Способ обработки деталей преимущественно из железоуглеродистых сплавов

) 1 1 ТЕЛЬСТ ВТОРСКОМУ СВ У 46м литья АН,В.Русаков тельство СССР 25/00 1 9771968, у.47, В ыщения материала,с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙПРЕИ(УЦЕСТВЕННО ИЗ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИС-.ТЫХ СПЛАВОВ, включающий статическое нагружение, вызывающее заданные напряжения в материале деталей, и выдержку под нагрузкой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки путем снижения остаточных напряжений, статическое нагружение осуществляют нагрузками, вызывающими напряжения 0,450,7 бц, в процессе выдержки деталидополнительно намагничивают в переменном магнитном поле с частотой изменения направления поля 2-300 Гцдо обеспечения полного магнитного на10 15 Изобретение относится к обработке деталей статической нагрузкой и магнитным полем и может быть использовано для снятия остаточных напряже ний в отливках.Цель изобретения - повышение качества обработки путем снижения остаточных напряжений.Сущность изобретения заключается в том, что кроме остаточных напряжений, деталь нагружают напряжениями от статических нагрузок, составляющими 0,45-,0,7 от предела текучести материала. В результате этого суммарные максимальные нагружения в деталях становятся близкими по величине к пределу текучести материала детали.Реальные железоуглеродистые спла вы, содержащие большое количество углерода и других элементов и примесей, имеют в кристаллической структуре много дислокаций, которые окружены облаками котрела, При высоких кон центрациях примесных атомов энергии . активации отрыва дислокации от закрепляющих атомов весьма велики, поэтому движение дислокаций должно происходить вместе с атмосферами окру- З 0 жающих их примесных атомов, При нагружении деталей статическими нагрузками, дающими нагружения меньше 0,45 предела текучести материала, не хватает усилий, чтобы дислокационный сегмент стал источником Франка- Рида, При увеличении статических напряжений до 0,7 предела текучести материала при дополнительном воздействии магнито-стрикционных явлений 40 благодаря наличию переменного магнитного поля дислокационные сегменты легко становятся источниками Франка-Рида и при дальнейшем увеличении статических нагрузок рост уве личения количества этих источников замеряется,Воздействие на материал деталимагнитных полей, периодически измеоняющих на 180 свое направление, поз 50воляет достичь величины напряжений,меньших напряжений отрыва от атмосфер, но достаточных для возбужденияисточников Франка-Рида. При этом служащие источниками дислокационные сег 55менты изгибаются до критического радиуса, увлекая за собой атмосферыпримесныхатомов. Изменение направоления магнитного поля на угол 180 обусловлено тем, что такое изменениелегко осуществить технически без использования сложных приспособлений.Изменение направления магнитного по"оля на угол, больший или меньший 180,хотя и дает положительный результат,но требует дополнительных устройстви технически затруднено,Оптимальной цикличностью изменения направления магнитного поля является 2-300 периодов в секунду.Если цикличность меньше 2 периодов в секунду, то длительность процесса снятия остаточных напряжений увеличивается, При увеличении цикличности больше 300 периодов в секунду дальнейшего ускорения процесса релаксации напряжений не происходит.Использование для ускорения снятия напряжений полного магнитного насыщения материала детали при изменении направления магнитного поля обеспечивает получение дополнительных возможностей для превращения дис локационного сегмента в источник Франка-Рида, При этом облегчается перемещение дислокаций совместно с атмосферами примесных атомов, Если намагниченность материала меньше полного магнитного его насыщения,то количество дислокаций, способных стать источником Франка-Рида, уменьшается, а если больше полного магнит" ного насыщения, то количество источников увеличивается слабо,Сравнительное исследование действия способа-прототипа и предлагаемого способа снижения уровня остаточ" ных напряжений в деталях проводили в условиях ПО "Большевик" и в лабораториях Института проблем литья АН УССР и лабораториях СКТБ. П р и м е р, В качестве объекта исследований использовали станины вальцов для резины, изготовляемые из стали марки Ст 25 Л. Размер отливок: 2130 х 1080 х 240, преобладающая толщина стенок 20 мм. Черновой вес отливок 1140 кг.Используемые в исследованиях режимы статического нагружения деталей и особенности технологии снятия напряжений представлены в таблице,Из данных таблицы видно, что режимы с обозначением 1-2 соответствуют способу-прототипу, режим 3 имеет величину напряжений от статических,1359316 нагрузок меньше 0,45 от предела текучести материала и меньше предложенной цикличность изменения направления магнитного поля, и величину намагниченности, режим 11 имеет величину напряжения от статических нагрузок больше 0,7 от предела текучестиматериала и намагниченность материала 0,4 от его полной намагниченности, Режим с обозначением 4-10 пол( ( Показатели Обозначение режима снижения уровня напряжений 5 Величина максимальных остаточныхнапряжений в отливках, ИПа 467 45 ф 45 6,Ь,еличина пределаекучести материала 386,8 38 Ь 6 86,386,8 38 отливок, МПа Максимальнаявеличина напряженийот статического нагружения деталей,МПа 6 345 170 7 92 211,44) (0,45) Цикличность изменения направлениямагнитного поля5 0 Нет Нет периодов/сСтепень магнитного насьпценияматериала Н Нет5 Максимальная величина остаточныхнапряжений в отливках после статических и магнитоциклических нагружений,ИПа ностью соответствуют предлагаемомуспособу.Полученные результаты показывают,что по сравнению со способом-прототипом предлагаемый способ сниженияуровня остаточных напряжений в деталях позволяет снизить остаточные напряжения с 34,3-36,1 до 28,1-29,8 МПаи уменьшить длительность процессаснятия напряжений в 2-5 раз,1359316 Продолжение таблицы Обозначение режима снижения уровня. напряжений Показатели Величина максимальных остаточных напряжении в оливках, МПа 45 ф 9 46 е 46 ф 5 в 8 Величина пределатекучести материалотливок, ЕПа 386,8 6,86,6,8 8 ьнаянапряжений 233 246 ческого нагдеталей,МПа (0,605) (О,62 0,67) сть изме кли ения направленияагнитного поля,2 0 235 7 0 ериодов/степень магнитого насыщения,О 1,0 а материалМаксима 0,3-0 ьная велиаточныхий в отлив чина ост напряжен ках посл татических и магнитоцикли 28,1 ат ружении,чески 8,28,9 0 0,5 1 0 0,51,0 Время статическогонагружения деталей5 0,Зимокосов Тираж 550 ВНИИПИ Государственн по делам иэобре 113035, Москва, И 1.-35Заказ 6116 26 сно го комитета СС ений и открыти аушская наб., д Производственно-полиграфическое предпричтие, г,ужгород, ул,Проектная, 4 Максима величин от стат ружения 111в е ь 70 275