Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 96 ТЕХНОЛОГИЯ а б Р ис. 7. Распределение микротвердости и остаточных напряжений в поверхностном слое стали У8: а – режим – q и = 2,0∙10 8 Вт/м 2 , V д = 60 мм/с, R и = 2 мм, α = 3∙10 4 Вт/(м 2 ∙°С); б – режим – q и = 3,1∙10 8 Вт/м 2 , V д = 80 мм/с, R и = 2 мм, α = 3∙10 4 Вт/(м 2 ∙°С); 1 – расчетная эпюра осевых остаточных напряжений; 2 – эпюра остаточных напряжений, полученная экспериментально;  – остаточные напряжения, полученные рентгеновский методом определения наблюдается значительное повышение сжима- ющих напряжений на поверхности, но проис- ходит увеличение негативных растягивающих напряжений в глубине материала, и более того их максимум начинает смещаться к поверхно- сти изделия. Это может привести к тому, что в процессе эксплуатации детали в условиях зна- копеременных нагрузок очаг разрушения детали может возникнуть именно в месте расположе- ния максимальных растягивающих напряжений. Кроме того, в процессе поверхностной закалки в данной зоне могут возникнуть закалочные микротрещины, которые визуально на детали не видны, но являются очагом разрушения детали в процессе эксплуатации. В связи с тем что основной технологической характеристикой при поверхностной закалке яв- ляется глубина упрочнения (необходимый уро- вень твердости обеспечивается подбором соот- ветствующей марки стали), воздействовать на величину и характер распределения остаточных напряжений возможно лишь путем изменения величины переходной зоны. Учитывая тот факт, что очагом разрушения детали в процессе эксплуатации является место- расположение максимальных растягивающих напряжений ð max  , необходимо переместить опасную зону как можно глубже от поверхности изделия. Естественно, глубина залегания ð max  будет наибольшей в том случае, если величина переходного слоя окажется максимальной. Но в этом случае наблюдается значительное сни- жение сжимающих напряжений ñ max  на по- верхности. Анализ результатов эксперименталь- ных и теоретических исследований показал, что величина переходного слоя должна составлять 25…33 % от глубины упрочненного слоя. Имен- но при выполнении этого требования значения ð max  смещаются в более глубокие слои мате- риала, при этом величина сжимающих напряже- ний на поверхности в среднем уменьшается не более чем на 6…10 %. При этом большие зна- чения величины переходной зоны необходимо обеспечивать при закалке сталей с большим со- держанием углерода. В этом случае при выборе режимов поверх- ностной закалки деталей, работающих в усло- виях циклических нагрузок, вводится еще один критерий – относительная величина переходной зоны Ψ( q и , V д ), т. е. отношение величины пере- ходной зоны к глубине закаленного слоя.