Способ обработки изделий

(51)5 С 21 0 9 ЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Научно-исследовательский и проектнконструкторский институт по проблемаразвития Канско-Ачинского угольного ббЯнб(56) Авторское свидетельство СССРйг 443920, кл, С 21 О 7(02, 1974.(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к способам изменения физико-механических свойств металлов и сплавови предназначен для повышения работоспособности сварныхмеИзобретение относится к способам изменения физико-механических свойств металлов и сплавов и предназначено для повышения работоспособности сварных металлоконструкций при создании и эксплуатации различных машин и оборудования в условиях холодного климата.Цель изобретения - повышение сопро тивления низкотемпературному разрушению.В способе повышения низкотемпературной работоспособности сварных элементов металлоконструкций циклическим нагружением, согласно изобретению, нагружение проводят на начальной стадии инкубационного периода выновливости до завершения циклической микротекучести металла при максимальном напряжении цикла, не превышающем критическое напряжение усталости металла. Максимальталлоконструкции при создании и эксплуатации различных машин и оборудования в условиях холодного климата. Цель изобретения - повышение сопротивления низко- температурному разрушению. Сварные элементы подвергают циклическому нагружению на начальной стадии инкубационного периода выносливости до завершения циклической микротекучести металла. Максимальное напряжение цикла представляет собой сумму остаточных сварочных и циклического напряжений, совпадающих по направлению. Максимальное напряжение цикла не должно превышать критического напряжения усталости металла. Способ позволяет понизить критическую температуру хрупкости на 10 - 15 К, 1 ил 1 з.п. ф-лы. ное напряжение цикла представляет собой сумму остаточных сварочных и циклического напряжений, совпадающих по направлению. Циклическое нагружение проводят до момента стабилизации уровня диссипированной в металле механической энергии.Режим нагружения, предлагаемый в способе, обусловливает протекание микро- пластических деформаций (в отличие от макропластических деформаций, происходящих в известных способах), При этом уменьшается микроструктурная неоднородность металла путем выравнивания больше- угловых границ зерен стабилизации ферритной матрицы, формирование субструктуры. Повышается равномерность поглощения механической энергии в процессе нагружения, т.е. происходит стабилизация уровня диссипированной в металле механической энергии.Уменьшение микроструктурной неоднородности способствует понижению критической температуры хрупкости В результате достигается повышение сопротивления металла сварного элемента низко- температурному разрушению.Способ поясняется чертежом, на котором изображена. диаграмма циклического нагружения, где:1 - максимальное напряжение цикла;2 - минимальное напряжение цикла;3 - окончание циклической микротекучести металла.Зона ограниченная линиями 1, 2, 3 и осью ординат (на графике заштрихована) иллюстрирует режимы циклического нагружения, обусловливающие повышение сопротивления низкотемпературному разрушению металла.Максимальное напряжение цикла представляет собой сумму остаточных напряжений сгост и циклического напряжения Оцикл и соответствует критическому напряжению устллостк%; Выход за линии 1 и 3 снижаетсопротивление низкотемпературному разрушению, повышая критическую температуру хрупкости, Минимальное напряжение цикла соответствует исходному уровню остаточных напряжений аост, Положение линий 1, 2 и 3 зависит от уровня остаточныхнапряжений, типа металла и его структурной однородности после сварки.П р и м е р. Способ осуществляется следующим образом. Циклическое нагружение металлоконструкции проводят путем, например, вибрационной обработки при помощи механического вибратора дебалансного типл,с электроприводом. Расчет и . назначение режимов виброобработки производят на основе анализа обобщенной диаграммы усталости металла. Величина критического напряжения усталости % является справочной величиной, Величину остаточных напряжений оост. детали определяют одним из известных методов,например, магнитоупругим, ультразвуковым или другими. Требуемую величину виб рационного напряжения определяют по формулеОвибртгк Оост,Проводят вибрационную обработку металлоконструкции. Конроль величины вибрационного напряжения осуществляют одним из известных методов, например; тензометрированием. Величину тока в цепиэлектродвигателя вибратора контролируют при помощи амперметра, Вибрационную обработку прекращают после стабилизации величины тока в цепи электродвигателя, что5 15 20 25 30 35 40 45 50 соответствует стабилизации уровня диссипированной в металле механической энер-. гии,При конкретном выполнении способ реализуется следующим образом, Обрабатывают сварные пластины из стали 0912 С размером 750 х 200 х 16 мм, сваренные автоматической сваркой продольным швом. Вибратор закрепляют на пластину с помощью струбцин, Величина остаточных на.пряжений, измеренная методом разрезки, 310 МПа. Величина критического напряжения усталости 380 МПа. В таком случае, величина вибрационного напряжения не должна быть более 70 МПа.Проводят вибрационную обработку при величине вибронапряжения 20 МПа. Регистрацию величины вибронапряжения проводят тензометрированием пластин с использованием осциллографа НОи усилителя УТ-1, Задание необходимой величины вибронапряжения производят установкой соответствующей величины дебаланса в вибраторе, Обработку проводят до стабилизации электрического тока в цепи электродвигателя вибратора. Первоначальное значение тока 4,1 А, после стабилизации 3,8 А, Оценку сопротивления пластин низко- температурному разрушению проводят путем определения критической температуры хрупкости по результатам испытаний вырезанных из пластин образцов (ГОСТ 9454-78) на ударный изгиб в интервале температур от 273 до 213 К. Критическая температура после виброобработки понизилась с 238 до 228 К, т.е. на 10 К по сравнению с необработанными пластинами.По другому варианту конкретного выполнения вибрационную обработку проводят при величине вибронапряжения 60 МПа на таких же пластинах. Измерение остаточных напряжений, тензометрирование и определение критической температуры хрупкости проводят аналогично предыдущему варианту (при величине вибронапряжения 20 МПа), Критическая температура хрупкости обработанных пластин по сравнению с необработанными понизилась так- жена 10 К,При авибр = 70 МПа критическая температура хрупкости Ткр понизилась также на 10 К. Вибрационная обработка при ствиьр до 70 МПа включительно вызывает одинаково эффективное понижение Тхр на 10 К для данного сварного соединения,Выходза пределы предлагаемых режимов является причиной наклепа и, как следствие повышением Т,р, Вибрационная обработка при Овибр, = 80 МПа (прототип),1694667 Составитель Т. Бердышевскаяедактор Е, Зубиетова Техред М.Моргентал Короект равцова аказ 4131 Тираж Подписное ВНИИГ 1 И Госцарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизвщ:твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 проведенная также как в предыдущих вариантах, повышает Ткр от 238 до 243 К, т.е, на 5 К.Предлагаемый способ обусловливает повышение сопротивления металла сварных элементов металлоконструкций низко- температурному разрушению, снижая критическую температуру хрупкости на 10- 15 К. Использование способа повышения низкотемпературной работоспособности сварных элементов металлоконструкций в условиях холодного климата увеличивает период безаварийной работы техники на 35-40 дней в году. Формула изобретения 1, Способ обработки изделий, преимущественно сварных, включающий циклическое нагружение с заданным напряжением цикла и числом циклов, о т л и ч а ю щ и й-,с я тем, что, с целью повышения сопротивления низкотемпературному разрушению.напряжение цикла определяют из соотно 5 шения0 циклОк - Оэст,где ок - критическое напряжение усталости, МПа,0 ост - исходный уровень остаточных на 10 пряжений, МПа,а число циклов устанавливают соответствующим завершению циклической микротекучести металла,Ъ Способ по п 1, отл и ч а ю щ и йс я15 тем, что завершение циклической микротекучести металла определяют по стабилизации уровня диссипированной в металлемеханической энергии.