" Н а у к а м о л о д ы х " , 3 0 - 3 1 м а р т а 2 0 1 7 г . , А р з а м а с
П о с в я щ а е т с я 1 0 0 - л е т и ю Р о с т и с л а в а Е в г е н ь е в и ч а А л е к с е е в а
166
особенно важно при обработке тонкостенных заготовок и деталей с тонким
покрытием.
Кроме того, ультразвуковое воздействие в сочетании с пластическим
деформированием металла активизирует релаксационные процессы,
протекающие в результате наложения знакопеременных напряжений,
создаваемых ультразвуком на остаточные напряжения в обрабатываемом
изделии. При этом ультразвуковая энергия поглощается в тех местах
кристаллической решетки, которые являются носителями механизма
пластической деформации (таких, как дислокации и границы зерен), где
концентрация остаточных напряжений максимальна. В результате
суммарные напряжения в отдельных микрообъемах, могут превысить
значения локального предела текучести, что вызывает пластические сдвиги в
наиболее напряженных кристаллитах. Это способствует не только общему
снижению уровня остаточных напряжений, но и уменьшению количества и
снижению эффективности концентраторов напряжений. Очевидно, что и
снижение плотности дислокаций в зонах скопления является следствием
релаксации напряжений в местах их наибольшей концентрации.
Формирование текстуры деформации в поверхностном слое и
упрочнение
на
определенную
глубину
обусловлено
снижением
деформирующих напряжений по мере удаления от контактной поверхности.
При этом в зависимости от силовых параметров нагружения и геометрии
инструмента максимум деформационных напряжений может оказаться
смещенным в глубину слоя. Величина суммарных напряжений и
расположение их максимального значения по глубине зависит как от
технологических параметров и условий обработки, так и от величины
термических напряжений и напряжений, возникающих в результате фазовых
превращений структуры материала.
Ультразвуковая ударная обработка характеризуется высокой частотой
(20-22 кГц) ударов деформирующего инструмента по обрабатываемой
поверхности. При этом скорость бойка в момент соударения может достигать
значений 3-3,5 м/с. Вследствие сокращения времени действия
деформирующих напряжений и уменьшения объема металла, охваченного
пластической деформацией, высокая скорость деформирования при
ультразвуковой ударной обработке должна приводить к увеличению
удельных деформирующих напряжений в локальной области контакта бойка
с поверхностью изделия и более сильному упрочнению поверхностного слоя.
Сила деформирования также влияет на величину удельных напряжений в
очаге деформации. С увеличением силы давление в зоне контакта
повышается, что в конечном итоге приводит к более интенсивному
упрочнению. С другой стороны в результате увеличения силы и скорости
