строение (557054), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Основными преимуществами лазерной обработки по сравнению с традиционными способами термической и ХТО являются: возможность обработки заданных участков на заданную глубину; осуществление обработки на воздухе, причем источник излучения может находиться на большом удалении (1... 100 м) от обрабатываемой поверхности; воэможность избирательной прецизионной обработки определенных, в том числе труднодоступных мест деталей; достижение высоких скоростей охлаждения; отсутствие коробления деталей. Лазерная обработка применяетсц для упрочнения поверхностных слоев термической обработкой, диффузионного насьвцеиия поверхности металлов различными элементами.
Отличительной особенностью ее является использование эффекта получения аномальных неравновесных структур за счет смещения критических точек фазовых превращений при сверхбыстром нагреве или охлаждении. Лазерная химико-термическая обработка заключается в том, что при расплавлении сканирующим лазерным лучом локального участка поверхности в жидкий металл вводится какой-либо легирующий элемент, который, растворяясь в зоне обработки, образует новый сплав с необходимыми свойствами.
Глубина проникновения лазерного излучения в металлы составл яет 10-'... ! 0 в см. Источник излучения, как и в других видах лазерной обработки, может находиться иа большом удалении (1... 100 м) от обрабатываемой поверхности. Применение лазерного излучения иерспективно для ударного упрочнения локальных участков поверхности на заданную глу- бину; для получения аморфной структуры локальным оплавлением тончайшего поверхностного слоя с последукицей сверхбыстрой скоростью затвердевания (- 1Оти град '); для получения сварных соединений. Области применения лазерной обработки в зависимости от соотношения параметров излучения приведены на рис.
70. Основным недостатком технологии лазерной обработки является высокая стоимость лазеров, особенно мощных. В связи с этим лазерную обработку поверхности целесообразно использовать, когда она дает существенные экономические и технические преимущества по сравнению с другими видами обработки. Например, при особо сложной конфигурации обрабатываемых поверхностей, коробление которых должно быть сведено к минимуму; при необходимости получения строго заданного профиля закаленного слоя; при затруднении подвода тепла к обрабатываемой зоне другим методом; при малой поверхности обрабатываемой зоны цо сравнению с размерами изделия. Раздел второй РАБОТОСПОСОБНОСТЬ МАТЕРИАЛА В КОНСТРУКЦИИ Глава 4 КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВЭЙСГВ Конструкционная прочность определяется механическими свойствами материала, заключенного в конструкцию, с учетом реальных услов, й эксплуатации.
Большинство материалов работают в сложных условиях нагружеиия н должны хорошо сопротивляться воздействию статических, динамических, циклических нагрузок, внешним воздействиям среды. Конструкционная прочность — сложное понятие, включающее в себя оценку работоспособности в реальной конструкции. $1. Методы оценки механических свойств В процессе эксплуатации готовые изделия подвергаются воздействию внешних сил, создающих в материале напряжения и деформации определенной величины. Для оценки качества материала полуфабрикаты и готовые изделия контролируются механическими испытаниями. Механические испытания классифицированы по способу приложения нагрузки (растяжение, изгиб, сжатие, кручение), каждый из которых вызывает в материале определенное соотношение ка- 1 оо Определеппе тиердоети Твердость — свойство материала, характеризующее сопротивление пластическому деформированию при проникновении в него более твердого тела.
Наиболее часто употребляется способ измерения твердости (рис. 71) при вдавливании стального шарика (метод Бринелля), а также алмазного конуса или пирамиды (методы Роквелла и Виккерса). Значение твердости (метод Бринелля) определяется отношением нагрузки к поверхности сферического отпечатка.
Если поверхность отпечатка выразить через диаметр шарика ду и диаметр отпечатка б(, то твердость по Бринеллю равна нВ = 2Р1(ят)(Р— ~/Ои — бР )1. При постоянных Р и .0 значение ОВ будет зависеть лишь от диаметра отпечатка, и чем он меньше, тем выше твердость. Для пластичных материалов существует зависимость: ов = = й НВ, где й — коэффициент, зависящий от материала. Прн этом для материалов, хрупко разрушающихся при действии растягивающих нагрузок, соотношение не будет справедливо.
Для определения твердости высокотвердых материалов используют метод Роквелла. Наконечником в этом случае является алмазный конус (для очень твердых материалов) с углом при вершине 120' или стальной закаленный шарик (для менее твердых материалов) диаметром )1'те дюйма. Значение твердости в единицах Роквелла вычисляется по формуле 01т1С = (й — (й,— й) ))с, где lг — постоянная величина; й,— глубина вдавливания после снятия основной нагрузки; <р по Й вЂ” глубина вдавливания под действием предварительной нагрузки; с — цена деления индикатора.
7 с Твердость по Виккерсу выражается числом, полученным делением нагрузки на площадь поверхности отпечатка, определяемую по длине диагонали отпечатка: ОУ= Рас. 1!. Оиределеиие твердости методами Врииелли [а) и Роивелла Гб) гяз сательных и нормальных напряжений. Существуют специальные виды испытаний материалов, при которых свойства определяются при специфических видах воздействия нагрузки, температуры, рабочей среды, что важно для оценки работоспособности будущего изделия. Причем каждое отдельно проведенное испытание не характеризует весь комплекс свойств: так высокая прочность на растяжение не гарантирует получения высокого сопротивления удару или повторно-переменным нагрузкам. = [2Р з)п (я/2))/т(а = 1,8544 (Р/<Р), где Р— нагрузка; я — угол 136', с( — средняя величина диагоналей отпечатка после снятия нагрузки.
Для определения твердости очень тонких слоев металла, а также твердости различных структурных составляющих сплава используется метод микротвердости. Сущность метода заключается в воздействии очень малых нагрузок (от 1 до 200 г) на четырехгранную алмазную пирамиду, вдавливаемую в металл, и измерении отпечатка. Исвытанна ва раствжевве Испытания на растяжение относятся к самым распространенным видам механических испытаний и определяет прочность и пластичность материала. Нагрузка в процессе испытания возрастает относительно медленно, т. е. проводится статическое испытание материала, в процессе которого можно определить предел пропорциональности (оп„), предел текучести (о,,) и предел прочности (оа). Диаграммами, получаемыми при испытании металлических материалов на растяжение, изучают связь между нагрузками и деформацией.
На рис. 72 показана зависимость удлинения (б/) от нагрузки (Р), изменяющаяся сначала по линейному закону, а затем эта зависимость нарушается. Начальный участок, на котором отношение нагрузки к деформации является постоянной величиной, характеризует упругую деформацию. Отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и деформацией характеризует переход в область пластической деформации, после прохождения которой материал сохранит остаточную деформацию.
Величина остаточной деформации после окончательного разрушения образца оценивает пластичность материала. Таким образом, пластичность материала — это способность к прохождению пластической деформации до окончательного разрушения. При испытании на растяжение пластичность материала оценивается абсолютным удлинением (/а/), а также относительным удлинением (8), равным отношению приращения длины И после разрыва к первоначальной ' длине образца 8 = [(1,— р р — 1о)//а).100 аА, где 1„— конечная длина рабочей части образца после разрыва; 1,— расчетная длина (первоначальная) рабочей части образца. Пластичность оценивается также относительным сужением т[), характеризуюж ы щим отношение уменьшения рис тт динар р „площади поперечного сечения танин металлйеесиии материалов йа расти- ПОСЛЕ раэрмэа К ПЕрВОиаЧаЛЬ- жение беа площннии тентеестн (а) и с пло- ной пвощадн понереяного сс- чения т[) = [(Ра — Р,)/Р,) 100%, где Є— площадь поперечного сечения после разрыва; Р, — первоначальная площадь поперечного сечения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
