Исследование влияния высоких импульсных давлений на повышение ограниченной выносливости при усталостных испытаниях стали 60С2 с ВТМО

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 669. 14. 252. 621. 77
Б. Н. Замотаев, А. А. Арестов, А. С. Овчинников, С. В. Вязовцев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫСОКИХ ИМПУЛЬСНЫХ ДАВЛЕНИЙ НА ПОВЫШЕНИЕ ОГРАНИЧЕННОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ ПРИ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ СТАЛИ 60С2 С ВТМО
Волгоградский государственный технический университет
(e-mail: OMD@vstu. ru)
В данной работе представлены результаты исследования влияния высоких импульсных давлений (ВИД) на повышение усталостной прочности после комбинированной обработки стали 60 С2.
Ключевые слова: высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) — высокое импульсное давление- усталостные испытания- ограниченная выносливость.
This paper presents the results of research of influence of high pulse pressures (HIP) to increase the fatigue strength after combined treatment of steel 60C2.
Keywords: high-temperature thermo mechanical treatment (HTTMT) — high pulse pressure- fatigue tests- limited endurance.
Возможность упрочнения (наклепа) металла энергией взрыва без заметной остаточной макродеформации отмечалось в работах [1,2]. Существует представление [3] о том, что на фронте распространения ударной волны возникают высокие напряжения сдвига, которые активируют источники дислокаций, в связи с чем возрастает их плотность.
В данной работе исследовали влияние высоких импульсных давлений (ВИД) при обработке стали в режиме деформационного старения мартенсита на свойства стали. Исходную
структуру мартенсита получили методом ВТМО. Использовали сортовой прокат диаметром 15−17 мм из стали 60С2. ВТМО проводим по режиму: нагрев (аустенизация) до 1000 °C, подстуживание до 900 °C, деформация 35%, охлаждение в воде. После ВТМО проводим отпуск при температуре 150 °C и 400 °C, 2 ч.
Нагружение заготовок (ВИД) осуществляли по схеме, показанной на рис. 1. Такая схема на-гружения и соответствующий набор взрывного вещества обеспечивает давление в скользящей ударной волне 6−13 ГПа.
© Замотаев Б. Н., Арестов А. А., Овчинников А. С., Вязовцев С. В., 2015
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
121
Рис. 1. Схема нагружения ВИД круглых заготовок: 1 — электродетонатор- 2 — промежуточный шнур- 3 — обработанная заготовка- 4 — инициируемое взрывчатое вещество
Производили оценку влияния обработки ВИД на долговечность пружинной стали в состоянии ВТМО с отпуском при циклических нарезках.
Испытывали образцы, обработанные по следующим режимам: высокотемпературная термомеханическая обработка с отпуском при температуре 150 °C в течение 3 ч, дополнительная обработка накладным зарядом при температуре 20 °C, окончательный отпуск при температуре 450 °C в течение 2 ч, контрольная обработка — ВТМО с отпуском при температуре 400 °C в течение 2 ч.
За величину предела выносливости принимали значение максимального напряжения цикла, когда образец еще не разрушается, выдерживая базовое число циклов 10'-. На каждый режим испытывали не менее 15 образцов. С целью уточнения величины предела выносливости ряд образцов нагружали со значением, равным среднему между напряжением неразру-шившегося и напряжением разрушившегося образца [4]. Если после базового числа циклов образец не разрушается и при этом разность между наименьшим напряжением, вызвавшем поломку образца, и наибольшим напряжением, не разрушавшим образец, не превышает 15 МПа, то испытания прекращали.
Как видно из рис. 2, усталостная прочность повышается после комбинированной обработки
на 5−7% по сравнению с контрольной обработкой (ВТМО с отпуском при температуре 400 °C, в течении 2 ч.).
Ограниченная выносливость: при одинаковом напряжении выносливость термомеханиче-ски упрочненной стали 60С2 после обработки высокими импульсными давлениями в несколько раз выше, чем после контрольной обработки, которая в данном случае была ВТМО.
Gl МПа
700
65С
600
550
103
число циклов
Рис. 2. Влияние обработки ВИД на усталостную прочность термомеханически упрочненной стали 60С2: 1 — ВТМО с отпуском 400 °C, 2 ч.- 2 — ВТМО, отпуск 150 °C, 3 ч. + ВИД + отпуск 450 °C, 2 ч.
Так, при напряжении 700 МПа число циклов до разгружения образцов, упрочненных после ВТМО высокими импульсными давлениями, было 106, тогда как для образцов после высокотемпературной термомеханической обработки эта величина составляла 3−105.
Выводы
Повышение ограниченной выносливости при усталостных испытаниях образцов после комбинированной обработки, по-видимому, обеспечивается высокой плотностью дислокаций по границам, образовавшихся при обработке ВИД двойников дформации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рейнхарт, С. Взрывная обработка металлов — пер. с англ. / С. Рейнхарт, Дж. Пиреон. — М.: Мир. — 1966. -220 с.
2. Пашков, П. О. Действие ударных волн на закаленные стали / П. О. Пашков, З. М. Гелунова. — Волгоград: Нижне-Волжское издательство, 1969. — 166 с.
3. Джонс, А. Х. Механические свойства материалов под высоким давлением. Т. 2 / А. Х. Джонс, Дж. Майден — пер. с англ. — М.: Мир, 1973. — С. 302−311.
4. Школьник, А. В. Методика усталостных испытаний / А. В. Школьник. — М.: Металлургия, 1978. — 300 с.
1

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой