CC BY
22
3
ч
4] tTf"
/_ЕП_
Ж 5
ГА
S
Рис. 4. Схема установки образца: 1 - рабочая среда; 2 - шары; 3 - промежуточное кольцо; 4 - прижимное кольцо; 5 - направляющая
плита; 6 - заготовка; 7 - основание; 8 - эластичная диафрагма
печивает электрическую прочность промежутка, а небольшое усилие поля достаточно для инициирования разряда.
Искровой промежуток, образованный между краем отверстия в основном электроде 2 и стержнем 3 (см. рис. 2), изолированным от него диэлектрической трубкой, является поджигающим. Разрядник срабатывает, если приложить к стержневому электроду высоковольтный импульс напряжения, вызывающий пробой поджигающего промежутка и инициирующий пробой основного промежутка между полусферическими электродами.
Конструкция технологического узла экспериментальной установки представлена на рис. 3.
Составной частью технологического узла экспериментальной установки является зажимной узел, который состоит из четырех силовых стяжных болтов, двух подвижных оснований в виде верхней и нижней плиты и клинового зажимного устройства. В рабочей камере 1 (см. рис. 3) происходит процесс электрического высоковольтного разряда в водной среде. При проектировании учитывалось, что эффективность передачи энергии зависит от формы и размеров рабочей камеры. Энергия разряда импульса в разработанной установке составила 1,25 кДж.
При проведении экспериментов на первом этапе исследовали влияние энергии однократного динамического вдавливания сферического шара на степень деформирования s и глубину упрочненного слоя для шаров различного диаметра.
Для этого в рабочей камере установки устанавливали кольцевой образец 6 в контакте с шарами 2. Для удержания шаров применилась направляющая плита 5, которая фиксировалась зажимным кольцом 4 через промежуточное кольцо 3 (рис. 4).
Предварительные эксперименты с инденторами разного диаметра подтвердили возможность интенсификации процесса упрочнения с увеличением энергии, передаваемой упрочняющим элементам, что является актуальным для изделий большой толщины, а также высокопрочных материалов.
Библиографический список
1. Труфяков В.И., Кудинов В.М., Михеев П.П. и др, Повышение сопротивления усталости стальных деталей локальной взрывной обработкой // Вестник машиностроения. - 1977. - № 5. - С. 63-65.
2. Степанов В.Г., Клестов М.И. Поверхностное упрочнение корпусных конструкций,- Д.: Судостроение, 1977. - 197 с.
3. Бескаравайный Н.М. Электрогидроимпульсное упрочнение металлов. - Киев: Наукова думка, 1995. - 96 с.
С.Н.Дрожжин, А.Н.Козиенко
Влияние наклепа на скорость коррозии титанового сплава АТЗ
В машиностроении применяют различные титановые сплавы. Детали из этих сплавов разрушаются по усталостным причинам, причем на усталость большое влияние оказывает напряженное состояние поверхностного слоя. Неравномерность в распределении напряжений в
поверхностном слое приводит к снижению прочностных характеристик детали. Устранить эту неравномерность можно поверхностным пластическим деформированием. Вопрос об упрочнении поверхности титановых сплавов наклепом решается с учетом того, при каких усло-
виях эксплуатируются детали (нагрузки, температура, влажность).
Проведены исследования по определению влияния наклепа на коррозионную стойкость сплава АТЗ. Для этого использовали образцы с прямоугольным и круглым сечением. Часть образцов не подвергалась наклепу, а часть продеформирована двумя способами -наклепом дробью и изгибом для квадратных образцов и растяжением для образцов круглого сечения. Остаточная деформация при изгибе и растяжении составляла 8ост=0>02%. Наклеп образцов производился шариками диаметром 3 и 0,8 мм со скоростью движения 35 м/с. Для определения скорости коррозии были измерены размеры и масса образцов до и после деформирования. Все исходные данные занесены в табл. 1.
В последующем образцы двумя партиями прошли обработку в однопроцентном растворе серной кислоты в лабораторном автоклаве.
Первая партия испытывалась 100 часов при температуре Т=200° С, давлении Р=1,6 МПа, с продувкой азотом.
Вторая партия образцов испытывалась 100 часов при температуре 250° С, давлении 1,6 МПа, с продувкой азотом.
Азот был необходим для уменьшения времени проведения экспериментов.
После испытания образцов, измерялись их размеры и массы. Данные образцов после проведения экспериментов занесены в табл. 2.
По полученным данным определялось влияние деформации на коррозионную стойкость сплава АТЗ. Согласно методике были произведены расчеты скорости коррозии:
а) исходной поверхности
= т0-т
иск '
р$т
б) наклепанной поверхности
V _ п?о г и —
пг
/ю, г
в) сжатой поверхности
V
пг() - т
УР8Р
V У*.
исх / ; I
г-3
Л'__
г) растянутой поверхности
Д;
111
\рк(1р-\тисх2х)
Таблица 1
Исходное состояние образцов для определения коррозионной стойкости сплава АТЗ после наклепа
Номер образца
Сечение образца
Состояние поверхности
Обработка дробью с1, мм
Деформация
Еост=0,2%
Размеры образцов после наклепа, мм
Нп
1о
До
Масса образца
после наклепа, г
0 14 Ж 22 8 1Ж 9 12 18 81 84 88 11 4
44
2
Нет
Ж Но
Во
Нет 3 3 3 3 0,8 0,8 0,8 0,8 нет нет нет 3 3 0,8 0,8
нет нет нет нет нет нет нет нет нет нет изгиб изгиб нет нет нет нет
21,3 20,0
19.8 20,0
19.9
19.3 19,8 19,8 19,5 19,5 19,8
19.4 19,8 22,0
19.8
19.9
21,1 20,6
22.4 21,7 21,7
21.7 19,0
20.8 19,0
19.5 19,8 19,2 18,4 22,2 19,0 21,7
102 102,6 93,0 101,1 101,1 94,2 102,7 101,2 101,6
100.7 102,2 103,3 101,5
100.8 102,5 100,9
189,1952 180,7935 174,7836 188,1296 185,8475 168,6735 176,8580 177,6045 160,0604 167,4260 175,035 166,347 161,168 189,650 167,630 190,453
нет нет нет
раст. нет нет
45,0 59,2 45,0
4,0 4,0 3,9
24,328 31,081 22,430
Таблица 2 Состояние образцов после проведения экспериментов на коррозионную стойкость сплава АТЗ
Таблица 3
Результаты расчетов влияния состояния поверхности на коррозионную стойкость сплава АТЗ
Размеры образцов Масса
Номер Номер после испытания, мм образца
об- партии после
разца испытания Н В 1 Д испытания г
0 20,8 20,7 101,5 - 178,5157
14 19,5 20,0 102,2 - 171,1867
Ж 19,5 22,1 92,4 - 167,8951
22 19,5 21,4 100,8 - 178,1316
8 1 19,3 21,2 100,5 - 175,6742
1Ж 18,7 21,3 93,6 - 159,6074
9 19,4 18,6 102,4 - 185,5974
12 19,4 20,5 100,6 - 168,9387
18 19,0 18,5 101,2 - 150,4483
81 18,8 18,7 98,6 - 143,759
84 18,9 19,0 101,2 - 151,568
88 18,6 18,4 102,5 - 145,373
11 2 19,1 17,7 100,5 - 140,448
4 21,3 21,5 100,0 - 166,937
44 19,0 18,2 101,8 - 145,983
2 19,6 21,5 100,7 - 181,358
2 - - 44,4 3,2 16,513
3 - - 98,5 3,3 21,783
4 - - 44,9 3,1 16,318
Номер об раз ца Скорость коррозии различных поверхностей, мм/год Относительная
Исходной После наклепа Растянутой Сжатой скорость коррозии, %
0 24,39 - - - 0
14 - 15,95 - - -34
Ж - 13,28 - - -45
22 8 - 18,06 19,87 - - -25 -18
1Ж - 16,79 - - -31
9 - 19,08 - - -22
12 - 8,27 - - -66
18 - 21,46 - - -12
81 53,48 - - - 0
84 - - 58,52 34,51 -35
88 - - 58,52 9,95 -81
11 - 29,81 - - -44
4 - 14,85 - - -72
44 - 30,92 - - -42
2 - 4,87 - - -91
2 - - 51,51 - + 133
3 23,54 - - - 0
4 20,68 - - - 0
--
-й-
Ш __
т
т
ж
шш
Исходное
Ш
Г/ —~
—
'Л'
ш
и
Наклеиан-
—
'л-.-
Ш'
Сжатое
ш
Ш
Ж
■ -
ш
щ
Растянутое
состояние поверхности
^Ц-приТ=250пС при Т=200°С
Номограмма зависимости скорости коррозии от состояния поверхности и температуры испытаний
где т0 - масса образца до испытания, кг; т - масса образца после испытания, кг; р - плотность материала образца, кг/м5; б - площадь поверхности образца, м2; т - время проведения испытания, час; Б] - площадь наклепанной стороны, м2; Беж - площадь сжатой поверхности, м2; Эр - площадь растянутой поверхности, м2; 1_0 -длина образца до испытания, м; 1?0 - радиус образца до испытания, м.
Все результаты расчетов занесены в табл. 3.
Определение измерения скорости коррозии различных поверхностей проводилось по формуле
V - V
|г/ _ ИССЛ исх
г
•100%,
где Уиссл - скорость коррозии исследуемой поверхности, м/ч; \/исх - скорость коррозии исходной поверхности, м/ч.
С учетом данных табл. 3 построена номограмма зависимости скорости коррозии от состояния поверхности материала и температуры испытаний (рисунок).
Библиографический список
1. Безухов Н.И. Основы теории упругости и пластичности. - М.: Высшая школа, 1961.
2. Отчет о научно-исследовательской работе по дро-беударному упрочнению сварных швов сосудов высокого давления. - Иркутск: ИрГТУ, 1993.
