RU2458155C1 - Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий - Google Patents
Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458155C1 RU2458155C1 RU2011115242/02A RU2011115242A RU2458155C1 RU 2458155 C1 RU2458155 C1 RU 2458155C1 RU 2011115242/02 A RU2011115242/02 A RU 2011115242/02A RU 2011115242 A RU2011115242 A RU 2011115242A RU 2458155 C1 RU2458155 C1 RU 2458155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- residual stresses
- air flow
- stretching residual
- stresses
- product surface
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлообработки, в частности к повышению надежности и долговечности металлических изделий. Для расширения номенклатуры обрабатываемых металлических изделий, повышения их надежности и долговечности снятие растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий осуществляют за счет воздействия на них пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре. Снятие растягивающих остаточных напряжений на поверхности проводят без применения термической обработки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к области металлообработки, в частности к повышению надежности и долговечности металлических изделий.
Растягивающие остаточные напряжения, часто образующиеся на поверхности металлических изделий, получаемых холодным пластическим деформированием или сваркой, снижают их надежность и долговечность. Данные напряжения полностью не устраняются даже в случае применения отжига, кроме того, нагрев при отжиге приводит к снижению показателей прочности, а также укрупнению зерен, поэтому перед современными способами актуальной является задача снять растягивающие напряжения на поверхности изделий без вышеприведенных негативных последствий.
Известен способ стабилизации остаточных напряжений в поверхностном слое детали (см. патент RU 2133282 C21D 1/30, 20.07.1999 г.). Техническим результатом данного изобретения является повышение работоспособности цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля путем снижения остаточных напряжений с 200-250 МПа до 0-15 МПа. Для получения такого технического результата используется вибрационное старение ультразвуковой обработкой, при котором ультразвуковой обработке подвергают цилиндровую втулку высокофорсированного дизеля на устойчивой резонансной частоте в 19-21 кГц с амплитудой колебаний в 50-80 мкм путем увеличения мощности потребителя до 3-3,5 кВт и времени обработки до 10-12 мин.
Основным недостатком данного известного способа является использование ультразвука, неоднозначно влияющего на надежность изделия, и высокая потребляемая мощность.
Образцы из стали 40Х охлаждались с температуры 860°С, соответствующей однофазной структуре аустенита на спокойном воздухе до температуры 670°С, соответствующей феррито-цементитной структуре, после чего подвергались воздействию пульсирующего воздушного потока скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 830 до 1000 Гц, импульсным воздушным давлением от 8 до 12 кПа и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ. Техническим результатом данного изобретения является обеспечение в сочетании повышения показателей пластичности, ударной вязкости, а также прочности конструкционных качественных углеродистых и экономнолегированных сталей.
Основным недостатком данного известного способа является потребность в термической обработке для снятия остаточных напряжений, что ограничивает номенклатуру обрабатываемых изделий.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача расширить номенклатуру обрабатываемых металлических изделий, а также повысить надёжность и долговечность за счёт снятия растягивающих остаточных напряжений на их поверхности без применения термической обработки.
Поставленная задача решается следующим образом.
Снятие растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий осуществляют за счёт воздействия на них пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре.
Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно: расширить номенклатуру обрабатываемых металлических изделий, а также повысить надежность и долговечность за счет снятия растягивающих остаточных напряжений на их поверхности без применения термической обработки.
В табл.1 приведены данные, характеризующие уровень тангенциальных остаточных напряжений на поверхности кольцевых изделий до и после обработки пульсирующим дозвуковым воздушным потоком. Растягивающие напряжения обозначены знаком +, а сжимающие - знаком -.
Заявляемое изобретение реализуется следующим образом.
Снятие растягивающих остаточных напряжений осуществляют при помощи установки, создающей пульсирующий воздушный поток.
Обрабатываемое изделие, представляющее собой бесшовное или сварное кольцо из стали либо титанового сплава, толщиной 0,5-2,5 мм, шириной до 70 мм и диаметром 12,1-41,5 мм при комнатной температуре размещают на выходе из резонатора установки и подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ, оказывающего комплексное влияние на напряженное состояние изделия.
Выбор амплитудно-частотных характеристик воздушного потока и продолжительности обработки определяют в зависимости от геометрических параметров, а также материала обрабатываемого изделия.
Определение значений остаточных напряжений осуществлялось в соответствии с методом Давиденкова.
На поверхности кольцевых изделий до обработки пульсирующим воздушным потоком присутствуют растягивающие тангенциальные остаточные напряжения величиной до 370 МПа, а после десяти-пятнадцатиминутного обдува напряжения на поверхности полностью снимаются или становятся сжимающими, в последнем случае их величина составляет до -125 МПа.
Данный способ позволяет применять обработку пульсирующим воздушным потоком к изделиям из низкоуглеродистых сталей, аустенитных сталей и однофазных титановых сплавов, не подвергающихся термической обработке для снятия остаточных напряжений.
Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно: расширить номенклатуру обрабатываемых металлических изделий, а также повысить надежность и долговечность за счет снятия растягивающих остаточных напряжений на их поверхности без применения термической обработки.
Табл.1 | |||||
Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий | |||||
Материал | Диаметр изделия, мм | Толщина стенки, мм | Длительность обработки, мин | Напряжения до обработки, МПа | Напряжения после обработки, МПа |
Сталь 15 | 41,5 | 2,5 | 15 | +156 | -39 |
Сталь 18ЮА | 15,8 | 0,9 | 15 | +370 | 0 |
Сталь 12Х18Н10Т | 12,1 | 1,3 | 10 | +254 | -125 |
Титановый сплав ВТ5 | 26 | 0,5 | 10 | +76 | -38 |
Claims (2)
1. Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий, отличающийся тем, что на поверхность изделия воздействуют пульсирующим дозвуковым воздушным потоком с частотой 1130-2100 Гц и звуковым давлением 120-140 дБ.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изделие подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока при комнатной температуре.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011115242/02A RU2458155C1 (ru) | 2011-04-18 | 2011-04-18 | Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011115242/02A RU2458155C1 (ru) | 2011-04-18 | 2011-04-18 | Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458155C1 true RU2458155C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011115242/02A RU2458155C1 (ru) | 2011-04-18 | 2011-04-18 | Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458155C1 (ru) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557175C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2015-07-20 | ООО "Станкоинструмент" | Способ аэродинамического упрочнения изделий |
RU2557841C2 (ru) * | 2013-09-13 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ упрочняющей термической обработки углеродистых инструментальных сталей |
RU2572943C1 (ru) * | 2014-10-02 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ термической обработки конструкционных сталей |
RU2578859C2 (ru) * | 2014-04-08 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ повышения упругих свойств стальных витых пружин |
RU2580767C2 (ru) * | 2013-12-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ повышения стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали |
RU2612245C2 (ru) * | 2014-12-01 | 2017-03-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ обработки изделий из конструкционных металлических материалов |
RU2658563C2 (ru) * | 2016-04-20 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ обработки металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием |
RU2702885C2 (ru) * | 2017-12-29 | 2019-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации" | Способ обработки металлических элементов конструкции воздушных судов |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU679319A1 (ru) * | 1978-02-15 | 1979-08-18 | Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Ан Белорусской Сср | Способ обработки нежестких заготовок |
RU2040551C1 (ru) * | 1992-02-24 | 1995-07-25 | Константиновский Вячеслав Анатольевич | Способ термоакустической обработки инстремента и деталей и установка для его осуществления |
RU2197541C1 (ru) * | 2001-11-12 | 2003-01-27 | Кукушкин Николай Николаевич | Способ упрочнения инструментов и деталей и установка для осуществления способа |
-
2011
- 2011-04-18 RU RU2011115242/02A patent/RU2458155C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU679319A1 (ru) * | 1978-02-15 | 1979-08-18 | Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Ан Белорусской Сср | Способ обработки нежестких заготовок |
RU2040551C1 (ru) * | 1992-02-24 | 1995-07-25 | Константиновский Вячеслав Анатольевич | Способ термоакустической обработки инстремента и деталей и установка для его осуществления |
RU2197541C1 (ru) * | 2001-11-12 | 2003-01-27 | Кукушкин Николай Николаевич | Способ упрочнения инструментов и деталей и установка для осуществления способа |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557841C2 (ru) * | 2013-09-13 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ упрочняющей термической обработки углеродистых инструментальных сталей |
RU2557175C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2015-07-20 | ООО "Станкоинструмент" | Способ аэродинамического упрочнения изделий |
RU2580767C2 (ru) * | 2013-12-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ повышения стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали |
RU2578859C2 (ru) * | 2014-04-08 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ повышения упругих свойств стальных витых пружин |
RU2572943C1 (ru) * | 2014-10-02 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ термической обработки конструкционных сталей |
RU2612245C2 (ru) * | 2014-12-01 | 2017-03-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ обработки изделий из конструкционных металлических материалов |
RU2658563C2 (ru) * | 2016-04-20 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ обработки металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием |
RU2702885C2 (ru) * | 2017-12-29 | 2019-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации" | Способ обработки металлических элементов конструкции воздушных судов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2458155C1 (ru) | Способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий | |
TW201303042A (zh) | 熱壓印成形品、熱壓印成形品之製造方法、能量吸收構件及能量吸收構件之製造方法 | |
RU2015101235A (ru) | Толстая высокопрочная кислотостойкая магистральная труба и способ её изготовления | |
RU2015104050A (ru) | Толстостенная высокопрочная устойчивая к сернистому газу магистральная труба и способ ее производства | |
JP7259974B2 (ja) | 連続焼鈍装置及び連続溶融亜鉛めっき装置、並びに鋼板の製造方法 | |
RU2422540C1 (ru) | Способ термической обработки изделий из конструкционных сталей | |
JP2008274393A (ja) | 高強度及び高靭性フェライト+パーライト型非調質鋼鍛造部材の製造方法 | |
RU2506320C1 (ru) | Способ термической обработки конструкционных сталей на высокопрочное состояние | |
RU2561611C2 (ru) | Способ термообработки изделий из конструкционных сталей | |
JP2004136313A (ja) | 薄鋼板の高疲労強度隅肉溶接継手およびその隅肉溶接方法 | |
Abugh et al. | Microstructure and mechanical properties of vibrated castings and weldments: A review | |
RU2580767C2 (ru) | Способ повышения стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали | |
RU2557841C2 (ru) | Способ упрочняющей термической обработки углеродистых инструментальных сталей | |
Lee et al. | Effect of Grain Size on the Tensile Properties of an Austenitic High-Manganese Steel | |
JPWO2018135554A1 (ja) | フェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼板 | |
RU2612245C2 (ru) | Способ обработки изделий из конструкционных металлических материалов | |
CN105229190A (zh) | 疲劳特性优异的高强度钢材及其制造方法 | |
RU2255137C1 (ru) | Способ термической обработки изделия или заготовки из двухфазных титановых сплавов | |
RU2658563C2 (ru) | Способ обработки металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием | |
JP2004261826A (ja) | プレス成形方法 | |
JP6977916B1 (ja) | 鋼材及び鋼製品の脱水素方法、並びに、鋼材及び鋼製品の製造方法 | |
RU2702885C2 (ru) | Способ обработки металлических элементов конструкции воздушных судов | |
RU2608116C2 (ru) | Способ управления механическими свойствами среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей | |
EP0524156A1 (en) | A process and apparatus for the combined thermal treatment of metallic materials and articles | |
Nowroth et al. | Feasibility study on multifrequency excitation of the melt pool during ultrasonic-assisted laser beam welding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170419 |