Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 64 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ го внутреннему диаметру корпуса изделия с противоположным направлением спиральных выступов – рифлей. За счет этого формируют- ся канавки, т. е. концентраторы разрушений в виде ромбической сетки на внутренней по- верхности оболочки изделия. Поэтому металл, распределенный по объему оболочки, имеет локальные зоны с интенсивной пластической деформацией, что приводит к неравномерно- сти распределения механических свойств по сечению оболочки. Для исследования неоднородности механиче- ских свойств и выявления зон с максимальным упрочнением материала оболочки используем метод измерения микротвердости по Виккерсу, так как толщина стенки оболочки составляет 5 мм, что, с одной стороны, затрудняет изготов- ление стандартных образцов для проведения испытаний на растяжение (сжатие), а с другой – растяжение не позволяет исследовать неодно- родность механических свойств. Исследование микроструктуры дает возможность выявить зоны (области) с интенсивной пластической де- формацией, а также нарушения сплошности ма- териала – трещины. Исследование распределения микротвердо- сти по толщине оболочки в различных сечени- ях с выявлением неоднородности механических свойств проводилось на корпусах как с термиче- ской обработкой (отжигом), так и без нее. Цель исследования: выявление неоднород- ности механических свойств материала по ми- кротвердости и микроструктуре и определение влияния операции отжига на неоднородность металла. Методика исследования Исследования проводились на трех корпу- сах. Первый и второй корпуса непосредственно после обработки редуцированием подвергались отжигу при температуре 500 °С. Третий корпус термообработке не подвергался. Из каждого корпуса для металлографиче- ских исследований и измерения микротвердо- сти были вырезаны образцы. Подобный раскрой (рис. 2) позволяет получить на образцах поверхности, отражающие ин- формацию о деформации материала по толщине корпуса после двух обжатий при изготовлении канавок, направленных как по часовой стрелке, так и против нее на внутренней поверхности корпуса. Из исследуемых корпусов было из- готовлено по три кольца. Первое и тре- тье кольца располагались на расстоянии 90 мм от краев, а второе кольцо – в се- редине корпуса. Из колец вырезались по три пары сегментов-образцов, имеющих поверхности как в продольном, так и в поперечном направлениях. Контур по- верхности образца описывается наруж- ной поверхностью корпуса и внутренней, на которой присутствуют как минимум по три канавки [2]. Нагрузка на индентор выбиралась таким образом, чтобы отпечаток был четким, и его величина позволяла про- изводить большее число измерений на определенной площади. Выбранная на- грузка составила 200 г, время приложе- ния нагрузки – 10 с. Расстояние между внедрениями индентора было выбрано а б Рис. 2. Схема раскроя оболочки корпуса: I – расположение вырезаемых колец на корпусе; II – раскрой кольца; а – образцы: 1 – исследуемая поверхность вдоль образующей оси оболочки; 2 – исследуемая поверхность поперек оси оболочки; б – образцы: 3 – исследуемая поверхность перпендикулярна канавкам, расположенным против часовой стрелки; 4 – исследуемая поверхность перпендикулярна канавкам, расположенным по часовой стрелке