Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 2 2018 77 MATERIAL SCIENCE вращения шпинделя 1600 об/мин. После этого проводилось предварительное и окончательное шлифование наждачной бумагой с малой зер- нистостью. Такая обработка позволила исклю- чить влияние шероховатости и дефектного слоя заготовки на качество обработанной поверхно- сти детали. Обработка ППД мультирадиусным роликом (МР-ролик)  60 мм проводилась на токарно-винторезном станке с использованием специальной роликовой установки по двум ре- жимам, отличающимся между собой усилием обкатывания (табл. 1). Ролик обкатной мультирадиусный (МР- ролик) имеет форму профиля рабочей поверх- ности в виде комбинации последовательно рас- положенных деформирующих элементов (ДЭ) с радиусами постоянной величины, располо- женными относительно друг друга с некоторым смещением в радиальном и осевом направлении (рис. 1) [20]. Деформирующие элементы (ДЭ) имели про- фильные радиусы R пр1 =1 мм, R пр2 =1 мм, R пр3 = = 1 мм, R пр4 = 3 мм и перемещались относитель- но поверхности с действительными натягами h д1 = 0,05 мм, h д2 = 0,1 мм, h д3 = 0,15 мм и h д4 = 0,05 мм. Расстояние вдоль оси детали между вершинами 1-го и 2-го ДЭ составило 1,855 мм, между вершинами 2-го и 3-го ДЭ – 1,84 мм, между вершинами 3-го и 4-го ДЭ – 3,2 мм. Фиксация очага деформации выполнялась с помощью специального приспособления для Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Состояние образцов и режимы поверхностного пластического деформирования The state of the samples and the modes of the surface plastic deformation Номер образца, состояние / Sample No., state Усилие обкатывания, P , Н / Rolling force, P , Н Подача, S , мм/об / Feed, S , mm/cycle Частота, n , об/мин / Frequency, n , cycle/min Образец № 1, исходное состояние (электрополировка) / Sample No. 1, initial state (elec- tropolishing) – – – Образец № 2, обработка МР-роликом по режиму 1 / Sample No. 2, processing by MR roller according to the 1st processing mode 2000 0,07 / 0.07 630 Образец № 3, обработка МР-роликом по режиму 2 / Sample No. 3, processing by MR roller according to the 2nd processing mode 2500 0,07 / 0.07 630 «отстрела», позволяющего отводить деформиру- ющий инструмент от обрабатываемой поверхно- сти примерно за 0,02 с. Это позволило получить четкую «не размытую» геометрию очага дефор- мации. Далее из образцов на электроэрозионном станке в меридиональном сечении осуществля- лась вырезка сегментов для дальнейших иссле- дований. Проведено МКЭ-моделирование процес- са ППД мультирадиусным роликом и выявлена картина пластического течения металла в очаге деформации в условиях сложного напряженно- го состояния. Показано, что накопление степени деформации сдвига и исчерпание запаса пла- стичности металла происходят при отрицатель- ном значении показателя схемы напряженного состояния. При этом даже при существенной на- копленной деформации   7,0 степень исчер- пания запаса пластичности не превышала значе- ний   0,62 [20]. Особенности структурных превращений при ППД мультирадиусным роликом стали 45 иссле- довали с помощью оптической микроскопии, а также посредством измерения микротвердости и выполнения рентгеноструктурного анализа. Микроструктуру исследовали на оптическом микроскопе Альтами МЕТ 1 МТ . Измерение ми- кротвердости по Виккерсу проводилось на твер- домере DuraScan 20 при нагрузке на индентор Р = 50 г. Для удаления деформированных по- верхностных слоев исследуемых образцов про- водилось их электрохимическое полирование