаровидным графитом на повышение его пре дела выносливости.
134
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
пая прочность образцов с надрезом повышается за счет обкатки на 80—110°« (надрез наносится после поверхностного упрочнения), в то время как для гладких образцов усталостная прочность увеличивается лишь на 18—28% (фиг. 68)
*г/мм 2
100
Чей ли е обкатки
о г
' 1 і і.
100 200 300 Усилие обкатки
кГ
Фиг, 67. Влияние усилия обкатки на предел выносливости серого перлитного (д) и феррнтного чугунов с пластинчатым графитом (6), высокопрочного перлитного (в) и феррнтного чугунок с шаровидным графитом (г).
Дробеструйный наклеп также весьма эффективен как средство поверхностного упрочнения деталей из высокопрочного чугуна. На фиг 69 показано изменение твердости по глубине наклепанного слоя, а на фиг. 70 — соответствующие кривые усталости наклепанных и нснаклепанных образцов.
Поверхностная закалка при иагревс т. в. ч также приводит к повышению усталостной прочности (фиг 71). если в рабочей части детали или образца нет обрыва закаленного слоя. Так, например, обрыв закаленного слоя у галтелей цилиндрических образцов (фиг. 72) приводит к снижению усталостной прочности высокопрочного чугуна Дополнительная обкатка роликами иезакален-ных участков при давлении 100 кГ привела к повышению усталостной прочности до значений, характерных для поверхностно упрочненных образцов Таким образом, применение поверхностного наклепа зон окончания закаленного слоя может оказаться весьма полезным для таких деталей из высокопрочного чугуна, в которых по тем или иным причинам подвергаются поверхностной закалке только некоторые участки поверхности, а окончание этих участков находится в небезопасных (в смысле прочности) сечениях детали.
Поверхностная обработка практически пе повышает предел выносливости перлитных высокопрочных чугунов (табл. 25)
25. Усталостная прочность при изгибе образцов диаметром 20 мм из перлитного
высокопрочного чугуна марки ВЧ 60-2 [28!
1 Метод упрочнения Пределы выносливости образцов н кГ/мм*
ГЛАДКИХ с круговым надрезом
Без упрочнения .......... 18.5 18,5
Обкатка роликами ......... 17,5 22,5
Дробеструйная обработка...... 18.5 • 19,0
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
13Г>
Заметное упрочнение перлитных высокопрочных ;!>'г>'^ сепых) аостигается при обкатке дна надреза. Влияние обкатки дна надреза, ыа >сга
серых и высокопрочных чугунов феррнтного и перлитного клас-
00в показано п табл 26.
26. Усталостная прочность образцов, упрочненных обкаткой роликами
по дну надреза |40)
Вид чугуна
Перлитный с пластинчатым графитом; о_1 гладкого образца — 11,6 кГ/мм'г\
-5=^ = 0,45
ер
Ферритный с пластинчатым графитом; з_! гладкого образца = 8,6 кГ/мм2\
о_
і— = 0.56
Перлитный с шаровидным графитом; а—! гладкого образца = 30,7 кГ/мм2\
о_
— = 0,43
*р
Ферритный с шаровидным графитом; а—1 гладкого образца = 20,5 кГ/ммг\
= 0,47
вр
Давление на ролик при обкатке в кГ
о
27 36 47 62 119
0 37 50 64 91
0 37 63 119 183 261 346
0 63 119 147
Предел вынос л и пости надрезанных образцов н кГ/мм*
и.6
12.6 14,2 13.5 12,8 12.7
6.3 11.6 13,0 12,5
83
19,7 31,5 37,8 38,6 47.7 47,3 45,6
12.6 33.1 36.0 36,2
Увеличение
предела выносливости в
«I. /II
7
20 15 9 8
85
111
98 33
60 92 96 143 141 134
163 186 193
Состав и свойства чугунов приведены в табл 27.
27. Химический состав и механические свойства чугунов, приведенных
в табл. 26
Содержание элементов в % Механические свойства
1 у ПС г* "Б
с Мл Р N1 Сг <» 5»
я 1 «О
1 2 3 4 - 3,32 3,35 3,28 3,22 2,16 1.84 1,94 2,12 0.68 0.35 0,34 0,39 0086 0,050 0,030 0,013 0,072 0,079 0.054 0,023 0,64 0 57 0,063 0.053 0,012 26 15 71 43 2 3 30 201 99 251 133
• I
136
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА II СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
По верх постное упрочнение также значительно повышает удар но-усталостную прочность высокопрочного чугуна с шаровидным графитом [28], но практически не влияет на ударную выносливость серого чугуна с пластинчатым гра- *чмм* фигом (ф |г, 73).
% Г/мм 2
0,2 ОЛ 0,60,81 2 3 * 6 6-Л!€11 Число циклов а)
0,2 0.4 0.66,81 2 3 4 6 Число циклов
1)
Фиг. 68. Кривые усталости гладких (а) и надрезанных (б) образцов высокопрочного чугуна марки ВЧ 50 1,5: / — пеупрочиенные образцы; 2 — образ
цы, упрочненные обкаткой роликами.
Повышение долговечности образцов из чугуна с шаровидным графитом при их обкатке роликом (при условной базе испытания 10 млн. циклов) уменьшается с увеличением размера образца:
