Оценка эффективности упрочнения деталей динамическими методами ППД на основе энергетического критерия

• Автор: Подольский, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ 4.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Закономерности упрочнения деталей методами ППД 7.

1.2 Основные подходы к оценке эффективности процессов ППД 23.

1.3 Энергетические представления процесса деформации и разрушения твердых тел 42.

1.4 Цели и задачи исследований 49.

2. СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УПРОЧНЕНИЯ ППД.

2.1 Структурно - энергетическая сущность упрочнения ППД 51.

2.2 Моделирование процесса, выявление энергетического параметра и энергетического критерия эффективности упрочнения ППД 70.

2.3 Влияние силовых факторов и качества исходной

поверхности на эффективность процесса ППД 78.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ МЕТОДОВ ППД НА ПОВЫШЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ С ПОЗИЦИЙ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
3.1 Методика исследований
105.
3.2 ППД в среде соударяющихся частиц
3.3 ППД направленным потоком частиц
3.4 ППД порционными массами частиц
122.
114.
124.
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ УПРОЧНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
129.
5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 134.
Литература 135.
Приложения.

Одной из важнейших задач современного машиностроения является улучшение качества, повышение надёжности и долговечности выпускаемых машин и изделий. Перспективным направлением в обеспечении этих показателей является освоение прогрессивных ресурсосберегающих технологических процессов позволяющих изготавливать детали с наименьшей себестоимостью и наибольшей производительностью.
Среди множества способов повышения надежности деталей особое место занимают методы поверхностного упрочнения. Известно, что надёжность непосредственно связана с качеством поверхностного слоя деталей, которое характеризуется геометрическими (шероховатость, волнистость, макроотклонения) и физико-механическими (микротвёрдость, остаточные напряжения и др.) параметрами. От качества поверхностного слоя зависят такие эксплуатационные свойства как сопротивление усталости, износостойкость, коррозионная стойкость, сопротивление контактной усталости и др., которые формируются на протяжении всего технологического процесса обработки деталей. Это означает, что критерием оценки качества каждой детали сейчас является не только точность выдерживаемого размера и шероховатости поверхности, но и физикомеханические свойства поверхностного слоя: остаточное напряжение,
наклеп, характеризующееся степенью и глубиной, рельеф микрогеометрии. Все эти параметры поверхностного слоя имеют в большинстве случаев превалирующее значение в обеспечении надежбности работоспособности детали и всего изделия в целом.
Среди широкой гаммы способов окончательной обработки одними из наиболее перспективных являются методы поверхностного пластического деформирования (ППД). Сущность ППД заключается в том, что требуемые размеры и качество поверхностей деталей достигается не срезанием
меньше технического предела текучести, наблюдаемого на опыте. Это объясняется тем, что в реальных кристаллах различные структурные препятствия тормозят движение дислокаций и повышают предел текучести. В настоящее время теорией дислокации [6,42,58 и др.] рассматривается большое число различных дислокационных моделей и механизмов элементарных актов пластической деформации и разрушения. Разработана своеобразная иерархия различных дислокационных дефектов и повреждений, которые классифицируются в зависимости от геометрической формы и размеров, на точечные (вакансии, дислоцированные атомы, чужеродные атомы внедрения и замещения и др.), линейные (краевые и винтовые дислокации), поверхностные (дефекты упаковки, границы блоков и зерен), объемные (поры, трещины и скопления различных дефектов). Точечные и, возможно, линейные дефекты обычно считаются элементарными, они как бы являются «строительным материалом» для более сложных дефектов и повреждений, которые в свою очередь являются виртуальными источниками и стоками элементарных дефектов.
В зависимости от их природы эти структурные препятствия делятся на две группы. Первая группа препятствий скольжению присутствует в кристалле до деформирования и действует эффективно с самого начала процесса деформирования. Обычно их называют источниками структурного упрочнения, которые образуются в металле путем легирования или термической обработки и облучения. Другая группа структурных препятствий возникает в кристалле в процессе пластической деформации и обусловливает его деформационное упрочнение.
Также, между известными в настоящее время дефектами кристаллической решетки реальных материалов можно установить разграничение на элементарные и сложные. Однако границы эти носят условный, подвижный характер, зависящий от физико-химической природы и структуры материала, а также условий протекания процесса. С точки зрения термоактивационной природы элементарных актов деформирования и