Научная статья на тему 'Способ и устройство изучения закономерностей трещинообразования и усталостной прочности металлов'

Способ и устройство изучения закономерностей трещинообразования и усталостной прочности металлов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
46
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кукоз Ф. И., Бубликов Е. И., Рыбалов А. М., Коломиец В. В., Смирнов А. С.

Описан способ, а также устройство для изучения трещинообразования и усталостной прочности металлов в процессе динамической деформации в реальном времени. Возможности способа продемонстрированы на примере испытания образцов меди в различных электролитах с добавками поверхностно-активных веществ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Кукоз Ф. И., Бубликов Е. И., Рыбалов А. М., Коломиец В. В., Смирнов А. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Способ и устройство изучения закономерностей трещинообразования и усталостной прочности металлов»

9. Кем А.Ю. Технологическое обеспечение качества и эксплуатационных свойств деталей ИЭТ методами порошковой металлургии // Науч. тр. 15-й Ежегодной между-нар. науч.-техн. конф. «Технология - 2000». 18-20.04.2000. Одесса; Киев, 2000. С. 89-90.

10. Кем А.Ю., Ковалев Д.Б., Зеленский В.И. Особенности неизотермического спекания прессовок из порошкового материала 29НК // Электронная техника. Серия 7. ТОПО. Вып. 3(148). М., 1988. С.57-63.

11. Кем А.Ю. Исследование и расчет особенностей разуплотнения спекаемого пористого тела на стадии удаления продуктов деструкции технологических смазок // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2000. № 4. С. 20-35.

Донской государственный технический университет

12. Новиков В.В. Упругие свойства порошковых металлов // Физика металлов и металловедение. 1984. Т. 58. Вып. 3. С. 579.

13. Львовский А.Я., Бейлина О.Я. Влияние легирования на модуль упругости конструкционных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. № 9. С. 59.

14. Скороход В.В. Реологические основы теории спекания. Киев, 1972.

15. Андриевский Р.А. Свойства спеченных тел // Порошковая металлургия. 1982. № 1. С. 37.

16. А.с. СССР 1381835, В 22 Е 3/16. Способ изготовления спеченных изделий из материалов на основе железа / С.К. Кривоносов, А.Ю. Кем, А.В. Селезнев и др., 1988.

18 декабря 2002 г.

УДК 620.192.46:666.68

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗУЧЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ

© 2003 г. Ф.И. Кукоз, Е.И. Бубликов, А.М. Рыбалов, В.В. Коломиец, А.С. Смирнов

Трещинообразование и усталостная прочность наблюдаются во всех изделиях машиностроения, когда материал, чаще металл, подвергается переменнона-правленным деформациям, и в частности, в узлах трения, в явлениях фреттинг-коррозии.

Изучение закономерностей этих явлений и процессов - актуальная задача трибологии, материаловедения, коррозии металлов, физики твердого тела и т.п. Известно много способов фиксирования развития этих явлений [1, 2].

Однако все они дают результат не в кинетике, а по конечному состоянию исследуемого образца [3].

Предлагаемый способ и устройство разработаны для изучения закономерностей трещинообразования и усталостной прочности металлов в процессе динамической деформации в реальном времени.

Способ основан на измерении и автоматическом фиксировании значения электрического сопротивления исследуемого образца во время его деформации по заданному закону, например, колебательно-изгибной. Способ реализован устройством, приведенным на рисунке. В качестве образца использовалась медная проволока (из меди ММО) диаметром 0,41 мм, освобожденная от лаковой изоляции выдерживанием в концентрированной муравьиной кислоте до набухания изоляции, которая удалялась под струей воды салфеткой из ткани «хлорин», затем очищенную от изоляции проволоку тщательно ополаскивали дистиллированной водой и осушивали фильтровальной бумагой.

1_I

Устройство для исследования динамики трещинообразо-вания и усталостной прочности образца: 1 - электромагнитный вибратор; 2 - шток; 3 - струбцина; 4 - образец (медная проволока); 5 - датчик колебаний; 6 - счётчик циклов изгиба; 7 - синхронный мегомметр; 8 - измерительно-вычислительный комплекс (ПЭВМ); 9 - дисплей

Все эти операции производили без изгибаний проволоки. Подготовленный таким образом образец проволоки необходимой длины зажимался в струбцине (3), концы проволоки выводили из жидкофазной среды и подключали к измерителю сопротивления (7), как показано на рисунке. Для изучения влияния состава концентрации тех или иных жидкофазных сред (растворов электролитов с теми или иными добавками

поверхностно-активных веществ или смазочных материалов для узлов трения с заданными присадками или сроком службы) струбцину и нижнюю часть штока вибратора погружали в эту среду, для чего все эти узлы (включая зажимные винты) выполняли из поли-метилметакрилата или фторопласта. Расстояние между краями струбцины и штока вибратора (2) составляло 2,5 мм. Вибратор совершал колебания с частотой 100 Гц и двойной амплитудой 2,3 мм.

Не приводя другие полученные результаты, укажем, что способ и устройство были апробированы на измерении времени наступления усталостной прочности медной проволоки. Результаты приведены в таблице.

Время излома проволоки, автоматически фиксируемое измерительно-вычислительным комплексом (8), по которому определяли ее усталостную прочность, усреднялось по семи - девяти измерениям.

Исследуемые растворы готовили из реактивов квалификации х. ч. Дистиллированная вода во всех опытах была одного изготовления, качество ее контролировали кондуктометрически.

Введение. Надежность и долговечность машин и механизмов во многом определяются качеством изготовления деталей пар трения. Опыт производства и эксплуатации машин и механизмов показал, что их надежность и долговечность в значительной степени зависят от состояния и физико-механических свойств тонких поверхностных слоев сопрягаемых деталей [ 1-3].

В решении указанных задач видное место отводится совершенствованию и развитию финишных абразивных методов обработки, в процессе которых окончательно формируется поверхностный слой деталей, определяющий их эксплуатационные свойства. Реальным резервом роста эффективности абразивной обработки является разработка и рациональное применение смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС).

До настоящего времени в известной нам литературе недостаточно полно отражены вопросы исследования влияния состава и свойств СОТС на работоспособность, износостойкость, противозадирную стойкость и наклеп поверхностей, полученных в результате обработки с использованием различных СОТС.

Цель работы - оценка триботехнических характеристик поверхностей, полученных в результате обработки с использованием различных СОТС.

Результаты экспериментов

Среда Продолжительность вибрации до полного излома образца, с

Дистиллированная вода 132 ± 15

0,01 М NH4OH 91 ± 12

0,01 М HClO4 85 ± 10

0,01 М HCl 48 ± 10

0,1 М KOH 28 ± 8

Литература

1. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / Под ред. А. В. Чичинадзе: Учебник для техн. вузов. М., 1995.

2. Гаркунов Д.М. Триботехника: Учебник для студентов втузов. М., 1989.

3. Северденко В.П., Точицкий Э.И., Елин В.И. // Докл. АН СССР. 1964. Т. 158. № 6. С. 1318 - 1319.

г.

Методы испытаний. Для проведения испытаний и оценки эффективности СОТС была разработана лабораторная установка, позволяющая реализовать процесс плоского хонингования по схеме обработки кольцевых поверхностей [4]. Основой лабораторной установки служил настольный вертикально-сверлильный станок модели 2М 112. Материал образцов - чугун ИЧГ-33М. При обработке использовались хонинговальные бруски АСО 100/80Б1. В качестве СОТС были взяты применяющиеся в промышленности составы и разработанная силикатная СОТС: керо-син+И-20А; ТК-3; РЖ-8; силикатная СОТС [5]. Исходная шероховатость поверхности образца составляла Яа = 1,25 мкм, нагрузка Р = 0,45 МПа, время обработки - 90 с.

Износ образцов определяли весовым методом при помощи аналитических весов модели ВЛА-200 с точностью измерения до четвертого знака. Шероховатость поверхности контролировалась при помощи профилографа-профилометра завода «Калибр» модели 201. Измерение микротвердости производили на приборе ПМТ-3.

Для оценки характеристик субзеренной дислокационной структуры применялся метод обратного рентгеновского микропучка [6].

Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) 20 января 2003

УДК 621.9.048

ВЛИЯНИЕ СИЛИКАТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА АНТИФРИКЦИОННЫЕ И ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ СВОЙСТВА ОБРАБОТАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

© 2003 г. Е.П. Мельникова

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.