RU120226U1 - Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя - Google Patents
Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя Download PDFInfo
- Publication number
- RU120226U1 RU120226U1 RU2012112964/02U RU2012112964U RU120226U1 RU 120226 U1 RU120226 U1 RU 120226U1 RU 2012112964/02 U RU2012112964/02 U RU 2012112964/02U RU 2012112964 U RU2012112964 U RU 2012112964U RU 120226 U1 RU120226 U1 RU 120226U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- plastic deformation
- surface layer
- metal
- parameters
- Prior art date
Links
Abstract
Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя, выполненный в виде диска, поверхность которого разбита на секторы, в каждом из которых расположены обработанные участки, сформированные в соответствии с заданными параметрами режима обработки.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к исследованию структурных свойств и физико-механических показателей качества поверхностного слоя металлических деталей, обработанных поверхностным пластическим деформированием.
Поверхностное пластическое деформирование (ППД) является эффективным способом повышения эксплуатационных показателей деталей, особенно имеющих конструктивные или технологические концентраторы напряжений. ППД осуществляется перемещением инструмента по обрабатываемой поверхности с постоянной или закономерно изменяющейся силой деформирования или глубиной внедрения. В зоне контакта инструмента с деталью образуется область пластического течения - очаг деформации, размеры которого зависят от технологических факторов.
Одним из основных механизмов холодной пластической деформации металлов и сплавов является сдвиговое перемещение одних частей кристалла относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокации по плоскостям скольжения. С накоплением деформации многократной ППД дислокации размножаются, взаимодействуют между собой и другими дефектами кристаллического строения, в результате чего их движение затрудняется, а напряжение пластического течения и твердость металла растут. Для каждого материала имеется такое значение накопленной деформации, превышение которого не приводит к дальнейшему упрочнению металла. Более того, при чрезмерном упрочнении произойдет уменьшение ресурса пластичности металла и, как следствие, снижение эксплуатационных характеристик детали. Параметры состояния поверхностного слоя деталей, наиболее существенно влияющие на их долговечность (шероховатость, степень и глубина упрочнения, остаточные напряжения, поврежденность и ресурс пластичности металла и др.) зависят от параметров напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя, накопленной деформации, которые в свою очередь зависят от исходных физико-механических свойств деформируемого материала, режимов технологического процесса ППД. Для определения взаимосвязи режимов обработки с параметрами состояния поверхностного слоя детали, необходимо проведение большого количества экспериментов и дальнейшей обработки полученных результатов с использованием расчетно-экспериментальных методов.
При исследовании уровня техники обнаружены образцы, применяемые для исследования в области сварки, металлургии, в области изготовления полимерных композиционных материалов слоистого строения..
Известен образец для определения трещиноустойчивости противопригарных покрытий для литейных форм и стержней (а.с. №1488102, SU).
Известен образец с надрезом для испытания сварного соединения на ударный изгиб (а.с. №1552060, SU).
Известен способ изготовления. образца для определения прочностных свойств полимерных композиционных материалов слоистого строения (а.с. №1564512, SU).
Образцов из металла для исследования параметров влияния поверхностной пластической деформации на состояние поверхностного слоя не обнаружено, обычно исследования проводятся на заготовках, предназначенных для изготовления деталей, поэтому для выбора режимов поверхностной пластической деформации и инструмента, позволяющих получить требуемое качество поверхностного слоя металлических деталей, требуется большое количество заготовок.
Для повышения точности, снижения трудоемкости и упрощения процесса исследования, повышения количества информационных данных, сокращения количества образцов, предлагается образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя, выполненный в виде диска, поверхность которого разбита на секторы, в каждом из которых расположены обработанные участки, сформированные в соответствии с заданными параметрами режима обработки.
Поверхностное пластическое деформирование. может быть осуществлено выглаживанием, накатыванием и др. (ГОСТ 18-296-72). Обработанные участки сформированы с заданными параметрами режимов обработки: сила обработки, подача инструмента, коэффициент трения, зависящий от материала инструмента и материала образца, радиус инструмента. В каждом секторе один параметр режима обработки меняют, остальные оставляют постоянными. По обработанным участкам четко прослеживается влияние каждого из параметров на структурные свойства и показатели качества поверхности. На изготовленном образце можно определить показатели шероховатости поверхности; физико-механические свойства - микротвердость, контактный модуль вдавливания, сопротивление упругим и пластическим деформациям, остаточные напряжения; свойства структуры поверхностного слоя - ширина рентгеновской линии, размер зерна, глубина упрочненного слоя, контактный модуль вдавливания, сопротивление упругим и пластическим деформациям, остаточные напряжения; свойства структуры поверхностного слоя - ширина рентгеновской линии, размер зерна, глубина упрочненного слоя.
На фиг.1 изображен пример образца из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации (выглаживания) на параметры состояния поверхностного слоя с разбивкой обработанных участков по секторам с различными параметрами режимов обработки. На фиг.2 - снимок образца с обработанными участками.
Образец выполнен в виде диска 7 из исследуемого металлического материала, поверхность которого предварительно обработана таким же образом, как и деталь, например, точением. Поверхность диска разбита на шесть секторов 1, 2, 3, 4, 5, 6. В секторах расположены обработанные участки 8.
Пример изготовления образца.
Металлический образец, выполненный в виде диска, из цементованной стали 20Х, закаленной до HRC 59 обрабатывали на токарно-фрезерном центре MULTUS-300BM точением. Поверхностное пластическое деформирование осуществляли выглаживанием;
Обработанные участки формировали инструментом с индентором из мелкодисперсного кубического нитрида бора, имеющим сферическую форму рабочей поверхности R=2 мм, СОТС - аргон. Коэффициент трения цементованной стали 20Х и мелкодисперсного кубического нитрида бора составляет 0,34. Величина параметров режимов обработки участков 8 в каждом секторе задавалась программой и настройкой инструмента. Например, в секторе 1 участок 8.1а выполнен при следующих параметрах режима обработки: подача S=0,01 мм/об, сила выглаживания Рв=350Н; участок 8.16 - подача S=0,01 мм/об, сила выглаживания Рв=300Н. При изготовлении изображенного на фиг.2 образца обработанные участки выполнены одним инструментом и в одной и той же среде СОТС, изменяли подачу S=0,01, 0,025, 0,04 и силу выглаживания Р=200Н, 250Н; 300Н,350Н.
При необходимости увеличения или уменьшения числа показателей режима обработки (например, скорость обработки, сила обработки, подача, количество рабочих ходов инструмента, коэффициент трения, зависящий от материала инструмента и материала образца, радиуса инструмента и др.) количество секторов и количество обработанных участков может быть изменено до требуемого значения. После изготовления образца на каждом обработанном участке определяли параметры шероховатости поверхности на оптическом 3D-профилометре Wyko NT-1100. Определяли физико-механические свойства: микротвердость Нггна микротвердомере Leica VMHT или на Fisherscop HM2000 XYm; контактный модуль вдавливания ЕIT на Fisherscop HM2000 XYm; остаточные напряжения и ширину рентгеновской линии на дифрактометре Shimadzu XRD 7000; глубину упрочненного слоя на Leica VMHT.
Сопротивление упругим деформациям рассчитывали по формуле НIT/ЕIT.
Сопротивление пластическим деформациям рассчитывали по формуле НIT 3/ЕIT 2.
Сравнивали значения параметров состояния поверхностного слоя и физико-механических свойств всех обработанных участков образца. Выбирали обработанный участок, показатели качества которого соответствуют техническим условиям на изделие. Для производственной обработки деталей назначали режимы обработки выбранного участка.
На основании проведенных исследований выбирают режимы обработки, позволяющие получить требуемое качество поверхностного слоя металлических деталей. Проведение исследований обработанного поверхностного слоя проводится на одном образце, это позволит повысить достоверность и точность информации за счет обеспечения-однородности испытуемого материала на различных режимах обработки, снизить трудоемкость и упростить процесс, повысить количество информационных данных о показателях качества обработанной поверхности, снятых с одного образца, значительно сократить количество образцов.
Claims (1)
- Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя, выполненный в виде диска, поверхность которого разбита на секторы, в каждом из которых расположены обработанные участки, сформированные в соответствии с заданными параметрами режима обработки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112964/02U RU120226U1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112964/02U RU120226U1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU120226U1 true RU120226U1 (ru) | 2012-09-10 |
Family
ID=46939341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012112964/02U RU120226U1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU120226U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112858061A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-28 | 天津大学 | 一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法 |
-
2012
- 2012-04-03 RU RU2012112964/02U patent/RU120226U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112858061A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-28 | 天津大学 | 一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法 |
CN112858061B (zh) * | 2021-01-18 | 2023-05-02 | 天津大学 | 一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hassanpour et al. | Investigation of surface roughness, microhardness and white layer thickness in hard milling of AISI 4340 using minimum quantity lubrication | |
Rodríguez et al. | Surface improvement of shafts by the deep ball-burnishing technique | |
Kalisz et al. | Technological and tribological aspects of milling-burnishing process of complex surfaces | |
Vollertsen et al. | Size effects in manufacturing of metallic components | |
Duan et al. | Finite element simulation and experiment of chip formation process during high speed machining of AISI 1045 hardened steel | |
Mulay et al. | Performance evaluation of high-speed incremental sheet forming technology for AA5754 H22 aluminum and DC04 steel sheets | |
Ortiz-de-Zarate et al. | Experimental and FEM analysis of surface integrity when broaching Ti64 | |
Laamouri et al. | Influences of up-milling and down-milling on surface integrity and fatigue strength of X160CrMoV12 steel | |
Teimouri et al. | An analytical prediction model for residual stress distribution and plastic deformation depth in ultrasonic-assisted single ball burnishing process | |
Bang et al. | Quantitative evaluation of tool wear in cold stamping of ultra-high-strength steel sheets | |
Li et al. | Chipping damage of die for trimming advanced high-strength steel sheet: Evaluation and analysis | |
Capilla-González et al. | Effect of the ball burnishing on the surface quality and mechanical properties of a TRIP steel sheet | |
RU120226U1 (ru) | Образец из металла для исследования влияния поверхностной пластической деформации на параметры состояния поверхностного слоя | |
Zhao et al. | Manufacturing of high-precision surface micro-structures on stainless steel by ultrasonic impact peening | |
Al-Ghamd et al. | Bulging in incremental sheet forming of cold bonded multi-layered Cu clad sheet: influence of forming conditions and bending | |
Rodrigues et al. | Machining scale: workpiece grain size and surface integrity in micro end milling | |
Duan et al. | Finite element simulation and experiment of chip formation process during high speed machining of AISI 1045 hardened steel | |
Gerstenmeyer et al. | Influence of Complementary Machining on fatigue strength of AISI 4140 | |
Liu et al. | Effect of microstructure on high-speed cutting modified anti-fatigue performance of Incoloy A286 and titanium alloy TC17 | |
Denkena et al. | Development of combined manufacturing technologies for high-strength structural components | |
Stančeková et al. | Investigation of defects in forging tools by nondestructive detection method | |
Mahto et al. | Roller burnishing-a literature review of developments and trends in approach to industrial application | |
Gupta et al. | Effect of Die and Punch Geometry on Spring Bac in Air Bending of Electrogalvanized CR4 Steel | |
Nasralla et al. | Estimation of induced residual stresses and corrosion behavior of machined Inconel 718 superalloy: 3D-FE simulation and optimization | |
Xu et al. | Improving fatigue properties of normal direction ultrasonic vibration assisted face grinding Inconel 718 by regulating machined surface integrity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190404 |