деформирование

Ответ от Денис Соколов[гуру]
Упрочнение поверхностным пластическим деформированием
Поверхностное пластическое деформирование.
(ППД) — это метод обработки деталей без снятия стружки, при котором пластически деформируется только поверхностный слой деталей. В результате ППД уменьшается шероховатость поверхности, увеличивается твердость (микротвердость) металла, в поверхностном слое детали возникают сжимающие остаточные напряжения.
Это улучшает эксплуатационные показатели детали ППД — повышается выносливость деталей в 1,5—2,3 раза, сопротивление схватыванию, контактная выносливость, и другие эксплуатационные показатели изделия.
Особенно эффективным является упрочнение деталей, имеющих конструктивные или технологические концентраторы напряжений, выточки, галтели и др.
Достоинством ППД является технологическая универсальность и экономичность метода. По характеру взаимодействия инструмента с деталью методы ППД подразделяется на статические и ударные.
Статическое ППД осуществляется перемещением инструмента вдоль обрабатываемой поверхности с постоянной или закономерно изменяющейся силой деформирования Р или глубиной внедрения Лд (рис. 1, а) . В зоне контакта инструмента с деталью образуется область пластического течения — очаг деформации (ОД) , размеры которого зависят от технологических факторов.
При перемещении инструмента последовательно деформируется поверхностный слой детали. Ударное ППД осуществляется нанесением инструментом случайно распределенных (рис. 1, б) или регулярных ударов (рис. 1, в) по детали.
Размеры ОД зависят от кинетической энергии, сообщаемой инструменту. Обработку ведут так, чтобы пластические отпечатки покрыли обрабатываемую поверхность с определенной степенью перекрытия. Физические представления об упрочнении деталей ППД.
Основным механизмом холодной пластической деформации металлов и сплавов является внутризеренное сдвиговое перемещение одних частей кристалла относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокации по плоскостям скольжения.
С накоплением деформации дислокации размножаются, взаимодействуют между собой и другими дефектами кристаллического строения, в результате чего их движение затрудняется, а напряжение пластического течения и твердость металла ( = 0,32 НВ) растут.
Увеличение сопротивления пластической деформации называется деформационным упрочнением (наклепом) (рис. 2).
Зависимость от степени деформации сдвига Г определяется опытами на растяжение, сжатие или др. , однако, согласно гипотезе о единой кривой упрочнения, эта зависимость будет справедлива и для ППД.
Если пластическая деформация сопровождается значительным выделением тепла, то это может привести к снижению, т. е. к разупрочнению.
Скорость деформирования в диапазоне 10х4...10х2 см-1 мало изменяет вид зависимости, однако при больших скоростях возрастает, что надо учитывать при ударных методах ППД. После достижения определенного значения Г рост практически прекращается.
Для каждого материала имеется такое значение накопленной деформации, превышение которого не приводит к дальнейшему упрочнению металла. Более того, при чрезмерном увеличении произойдет сильное снижение ресурса пластичности металла и, как следствие, снижение эксплуатационных характеристик детали.
Степень деформационного упрочнения металла определяется приращением твердости (или с) : где И и Нцсх — твердость (микротвердость) упрочненного и исходного металла соответственно.
Параметры состояния поверхностного слоя деталей, наиболее существенно влияющие на их долговечность (шероховатость, степень и глубина упрочнения, остаточные напряжения, степень исчерпания ресурса пластичности металла и др.) , зависят от размеров и напряженно-деформированного состояния ОД, накопленной деформации, которые, в свою очередь, зависят от материала детали и технологии ППД.