CC BY
4
FTAMP 55.33.99
https://doi.org//10.48081/NCGY8588
Ж. Н. Абтк;айыр\ *А. Т. Турдалиев2, А. Т. Альпеисов3
1,3Satbayev University, Казакстан Республикасы, Алматы к;;
2Каза; жолдар катынастар университетi, Казакстан Республикасы, Алматы
МЕТАЛЛ БУЙЫМДАРЫНЫЦ ЭКСПЛУАТАЦИЯЛЬЩ ЦАСИЕТТЕР1НЕ ЦАЛДЫЦ КЕРНЕУЛЕРДЩ ЭСЕР1
Бул мацалада цалдыц кернеулердщ мот, цалдыц кернеулердщ металл буйымдарыныц пайдалану цасиеттерте ocepi жэне цалдыц кернеулердщ зиянды дcepлepi царастырылды. Тэжipибeлiк зерттеулер мен практикалыц тэжipибe нeгiзiндe цысу цалдыц кepнeулepi шаршау берттшн арттырады, ал созылу цалдыц кepнeулepi цолайсыз эсер ететШ аныцталды. Калдыц кернеулердщ твзiмдiлiккe эcepi материалдыц механикалыц цасиеттерте жэне кернеу кутнщ сипатына байланысты. Машина жасау-бул кез-келген объект ушт жобалаудан вндipicкe дeйiнгi мэceлeлepдi шешудщ эдicтepi мен принциптерт цолдану. Машина жасау саласындагы мамандар цурылымдардыц ceнiмдi, цаут^з жэне тиiмдi, сонымен цатар бэсекеге цабiлeттi багамен жумыс ктейттте кетлдж бере отырып, вз жумысына физика принциптерт цолданумен талдау жасайды.
внеркэсттщ нeгiзгi салаларыныц бipi — машина жасау, ол барлыц втмдердщ шамамен 35 % улесте ие. Машина жасаудыц даму децгеш халыц шаруашылыгыныц барлыц салаларындагы гылыми-техникалыц прогресс (FTn) децгешн айцындайды. Машина жасау барлыц салаларды машиналармен, технологиялыц жабдыцтармен жэне цуралдармен цамтамасыз етуге мумктдт бepeдi. Станок жасау —цазipгi элeмдeгi FTn-ны аныцтайтын жэне бшкттш жогары мамандарды жэне нeгiзiнeн eлдeгi дамыган внepкэciптi цажет ететт машина жасаудыц нeгiзгi саласы.
Берттт пен тозуга твзiмдiлiк мэceлeлepi машина жасаудагы ресурсты цамтамасыз етудщ нeгiзгi мэселеа болып табылады. Сондыцтан бepiктiктi, тозуга твзiмдiлiктi жэне ceнiмдiлiктi есептеудщ заманауи эдicтepi туралы терец бшм цажет.
втмнщ бержтш мен сетмдыш жобалау кезецтде бeлгiлeнeдi. Конструкциясы, дайындау технологиясы, ТКК жypгiзу жэне пайдаланылатын материалдар взара байланысты жэне шарттас болуы тшс. Бул жаца бвлшектер мен машиналарды жасау процестщ букы т1збегт цурудыц нeгiзi. Машиналарды модернизациялау кезтде тек материалды, цурылымды немесе технологияны гана epiктi турде взгертуге жол берымейд1 Бул шарттарды орындамау машиналардыц сапасына цойылатын барлыц басца талаптар мен влшемшарттарды автоматты турде мэн^з етед1 Бвлшектер материалдарыныц бетт цабатыныц сипаттамалары втм бвлшектертщ пайдалану цасиеттерте шeшушi эсер етед1
Кiлттi свздер: кернеулер, цалдыц кернеулер, тозу, вцдеу, деформация, шлу, жарыцшац, болат, созылу.
Шркпе
Калдык кернеулер (КК) - сырткы ^штер болмаFан кезде дененiц iшiнде тендеслршген серпiмдi деформация жэне оFан сэйкес кернеулер. КК уакыт бойынша сакталады.
Локализация дэрежесiне байланысты калдык кернеудщ мынадай тYрлерi ажыратылады:
- бYкiл дененiн eлшемдерiмен бiр реттi келемде тенестiрiлетiн 1-шi тYPДегi калдык кернеулер (макроскопиялык); колданыстаFы эдiстер негiзiнен 1-шi тYPДегi калдык кернеулердi баFалайды;
- тYЙiршiк eлшемдерiмен бiр реттi келемде тенес^ршетш 2-шi типтегi (микроскопиялык) калдык кернеулер; рентгенографиялык эдiстермен айкындалады;
- атомдык-кристалдык тордын eлшемдерiмен бiр реттi келемде тенесиршетш 3-шi типтегi калдык кернеулер (субмикроскопиялык бурмаланулар).
КК пайда болуынын негiзгi себебi - дененiн эртYрлi аймактарындаFы узындыктын (кeлемнiн) эртYрлi дэрежеде езгеруше байланысты деформацияланFан кYЙдiн эртектшт. Бул эртектiлiктiн себебi мыналар болуы мYмкiн: температура градиентi, мысалы, катты кыздыру немесе салкындату кезiнде (термиялык немесе температуралык кернеулер); дененiн эртYрлi курылымдык немесе конструктивтi компоненттерiнiн (гетерогендi курылымдар, биметалдар жэне т.б.) жылулык кенеюiнiн эртектiлiгi; фазалык тYрленулер (фазалык кернеулер); пластикалык деформациянын эртектiлiгi (бетк кабаттан кейiнгi калдык кернеу).
Калдык кернеулердiн эсерiнен кисаю, мeлшердiн езгеру^ тiптi жойылу сиякты салдары болуы мYмкiн.
Калдык кернеулер езара тепе-тенд^те болуы, ал олар тудыратын деформациялар руксат етiлетiн мелшерден аспауы тшс.
Калдык кернеулер ендеу, пайдалану жэне тшт сактау кезiнде eнiмнiн мшез-кулкына эсер етедi. Калдык кернеулер алгебралык тYPДе жумысшы, сырткы колданыетан кернеулермен косылып, оларды кYшейтуi немесе элсiретуi мYмкiн. Эдетте, созылу кезшдеп калдык кернеулер ен кауiптi болып табылады, eйткенi олар сырткы жуктемелерден болатын созылу кернеулерiмен бiрiктiрiлгенде, бул жYктемелер аз болуы мYмкiн болса да, жойылуFа экеледi.
Yш осьтж керiлудегi созылу кернеулерi эсiресе каушть Белгiлi болFандай, Yш осьтiк кернеудеп кернеу кYЙi ен «катан» болып табылады, ейткеш пластикалык аFынды тудыратын ы^ысу кернеулерi ете аз немесе нелге тен, нэтижесiнде сынFыш сыну Yшiн колайлы жаFдайлар жасалады. Калдык кернеулер икемдшш темен корытпалардан жасалFан буйымдарда жэне температуранын тeмендеуiмен сыетыш болып кететiн буйымдарда да ерекше кауiптi.
ЖоFары калдык кернеулер кезшде деструкция кeбiнесе шамалы шамадаFы жYктемелерден (эсiресе соккы жYктемелерiнде) орын алады. Мэселен, мысалы, болат куймаларындаFы жарыктар оларды пневматикалык балFамен жэне тшт кыста тартылудан тазартканда пайда болуы мYмкiн (калдыктарFа термиялык кернеулердiн косылуына байланысты). Иiлгiштiгi темен алюминий
корытпаларынан жасаетан жартылай Yздiксiз куймалардын iрi куймалары, кую аякталFаннан кейiн бiраз уакыттан кейiн кездейсок шаFын соккылардан немесе соккылардан жойылуы мYмкiн; Деструкция кезшде белшетш серпiмдi энергиянын Yлкендiгi соншалык, салмаFы жYздеген килограмм куйманын бiр бeлiгi кYштi жарыкшакпен Yзiлiп, бiрнеше метр кашыктыкка ушып кетедi.
Дэнекерленген конструкциялардаFы калдык созылу кернеулерi кейде ауыр апаттарFа экеледi. Дэнекерленген кетрлердщ жэне толык дэнекерленген кемелердiн бузылуы кeбiнесе iстен шыFуFа жакын Yлкен калдык кернеулердiн кeрiнiсiмен байланысты. Толык дэнекерленген кемелер, калдык созылу кернеулершен, болмашы сырткы факторлардын эсерiнен, мысалы, палубаны муздан тазарту кезiнде ломFа соFудан кулаFан жаFдайлар бар.
Бетлк кабаттардаFы созылу калдык кернеулерi, эсiресе, ауыспалы жYктемеде жумыс iстейтiн белшектер Yшiн зиянды, eйткенi мундай кернеулер шаршаудын бузылуына ыкпал етедi.
Калдык кернеулердщ зиянды эсерi металдын жалпы химиялык белсендiлiгiнiн жоFарылауынан кeрiнедi. Созылу кезшдеп калдык кернеулердщ эсершен тYЙiр аралык коррозиянын кYшеюi (жездiн маусымдык крекингi) эсiресе зиянды.
Калдык кернеулерi бар металда эртYрлi белгiлердегi серпiмдi деформация аймактары болады. Егер сiз eнiмдi кесiп тастасаныз немесе онын беткi кабатын кесiп алсаныз (сонымен катар кан аFызсаныз), макростресстердi серпiмдi тYPДе женiлдетуге болады. Калдык кернеулердщ шамасы мен белгiсiн аныктаудын механикалык эдiстерi алынFан серпiмдi деформацияларды елшеуге негiзделген (кернеулер деформациялардан есептеледi).
Калдык кернеулер eнiмдi ендеу, пайдалану немесе коймада сактау кезiнде пiшiннiн бузылуына (бYгiлуiне) жэне eлшемдерiнiн eзгеруiне экелуi мYмкiн. Металл буйымдарынын деформациясы шю кYштер мен моменттердiн тепе-тендЫ бузылFан кезде металда пайда болатын шлу жэне буралу деформациясынын нэтижесiнде пайда болады. Кесу кезшде эсiресе жш жэне кYштi бурмаланулар пайда болады, ейткеш металл кабатын жою калдык кернеулердщ тепе-тендшн бузады.
Материалдар мен эдктер
Бeлшектердi сактау кезiнде елшемдердщ eздiгiнен eзгеруi жэне деформациясы олардыц босацсуы кезiндегi калдык кернеулердiц бiрте-бiрте кайта бeлiнуiне байланысты болады. Кернеулердщ релаксация (азайту) жылдамды^ы олардыц бастапкы децгейiне байланысты: ол неFурлым жоFары болса, релаксация соFурлым тезiрек жYредi. Буйым кимасынын эртYрлi бeлiктерiнде калдык кернеулердщ шамасы эртYрлi болFандыктан, белме температурасында олардын босансу жылдамдыFыныц тен емес болуына байланысты iшкi ^штер мен моменттердiц бастапкы тепе-тендш бузылады. Бул жаFдайда калдык кернеулер кайта белшед^ жана тепе-тецдiк кYЙi орнатылады. СоFылу шамасы неFурлым Yлкен болса, секциянын эртYрлi учаскелерiндегi калдык кернеулердщ босансу дэрежесшщ айырмашылыFы соFурлым кеп жэне шлу кезшде буйымнын каттылы^ы темен болады. кейде, машиналарды жинаFаннан кейiн, бурын бiр-бiрiне дэл орнатылFан
TYmceTrn белжтерде руксат етiлмейтiн бос орындар немесе ть^ыздьщ пайда болады.
Жумыс кернеулершен алынып тасталFан бакыланатын калдык кернеулердi куру аркылы металдыц енiмдiлiк касиеттерш арттыруFа болады. Кебiнесе беткi кабатта сыFымдаушы калдык кернеулер эдейi жасалады, бул кауiптi созылу жумыс кернеулерш азайтады. Осы максатта металдарды ецдеу, азоттау жэне баска да беттердi ецдеу тYрлерi колданылады.
Тэжiрибелiк зерттеулер мен практикалык тэжiрибе негiзiнде кысу калдык кернеулерi шаршау берiктiгiн арттырады, ал созылу калдык кернеулерi колайсыз эсер ететiнi аныкталды.
Калдык кернеулердщ тезiмдiлiкке эсерi материалдыц механикалык касиеттерше жэне кернеу кYЙiнiц сипатына байланысты. Бетк кабаттаFы айтарлыктай кысу кернеулерi кезiнде шаршау берiктiгiнiц жоFарылауы аз пластикалык материалдар Yшiн жэне кернеу концентрациясында кебiрек керiнедi. Кейбiр ецдеу тYрлерiне тэн беттiк кабаттардаFы калдык кернеулердщ шамасы мен белпсшщ ^рт езгеруiмен, эдетте тетiктiц кажу бержттн аныктайтын фактор 10 терецдiктегi бетлк кабаттаFы калдык кернеулер болып табылады. ... 20 микрон.
Сондай-ак, егер жYктеме кезiнде калдык кернеулердi жещлдететш пластикалык деформациялар пайда болатын кернеудщ жоFарылауыныц кем дегенде бiрнеше цикш болса, калдык кернеулердiц тезiмдiлiкке эсерi керiнбеуi мYмкiн екенiн есте устаFан жен [1].
Кейбiр жаFдайларда, эсiресе берiктiгi жоFары немесе киын дэнекерленген материалдарды бiртектi немесе гетерогендi комбинацияда дэнекерлеу кезшде дэнекерлеу кернеулерi косылыстардыц соцFы касиеттерiне терiс эсер етедь Олар дэнекерленген жiк пен жылу эсер ететiн аймактыц курылымыныц нашарлауы жэне пластикасыныц жоFалуы сиякты, жарыктарFа, ал баска колайсыз факторлар (темен температуралар, кернеудi концентраторлар) болFан жаFдайда - курылымныц сынFыш сынуына экеледь Пiсiру акаулары (кеуектер, шлак косындылары жэне т.б.) кернеудi концентраторлар ретшде кызмет етедi. Олар калдык кернеулердщ зиянды эсерш кYшейтедi, эсiресе ауыспалы жYктемелермен. Калдык кернеулер конструкцияныц каттылы^ын темендетуi мYмкiн, сонымен катар жумыс жYктемелерi болмаFан кезде де кешжиршген сынуFа айтарлыктай эсер етедi (мысалы, титан мен цирконий непзшдеп корытпалардан жасалFан дэнекерленген KосылыстардаFы гидридтi тYрлендiрулер кезiнде). Калдык кернеулер болFан жаFдайда дэнекерленген косылыстардыц коррозияFа тезiмдiлiгi темендеуi мYмкiн (мысалы, OT4 корытпасында жэне т.б.) [2, 3].
Бетлк созылу калдык кернеулерi тYЙiршiк аралык коррозияныц дамуыныц мацызды факторы ретiнде карастырылады, мысалы, коррозияFа тезiмдi болаттарда жэне жездеп кернеулi коррозия крекингiнде.
Жумыстарда [4, 5] жездiц крекинг кубылысы жеткiлiктi тYPДе жан-жакты карастырылFан. Жасанды зертханалык ортада немесе ашык ауада жездi крекингке сынау кезiнде жарыктар эркашан созылу кернеулерi эсер ететш беттiц сол жерлерiнде басталады. Керiсiнше, кысу кернеулерi бар учаскелер крекингке
тeзiмдi болды. Демек, жездщ коррозиялык KpeKHHri кезшде жарыктардын пайда болуы Yшiн буйымдардын бетшде бiрiншi TeKTi созылу кернеулерi кажет.
Созылу кернеулершщ жоFарылауы жез Yлгiлерiнде жарыктар пайда болFанша немесе олар ютен шыккаета дейiн сынау уакытынын кыскаруына экеледi.
Бул факпш алFаш рет 1880 жылы А. В. Рутковский аныктады жене жариялады, ол ашык ауада бiрнеше жуздеген снарядтардын жарылуын сынай отырып, «закым металда зиянды кернеулер сакталатын кабыкшаларда болады» деп тапты жене « закымдану неFYрлым манызды болса, соFYрлым шиеленiс кYшейедi. ЖYргiзiлген тежiрибелер созылу кернеушщ жоFарылауымен сынак YзактыFынын азаюын растады. Сынактын бастапкы сетiнде 80 МПа созылу кернеуш тудыратын колданыетан кYштiн есерiнен кYЙдiрiлген жезден жасалFан жолактар 20 МПа-Fа караFанда 11 есе жылдам iстен шыкты. 1-суретте жездiн созылу YPДiсiнiн коэффициентшщ созылу кернеуiне теуелдiлiгi кeрсетiлген. КYЙдiрген жез жолактар сыналFан, 10 % NH3 к¥PамындаFы Cu (OH)2 каныккан ерiтiндiсiне салынып, керiлуге YшыраFан.
Бзстапцы кернеу, МПа
Сурет 1 - Жездi жарып жiберуге бейiмдiлiк созылу кернеушщ шамасына байланысты
1-Суретте, сынау узакты^ынын керi шамасы жездiн жарылып кету бейiмдiлiгiнiн критерийi ретiнде пайдаланылады. Крекингке сезiмталдык коэффициентi деп аталатын бул мен Yлгiлердiн бетiнде алFашкы жарыктар пайда болFанша 100-дi сынак узакты^ына (минутпен) белу аркылы аныкталады. Бобылев А. В. жене баска Fалымдар созылу кернеулерi болмаFан кезде жездщ крекинг мYмкiн емес деген тужырым жасайды [5-7]. Тiптi «созылу кернеуiнсiз жездi крекинг» жаFдайларын мукият карастырFаннын eзiнде, мундай есердiн шынымен болFаны аныкталды. Меселен, мысалы, толык кайта кристалдандырылFан кYЙдiруге ушыраFан жез таспасынын жарылуы жене онын орамдарынын колайсыз жаFдайларда
кешннен сакталуы оныц брошинг пештерiнде кYЙдiруiнен жэне бYктеу кезiнде ондаFы кернеулердiц пайда болуынан туындаFан. Дэл сол себепт кYЙдiрiлген жез жолактардан оралFан сакиналар жарылып кетуге бейiм болды. Орамдарда кYЙдiрiлген жез сымныц жарылуы катушкалардыц осьтерi келденецiнен жауын-шашыннан корFалмаFан сарайда сакталуынан жэне ез салмаFымен орамда созылу кернеулерiнiц пайда болуынан болды.
Келденец деформация баFытында жарыкшактык YPДiсi бойлык баFыттаFЫFа караFанда жоFары: салкын илектелген жездiц келденец жолактары бойлык жолактарFа караFанда аз тезiмдi.
Жезден жасалFан белшектердi немесе буйымдарды сенiмдi косылу Yшiн «кедерп бар» баска белшектермен бiрiктiру ете Yлкен кауiп болып табылады, ейткенi бул, мысалы, патрондардыц мойындарында немесе электрлш KурылFЫлардыц жезден жасалFан «терминалдарында» созылу кернеуше экеледi. карсылык.
Жезден жасалFан жартылай фабрикаттарды (тYтiктер, жолактар, сымдар) сершпелер жэне серпiмдi сезгiш элементтер ретшде пайдалану кезiнде де созылу кернеулерi пайда болады.
Металл буйымдарындаFЫ калдык кернеулердщ децгешн жэне таралуын тиiмдi бакылау тYЙiршiктi аралык коррозияFа (ТБК) тезiмдi коррозияFа тезiмдi аустениттi болаттан жасалFан кубырлар мен сымдарды ендiрудiц езектi мэселесi болып табылады. Белгш болFандай, HTMT циклiнде ыстык деформациядан кейiн шуцкырFа жэне тYЙiршiк аралык коррозияFа тезiмдiлiктi арттырудыц ец Yлкен эсерi бастапкы шихтадан балкытылFан 0,05 % С болатта байкалады [8].
Нэтижелер жэне талкылау
ЭртYрлi эдютермен алынFан нэтижелердi салыстыру келесi корытынды^а экеледi. Аустениттi хром-никельдi болаттарды жоFары таза шихтадан балкытканда, ХКК-Fа тезiмдiлiктi арттыру Yшiн кемiртегiнiц мелшерiн азайту кажет. Егер тот баспайтын хром-никельдi болаттарды алудыц арзан эдiсiне жYгiнсек - кэдiмгi шихтадан балкыту, онда ХТТ цикшнде болаттыц реттелетiн ыстык деформациясын колдану аркылы ХКК-Fа тезiмдiлiктiц бiрдей жоFарылауына кол жеткiзуге болады.
Коспалар бойынша кэдiмгi таза HTMT болатты пайдаланFан кезде болаттыц ICC-ге бейiмдiлiгiн темендету эсерiне кемiртегiнiц мелшерi 0,1 % дейiн жоFарылаFанда да кол жетюзуге болады, бул бiрiншiден, осы кластаFЫ болаттарды ендiрудi жещлдетед^ екiншiден, олардыц кYшiнiц жоFары децгешн аныктайды .
Аустениттi болаттардыц кернеулi коррозияFа тезiмдiлiгi INK-1 кондырFЫсы аркылы кайнаFан 42 % MgCl2 ерiтiндiсiнде (bp = 154°C) зерттелдi [6]. Сынактар LIM-4 V Yлгiлерiнiц бiр осьтiк керiлу схемасы жэне туракты жYктеменi колдану бойынша жYргiзiлдi. Кернеу мелшерi белме температурасында алдын ала созылу сынактарыныц нэтижелерi бойынша аныкталды, бул ретте g0 g0,2 белгш бiр белiгi болып табылады. ЖYктеме ± 10 Н дэлдiкпен орнатылды. or iстен шыFу уакыты жазылды; кернеулi коррозия крекингiне тезiмдiлiк сипаттамасы стандартты ауыткуды ескере отырып, осы ецдеуден кейiн Yш Yлгi Yшiн ор орташа мэнi ретiнде кабылданды. Осылайша, 264 МПа (0,7 о0,2) тец кернеу болFан жаFдайда кемiртегi
мeлшерi 0,1 % болатын кедiмгi шихтадан балкытыетан термомеханикалык катайтылFан Kh18 N12 T болатынын кернеулi коррозия крекингiне (СКК) сынактар кезiнде сыну уакыты. ) калыпты шындалFан кYЙмен салыстырFанда 2,5 есе еси (264 МПа шындаш'ан болат Yшiн 1,2 g0,2).
^олданылатын кернеу денгейiнде, мысалы, 1,2 g0,2 (g = 450 МПа) дешн, СКК кедергiсiнiн мундай eсуi байкалмады. Ыстык енделген болаттын iстен шы^у уакыты шындалFан болатка караFанда кыска болды. Эйткенi 1,2 g0,2 кернеу кезшде болаттын механикалык касиеттерiн аныктайтын HTMT кезiнде бурын жасалFан шю курылымнын бузылуына екелетiн пластикалык аFын процестерi дамиды.
Сондыктан SCC кедергiсiн баска механикалык касиеттермен, атап айтканда, деформацияFа тeзiмдiлiк сипаттамаларымен бiрге карастыру керек.
ШындалFан жене ыстык деформацияланFан Kh18 H12 T болатынын кернеулi коррозияFа крекингке тeзiмдiлiгiн зерттеу нетижелерiн салыстыру графикалык тYPДе суретте кeрсетiлген 2.
Туракты колданылатын кернеулердiн ерекетi аустениттж хром-никельдi болаттардын коррозиялык крекингi кезшде трансгранулярлык сынуды аныктайтын негiзгi факторлардын бiрi болып табылады. Жарыктын пайда болу сатысында кернеулер жергiлiктi пластикалык деформациянын денгейiн жене сонымен бiрге Yлгi бетiндегi корFаныс кабыкшасынын жергткт бузылуын аныктайды. Коррозия сызатынын таралуы онын ушынын алдындаFы пластикалык релаксация процестерiмен байланысты.
Сурет 2 - Шындаетан жэне ыстык енделген болат Х18 Н12 Т кернеулi коррозия крекингiне тeзiмдiлiгi:
I - стандартты катаю 1060 °С, 1 саF, суда салкындату;
II - ВТМО: 1 А = 900 оС, е = 20 %;
деф ' '
III - ВТМО: 1 А = 900 оС, е = 60 %;
деф
IV - ВТМО: салкындату с 1115 оС до 1деф = 900 оС, е = 60 %;
V - ВТМО: 1 А = 1050 оС, е = 60 %; де
деф
VI — ВТМО: 1 А = 1050 оС, е = 60 %
деф
Жалпы жаFдайда, кернеу денгейшщ жоFарылауымен жэне агрессивтi ортанын бiр мезгiлде эрекет етуiмен белсендi орталыктардын саны артып, металл бетiндегi коррозиялык жарыктардын пайда болуына жэне дамуына ыкпал етедi.
Пайда болFан жарыкшак дэннщ терендтне кандай каркындылыкпен таралатыны онын ушына iргелес келемдеп пластикалык релаксация аFынымен аныкталады.
^орытындылар
ЖYргiзiлген зерттеулерге сYЙене отырып, [9-14] авторлары аустениттiк хром-никельдi болаттардын кернеулi коррозия крекингiне тезiмдiлiгi берiктiк пен шлпштжтщ колайлы Yйлесiмiмен аныкталады деген корытынды^а келдi. Осылайша, берiлген агрессивт орта Yшiн кернеулi коррозия крекинг болаттын коррозиялык касиеттерiне караFанда механикалык сипаттама болып табылады.
Болат кубырлардын сапасына калдык кернеулердiн болуынын, шамасы мен таралуынын эсерiн авторлар егжей-тегжейлi зерттеген [3]. К^алдык кернеулердi есепке алу жэне бакылау металл буйымдарынын сапасынын калыптасуынын жалпы курылымында кандай орын алатыны керсетiлген.
Жалпы металл буйымдарынын сапасы (нелдiк денгей) механикалык касие'л^мен, сырткы бетiнiн сапасымен жэне прокаттын елшемдерiмен (бiрiншi денгей) сипатталады.
^асиеттердщ ен кеп санына эдетте химиялык курамымен, механикалык касиеттерiмен, курылымымен жэне шю акауларымен сипатталатын металдын сапасы жатады, кейде арнайы касиеттер косымша керсетiледi (екiншi денгей). Эз кезегiнде, бул касиеттердщ эркайсысы касиеттердi сандык сипаттайтын жеке карапайым сапа керсеткiштерiне ыдырауы мYмкiн. Пластикалык немесе термиялык ендеудщ эртYрлi процестерiнен кейiн металда калдык кернеулердiн пайда болуы бурыннан белгт, алайда калдык кернеулер сапа керсетюштершде керсетiлмеген.
Энiмнiн емiрлiк циклiнiн эртYрлi кезендершдеп курылымдык-технологиялык факторлардын жэне жуктеме тарихынын берiктiк сипаттамаларына эсерiн ескере отырып, КДС жэне калдык кернеулердi есептеу схемасы эзiрлендi, бул эртYрлi технологиялык операциялар процесiнде туындайтын кернеулердщ таралу диаграммаларын алуFа мYмкiндiк бередi (етпелi екпелермен косылыстар алу, KорFаныс жабындарын иондык-плазмалык бYрку, металдарды кысыммен ендеу процестерi жэне т. б.). Конструктива факторларды ескере отырып, ауыспалы кондыру кезiнде КДК есептеулерi орындалды. t/dк аракатынасы жоFарылаFан сайын, сакинадаFы салыстырмалы кернеулердiн мэнi темендейтiнi аныкталды. Пластинада салыстырмалы кернеулер жоFарылайды Шк = (0,15 ^ 0,27) 8,6-дан 10,5 %-Fа дейiн, содан кешн темендеу байкалады.
ПАЙДАЛАНЫЛFАН ДЕРЕКТЕР Т1З1М1
1 Чернышев, Г. Н., Попов, А. Л., Козинцев, В. М., Пономарев, И. И.
Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах. М.: Наука. Физматлит, 1996 - 240 с.
2 Большаков, А. Н. Теория резания для краевых зон. 5. Модель резания для зоны входа // Справочник. Инженерный журнал. - 2017. - № 12(249). - С. 43-47.
- DOI 10.14489/М.2017.12.рр.043-047.
3 Чудина, А. А. Влияние технологических факторов на характер распределения остаточных напряжений на поверхности заготовки в процессе резания // Главный механик. - 2021. - № 2. - С. 34-43. - DOI 10.33920/рго-2-2102-04.
4 Влияние элементов режимов резания на формирование остаточных напряжений при точении жаропрочных сплавов / Л. Р. Кильметова, С. Х. Хадиуллин, А. И. Дубин [и др.] // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2020. - Т. 24. - № 2(88). - С. 29-35.
5 Определение остаточных напряжений и коэффициентов интенсивности напряжений на основе локального удаления материала / С. И. Елеонский, И. Н. Одинцев, В. С. Писарев, С. М. Усов // Ученые записки ЦАГИ. - 2017. - Т. 48. -№ 4. - С. 57-80.
6 Ткачев, И. В., Иванов А. В. Влияние способов гибки на остаточное напряжение обечаек // Кузнечно-штамповочное производство. - 1995. - № 3. -С. 10-12.
7 Гринченко, М. И. Метод определения механических остаточных напряжений и его перспективы для создания эталона единицы механического остаточного напряжения // Вестник метролога. - 2016. - № 4. - С. 19-23.
8 Чернышев, Г. Н., Попов, А. Л., Козинцев, В. М. Полезные и опасные остаточные напряжения // Природа. - 2002. - № 10. - С. 56-62.
9 Третьяков, И. П. Количественные характеристики напряженного и деформированного состояния в зоне резания// Вестник машиностроения. 1971.
- № 4. - С. 35-47 с.
10 Маслеников, И. А. Определение остаточных напряжений на обработанной поверхности после токарной обработки пластичных материалов лезвийным инструментом // Металлообработка. - 2016. - № 4(94). - С. 2-10.
11 Задворкин, С. М., Горулева, Л. С. Оценка остаточных напряжений в стальных изделиях магнитными методами // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2021. - № 2. - С. 33-51.
12 Методика оценки прочности железнодорожных колес / Р. Ю. Зарипов, Н. С. Сембаев, К. Б. Адильбекова, Ж. Т. Аубакирова // Наука и техника Казахстана.
- 2018. - № 3. - С. 48-63.
13 Проблемы выбора технологии обработки нововнедренных материалов в производство / Д. Т. Ходжибергенов, К. Т. Шеров, А. Ж. Касенов, У. Д. Хожибергенова // Наука и техника Казахстана. - 2018. - № 2. - С. 111-117.
14 Вероятностная модель распределения дефектовпри последовательном двукратном технологическомвоздействии с учетом фактора технологической наследственности / А. И. Денчик, Ж. К. Мусина, А. Ж. Касенов [и др.] // Наука и техника Казахстана. - 2022. - № 3. - С. 22-36. - DOI 10.4808ШЫЕ7083.
REFERENCES
1 Chernyshev, G. N., Popov, A. L., Kozintsev, V. M., Ponomarev, I. I.
Ostatochnyye napryazheniya v deformiruyemykh tverdykh telakh [Residual stresses in deformable solids]. M. : Science. Fizmatlit, 1996 - 240 p.
2 Bol'shakov, A. N. Teoriya rezaniya dlya krayevykh zon. 5. Model' rezaniya dlya zony vkhoda [Theory of cutting for edge zones. 5. Cutting model for the entry zone] // Handbook. Engineering Journal. - 2017. - № 12(249). - P. 43-47. - DOI 10.14489/ hb.2017.12.pp.043-047.
3 Chudina, A. A. Vliyaniye tekhnologicheskikh faktorov na kharakter raspredeleniya ostatochnykh napryazheniy na poverkhnosti zagotovki v protsesse rezaniya [Influence of technological factors on the nature of the distribution of residual stresses on the surface of the workpiece during cutting] // Chief Mechanic. - 2021. - № 2. - P. 34-43. - DOI 10.33920/pro-2-2102-04.
4 Vliyaniye elementov rezhimov rezaniya na formirovaniye ostatochnykh napryazheniy pri tochenii zharoprochnykh splavov [Influence of elements of cutting modes on the formation of residual stresses when turning heat-resistant alloys] / L. R. Kilmetova, S. Kh. Khadiullin, A. I. Dubin [et al.] // Bulletin of the Ufa State Aviation Technical University. - 2020. - T. 24. - № 2 (88). - P. 29-35.
5 Opredeleniye ostatochnykh napryazheniy i koeffitsiyentov intensivnosti napryazheniy na osnove lokal'nogo udaleniya materiala [Determination of residual stresses and stress intensity factors based on local material removal] / S. I. Eleonsky, I. N. Odintsev, V. S. Pisarev, S. M. Usov // Uchenye zapiski TsAGI. - 2017. - T. 48.
- № 4. - P. 57-80.
6 Tkachev, I. V., Ivanov, A. V. Vliyaniye sposobov gibki na ostatochnoye napryazheniye obechayek [Influence of bending methods on the residual stress of shells] // Forging and stamping production. - 1995. - №. 3. - P. 10-12.
7 Grinchenko, M. I. Metod opredeleniya mekhanicheskikh ostatochnykh napryazheniy i yego perspektivy dlya sozdaniya etalona yedinitsy mekhanicheskogo ostatochnogo napryazheniya [Method for determining mechanical residual stresses and its prospects for creating a standard unit of mechanical residual stress] // Vestnik metrologa. - 2016. - № 4. - P. 19-23.
8 Chernyshev, G. N., Popov, A. L., Kozintsev, V. M. Poleznyye i opasnyye ostatochnyye napryazheniya [Useful and dangerous residual stresses] // Priroda. - 2002.
- № 10. - P. 56-62.
9 Tretyakov, I. P. Kolichestvennyye kharakteristiki napryazhennogo i deformirovannogo sostoyaniya v zone rezaniya [Quantitative characteristics of the stress and strain state in the cutting zone] // Bulletin of mechanical engineering. 1971.
- № 4. - P. 35-47 p.
10 Maslenikov, I. A. Opredeleniye ostatochnykh napryazheniy na obrabotannoy poverkhnosti posle tokarnoy obrabotki plastichnykh materialov lezviynym instrumentom [Determination of residual stresses on the machined surface after turning plastic materials with a blade tool] // Metallobrabotka. - 2016. - № 4 (94). - P. 2-10.
11 Zadvorkin, S. M., Goruleva, L. S. Otsenka ostatochnykh napryazheniy v stal'nykh izdeliyakh magnitnymi metodami [Evaluation of residual stresses in steel products by magnetic methods] // Problems of mechanical engineering and reliability of machines. - 2021. - № 2. - P. 33-51.
12 Metodika otsenki prochnosti zheleznodorozhnykh koles [Methods for assessing the strength of railway wheels] / R. Yu. Zaripov, N. S. Sembaev, K. B. Adilbekova, Zh. T. Aubakirova // Science and technology of Kazakhstan. - 2018. - № 3. - P. 48-63.
13 Problemy vybora tekhnologii obrabotki novovnedrennykh materialov v proizvodstvo [Problems of choosing a technology for processing newly introduced materials into production] / D. T. Khodzhibergenov, K. T. Sherov, A. Zh. Kasenov, U. D. Khozhibergenova // Science and technology of Kazakhstan. - 2018. - № 2. - P. 111-117.
14 Denchik A. I., Musina Zh. K., Kasenov A. Zh. [et al.] Veroyatnostnaya model' raspredeleniya defektovpri posledovatel'nom dvukratnom tekhnologicheskomvozdeystvii s uchetom faktora tekhnologicheskoy nasledstvennosti [Probabilistic model of defect distribution under sequential double technological impact taking into account the factor of technological heredity] // Science and technology of Kazakhstan. - 2022. - № 3. -P. 22-36. - DOI 10.48081/GIJE7083.
Материал 06.02.23 6acnaFa TYCTi.
Ж. Н. Абтцайыр1, *А. Т. Турдалиев2, А.Т. Альпеисов3
1,3Satbayev University, Республика Казахстан, г. Алматы;
2Казахский университет путей сообщения, Республика Казахстан, г. Алматы.
Материал поступил в редакцию 06.02.23.
ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
В данной статье рассмотрены значения остаточных напряжений, влияние остаточных напряжений на эксплуатационные свойства металлических изделий и вредное воздействие остаточных напряжений. На основе экспериментальных исследований и практического опыта было обнаружено, что остаточные напряжения сжатия увеличивают усталостную прочность, а остаточные напряжения растяжения оказывают неблагоприятное воздействие. Влияние остаточных напряжений на сопротивление зависит от механических свойств материала и характера напряженного состояния. Машиностроение—это применение методов и принципов решения задач от проектирования до производства для любого объекта. Специалисты в области машиностроения анализируют свою работу с применением принципов физики, гарантируя, что конструкции будут работать надежно, безопасно и эффективно, а также по конкурентоспособным ценам.
Одной из основных отраслей промышленности является машиностроение, на долю которого приходится около 35 % всей продукции. Уровень развития машиностроения определяет уровень научно-технического прогресса (НТП) во всех отраслях народного хозяйства. Машиностроение позволяет обеспечить
все отрасли машинами, технологическим оборудованием и инструментами. Станкостроение-основная отрасль машиностроения, определяющая НТП в современном мире и требующая высококвалифицированных специалистов и преимущественно развитой промышленности страны. Вопросы прочности и износостойкости являются основными проблемами ресурсообеспечения в машиностроении. Поэтому необходимы глубокие знания современных методов расчета прочности, износостойкости и надежности.
Прочность и надежность изделия устанавливаются на этапе проектирования. Конструкция, технология изготовления, проведение ТО и используемые материалы должны быть взаимосвязаны и обусловлены. Это основа построения всей цепочки процесса создания новых деталей и машин. При модернизации машин не допускается произвольное изменение только материала, конструкции или технологии. Невыполнение этих условий автоматически сделает все остальные требования и критерии к качеству машин несущественными. Характеристики поверхностного слоя материалов деталей оказывают решающее влияние на эксплуатационные свойства деталей изделия.
Ключевые слова: напряжения, остаточные напряжения, износ, обработка, деформация, изгиб, трещина, сталь, растяжение.
Zh. N. Abilkair1, *A. T. Turdaliev2, A. T. Alpeisov3
1,3Satbayev University, Republic of Kazakhstan, Almaty;
2Kazakh Railway University, Republic of Kazakhstan, Almaty. Material received on 06.02.23.
THE EFFECT OF RESIDUAL STRESSES ON THE OPERATIONAL PROPERTIES OF METAL PRODUCT
This article discusses the values of residual stresses, the effect of residual stresses on the operational properties of metal products and the harmful effects of residual stresses. Based on experimental studies and practical experience, it was found that residual compression stresses increase fatigue strength, and residual tensile stresses have an adverse effect. The effect of residual stresses on resistance depends on the mechanical properties of the material and the nature of the stress state. Mechanical engineering is the application of methods and principles for solving problems from design to production for any object. Specialists in the field of mechanical engineering analyze their work using the principles of physics, ensuring that the structures will work reliably, safely and efficiently, as well as at competitive prices.
One of the main industries is mechanical engineering, which accounts for about 35 % of all production. The level of development of mechanical engineering determines the level of scientific and technological progress (STP) in all sectors of the national economy. Mechanical engineering makes it possible to provide all industries with machines, technological equipment and tools. Machine tool construction is the main branch of mechanical engineering that defines the scientific and technological progress in the modern world and requires highly qualified specialists and a predominantly developed industry of the country. The issues of strength and wear resistance are the main problems of resource supply in mechanical
engineering. Therefore, deep knowledge of modern methods of calculating strength, wear resistance and reliability is necessary.
One of the main industries is mechanical engineering, which accounts for about 35 % of all production. The level of development of mechanical engineering determines the level of scientific and technological progress (STP) in all sectors of the national economy. Mechanical engineering makes it possible to provide all industries with machines, technological equipment and tools. Machine tool construction is the main branch of mechanical engineering that defines the scientific and technological progress in the modern world and requires highly qualified specialists and a predominantly developed industry of the country. The issues of strength and wear resistance are the main problems of resource supply in mechanical engineering. Therefore, deep knowledge of modern methods of calculating strength, wear resistance and reliability is necessary.
The strength and reliability of the product are established at the design stage. The design, manufacturing technology, maintenance and materials used must be interconnected and conditioned. This is the basis for building the entire chain of the process of creating new parts and machines. During the modernization of machines, arbitrary changes in only the material, design or technology are not allowed. Failure to comply with these conditions will automatically make all other requirements and criteria for the quality of machines irrelevant. The characteristics of the surface layer of the materials of the parts have a decisive influence on the operational properties of the parts of the product.
Keywords: stresses, residual stresses, wear, processing, deformation, bending, crack, steel, stretching.
