 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( октябрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Упрочнение - это процесс обработки поверхности металла с целью улучшения свойств материала, обычно с помощью механических средств, таких как удары молотка , дробеструйной обработки ( дробеструйная обработка ) или световых лучей при лазерной упрочнении. Упрочнение обычно представляет собой процесс холодной обработки, за исключением лазерной обработки . Он имеет тенденцию расширять поверхность холодного металла, тем самым вызывая сжимающие напряжения или снимая уже имеющиеся растягивающие напряжения . Упрочнение также может способствовать деформационному упрочнению поверхностного металла.
Остаточное напряжение [ править ]
Пластическая деформация в результате упрочнения вызывает остаточное напряжение сжатия в упрочненной поверхности наряду с растягивающим напряжением внутри. Это напряженное состояние похоже на то, которое наблюдается в закаленном стекле , и полезно по тем же причинам.
Поверхностные сжимающие напряжения придают сопротивление усталости металла и некоторым формам коррозии , поскольку трещины не будут расти в сжимающей среде. Преимущество достигается за счет более высоких растягивающих напряжений на большей глубине детали. Однако усталостные свойства детали будут улучшены, поскольку напряжения обычно значительно выше на поверхности, частично из-за дефектов поверхности и повреждений.
Закалка [ править ]
Холодная обработка также способствует упрочнению поверхности материала. Это снижает вероятность образования трещин на поверхности и обеспечивает сопротивление истиранию . Когда металл подвергается деформационному упрочнению, его предел текучести увеличивается, но его пластичность снижается. Деформационное упрочнение фактически увеличивает количество дислокаций в кристаллической решетке материала. Когда в материале имеется большое количество дислокаций, пластическая деформация затрудняется, и материал будет продолжать вести себя упруго, значительно превосходя предел упругого течения материала, не упрочненного деформацией.
Остаточная деформация / растяжение [ править ]
Пластическая деформация от упрочнения может быть полезна при растяжении поверхности объекта.
Одно из распространенных применений этого процесса упрочнения (растяжения) можно увидеть в отраслях авторемонта и производства автомобилей на заказ, где ручное или машинное упрочнение используется для растяжения тонкого листового металла для создания изогнутых поверхностей. При ручном методе используется ручной долбежный молоток, который является формой строгания . Существуют также методы машинной обработки, в которых для упрочнения листового металла используется разновидность механического молота .
Еще одно применение процесса упрочнения - это сплющивание листового металла, и он, в частности, используется в качестве основного метода для выравнивания стальных лент, используемых в промышленных операциях транспортировки и прессования. В этом процессе стальную ленту, имеющую поперечную кривизну, можно сплющить путем упрочнения вогнутой поверхности для ее растяжения и тем самым устранения поперечной кривизны за счет выравнивания длины поверхности ленты между ранее вогнутой и выпуклой поверхностями. Дробеструйной обработки стальных лент , как правило , достигается за счет использования специального оборудования и специальной упрочнение выстрел.
Когда упрочнение используется для создания остаточного напряжения или упрочнения объекта, необходимо проявлять осторожность с тонкими деталями, чтобы не растянуть заготовку. Если растяжение неизбежно, возможно, потребуется сделать поправки в конструкции детали или применении процесса.
Использование со сваркой [ править ]
Ручное упрочнение также может быть выполнено после сварки, чтобы облегчить растягивающие напряжения, которые возникают при охлаждении в свариваемом металле (а также в окружающем основном металле). Уровень снижения растягивающего напряжения минимален и происходит только на поверхности сварного шва или рядом с ней. Другие методы, например тепловые пятна (если применимо), помогают снизить остаточные растягивающие напряжения. Упрочнение приведет к повышению твердости сварного шва, и этого следует избегать. По этой причине упрочнение обычно не допускается большинством кодексов, стандартов или спецификаций (например, ASME B31.3, параграф 328.5.1 (d), местоположение изменяется при публикации новых кодов). Любая обработка сварного шва должна проводиться на образце для квалификационных испытаний процедуры сварки.
Образец для аттестации процедуры сварки воспроизводит все основные параметры, которые будут использоваться при производственной сварке. Если сварной шов подвергают упрочнению во время аттестации процедуры сварки, последующее механическое испытание образца для аттестации процедуры продемонстрирует механические свойства сварного шва. Эти механические свойства должны как минимум соответствовать механическим свойствам свариваемых материалов. В противном случае процедура не удалась и процедура сварки неприемлема для использования в производственной сварке.
Заточка лезвий [ править ]
Лезвия для кос и серпов традиционно затачивались путем периодической проковки с последующей частой заточкой в полевых условиях во время использования. В приведенном ниже примере короткое лезвие косы, используемое для очистки ежевики, затачивается путем реформирования ковкой стали для создания профиля кромки, который затем можно затачивать.. Поскольку это лезвие используется для стрижки кустов ежевики с жесткими стеблями, его чистят примерно через каждые тридцать часов работы. Зарубки и надрезы на кромке лезвия также обрабатываются на лезвии упрочнением, а затем формируется новый профиль кромки для хонингования. Здесь используется зажимное приспособление, но лезвия можно подвергнуть механической чистке с использованием различных конструкций наковальней для упрочнения. Показанное приспособление для ударной обработки имеет две сменные крышки, которые устанавливаются под разными углами. Сначала устанавливается грубый угол на расстоянии примерно 3 мм от края, а затем задается тонкий угол на краю, оставляя край, который легко поддается хонингованию. Затем лезвие затачивают с помощью хонинговальных брусков все более мелкого размера и отправляют в поле. [1] [2]
Наковальня для ударного приспособления, обратите внимание на две крышки с цветовой кодировкой
Чистка лезвия косы с помощью приспособления
История [ править ]
Первая опубликованная статья о дробеструйной обработке была написана в Германии в 1929 году и была посвящена дробеструйной обработке. Первый патент на дробеструйную обработку был получен в Германии в 1934 году, но так и не получил коммерческого применения. Независимо в 1930 году несколько инженеров Buick заметили, что «дробеструйная обработка» (как это первоначально называлось) делает пружины устойчивыми к усталости. Затем этот процесс был принят автомобильной промышленностью. Циммерли впервые опубликовал отчет в 1940 году. Джон Алмен провел дополнительные исследования и во время Второй мировой войны представил его авиационной промышленности. [3]
К 1950 году упрочнение стало общепринятым процессом и вошло в техническую литературу. В том же году было изобретено ударное формование для формирования обшивки крыла самолета Super Constellation . [3]
В начале 1970-х гг. В области упрочнения произошло крупное новшество, когда такие исследователи, как Аллан Клауэр из лабораторий Battelle в Колумбусе, штат Огайо, применили лазерные лучи высокой интенсивности к металлическим компонентам для достижения глубоких остаточных напряжений сжатия, которые они запатентовали как Laser Shock Peening, и стали известны как лазерные. упрочнение в конце 1990-х годов, когда оно впервые было применено к лопастям вентилятора газотурбинного двигателя для ВВС США.
См. Также [ править ]
- Алмен полосы
- Шариковый молоток
- Поверхностное упрочнение
- Термическая обработка
- Гальваническое покрытие
- Обработка высокочастотным ударом
- Обработка ультразвуковым воздействием
- Лазерная обработка
Ссылки [ править ]
- ^ https://scythecymru.co.uk/scythes-for-sale/peening/
- ^ https://stevetomlincrafts.wordpress.com/2016/05/31/learning-to-peen-a-scythe/
- ^ a b Fuchs, HO; Кэри, ЧП, История дробеструйной обработки (PDF) , Первая международная конференция по дробеструйной обработке.
