Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 61 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 620.178.38 ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПОСЛЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ* Е.А. ДРОБЯЗ, канд. техн. наук, доцент, В.А. БАТАЕВ, доктор техн. наук, профессор, А.М. ТЕПЛЫХ, аспирант, ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 3 октября 2011 г. Дробяз Е.А. – 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: ekaterina.drobyaz@ya.ru Исследовано влияние высокоскоростного нагрева, реализуемого в процессе вневакуумной электронно- лучевой обработки, на показатели трещиностойкости углеродистых сталей. Установлено, что величина раз- маха коэффициента интенсивности напряжений, обеспечивающая скорость распространения усталостной трещины dl / dN = 10 –7 м/цикл, для поверхностно упрочненной стали составляет ~ 16 МПа ͽ м 1/2 . Поверхност- ный слой, имеющий мартенситную структуру интенсифицирует разрушение, а основной металл препятству- ет распространению усталостной трещины и соответственно выполняет функцию стабилизатора. Ключевые слова: вневакуумная электронно-лучевая обработка, углеродистые стали, трещиностойкость _______________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 гг. Введение Из большого количества методов упрочне- ния сталей, основанных на использовании про- цессов высокоэнергетического воздействия на поверхность материала, следует особо выде- лить закалку электронным лучом, выведенным в воздушную атмосферу. Этот процесс может быть эффективно реализован с использова- нием промышленного ускорителя электронов ЭЛВ-6 производства Института ядерной фи- зики СО РАН. Высокая мощность ускорителя (до 100 кВт) в совокупности с устройством вы- вода электронов в воздушную атмосферу дает возможность с высокой производительностью обрабатывать длинномерные крупногабарит- ные изделия. Кроме того, использование вне- вакуумной электронно-лучевой обработки (ВЭЛО) в качестве упрочняющей технологии позволяет существенно изменять структурно- фазовое состояние поверхностных слоев, в ре- зультате чего металлы и сплавы приобретают в локальных объемах механические свойства, недостижимые при традиционных методах обработки. Цель работы заключалась в вы- явлении влияния вневакуумной электронно- лучевой закалки на трещиностойкость высо- коуглеродистой стали. Материал и методики исследования В качестве объекта исследования исполь- зовали углеродистую сталь У8 (0,83 % С; 0,33 % Mn; 0,21 % Si; 0,02 % S; 0,025 % P). Электронно-лучевую закалку сталей осущест- вляли на промышленном ускорителе элек- тронов ЭЛВ-6 в Институте ядерной физики