Стр. 162 - Основы проектирования, производства и материалы кузова современного автомобиля

159

ская среда – масло "И-12А") показывают, что ФРУО понижает сопротивление ус-

талостному разрушению как на воздухе, так и в коррозионной среде. Очаги раз-

рушения зарождаются на глубине, равной 50 мкм от поверхности, то есть в зоне

растягивающих остаточных напряжений.

Обкатка роликом (нагрузка на ролик 1765H; скорость вращения образца

0,45 м/с; подача 0,11 мм/об) образцов после ФРУО изменяет величину и харак-

тер распределения остаточных напряжений сжатия, и их максимальная величи-

на наблюдается у поверхности о6разца (400, 750 МПа соответственно). При

этом растягивающие напряжения, смещаясь вглубь образца (более 800 мкм),

обусловливают зарождение усталостной трещины уже на глубине 100 мкм.

Предел выносливости образцов из стали 40Х, обкатанной роликами, по-

сле ФРУО повышается в ~ 1,6 раза (c 340 до 560 МПа) на воздухе и более чем в

десять раз (с 40 до 429 МПа) в коррозионной среде, по сравнению с фрикцион-

но-упроченными образцами.

Известен способ поверхностного упрочнения металлических деталей

(А.С. № 1574646) с целью повышения сопротивления усталостному и коррозион-

но-усталостному разрушению: поверхностная термопластическая деформация

(ПТПД) (нагрев трением в присутствии технологической среды – насыщенного

раствора солей хлорида магния и кальция), обкатка роликами и низкотемператур-

ный отпуск (160

о

С, 2 ч).

Предел выносливости закаленной и высокоотпущенной стали 40X (HRC 53),

обработанной по этому режиму: ПТПД (скорость вращения образца 20 об/мин; ско-

рость вращения диска 6700 об/мин; подача 1,2 мм/об; глубина врезания диска

0,4мм; высота диска 6 мм, диаметр 250 мм; технологическая среда – насыщен-

ный водный раствор солей хлоридов магния и кальция; материал диска – сталь

40Х), обкатка роликом (скорость вращения образца 0,45 м/с; подача 0,11 мм/об;

число проходов 1; диаметр ролика 55 мм; радиус профиля рабочей частоты ро-

лика 4,5 мм), отпуск (160

о

С, 2 ч), составляет 360 МПа на воздухе и 50 МПа в

коррозионной среде (база испытания 2·10

7

и 5·10

7

циклов соответственно).

Предлагается способ поверхностной обработки стальных изделий, отли-

чающихся от известного тем, что при ПТПД в качестве технологической среды

используется 5%-ный водный раствор «Эмульсола ФМИ-3» (обычно приме-

няемого при механических обработках без нагрева и выпускаемого серийно в

промышленности). При этом улучшается качество поверхностных слоев детали

за счет отсутствия интенсивного наводороживания металла при импульсном

нагреве и возникновения остаточных напряжений сжатия с максимумом у по-

верхности детали.

Предел выносливости образцов из стали 40Х (HRC53) после упрочнения

по предлагаемому режиму на воздухе увеличился в 2,2 раза, а в коррозионной

среде в ~ 10 раз по сравнению с образцами, обработанными по известному спо-

собу, и составил соответственно 815 и 510 МПа.