Управление технологическим процессом отжига деталей машин и механизмов из серого и высокопрочного чугуна

• Автор: Зинченко, Владислав Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Аналитический обзор методов стабилизации размеров чугунных деталей.

1.1. Механизм образования остаточных напряжений в

чугунных обливках

1.2. Анализ причин, вызывающих коробление чугунных деталей

в процессе их изготовления и эксплуатации

1.3. Методы стабилизации размеров чугунных деталей

ГЛАВА 2. Разработка алгоритмов управления технологическим процессом отжига чуянных деталей из серого и

высокопрочного чугуна.

2.1. Теоретические предпосылки разработки режимов управления отжигом чугунных деталей для полного снятия остаточных напряжений
2.2. Разработка режимов ускоренного отжига и управления степенью снижения остаточных напряжений в чугунных отливках
2.3. Оценка напряженного состояния изделий из серого
чугуна акустическим методом.
2.4. Структурные изменения в чугуне при проведении ускоренного отжига.
ГЛАВА 3. Реализация алгоритмов управления технологическим процессом отжига деталей машин и механизмов из серого и высокопрочного чугуна в промышленных условиях.
3.1. Ускоренный отжиг чугунных базовых
деталей металлообрабатывающих станков.
3.2. Оценка стабильности размеров базовых
деталей металлообрабатывающих станков после отжига
3.3. Ускоренный отжиг маховика двигателя автомобиля ВАЗ .
ЗАКЛЮЧЕИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Происходит это тогда, когда величина пластической деформации Сп во всех участках отливки является линейной функцией прямоугольных координат. При таком законе изменения отливка получится изогнутой (рис. Таким образом, по наличию у отливки (на которую не действуют внешние силы) изгиба, растяжения или другой остаточной деформации невозможно сказать, имеются ли в ней остаточные напряжения или нет. К сожалению, до сих пор довольно широко распространено ошибочное мнение о том, что если отливка изогнута, то в ней обязательно имеются остаточные напряжения. Остаточные напряжения могут возникнуть в отливке не только из-за неравномерной пластической деформации, но и из-за разницы температурных деформаций различных участков отливки [,]. Как известно, изменение температурной деформации какого-либо участка отливки равно До = оиЫ где а - коэффициент температурного расширения отливки металла на этом участке; а Аг - изменение его температуры. Следовательно, неравномерность температурной деформации может возникнуть как от разного изменения температуры Аг в рассматриваемых участках отливки, как и от наличия различного коэффициента температурного расширения металла. Чаще всего причиной неравномерной температурной деформации является разная скорость охлаждения отдельных участков отливки в форме, которая приводит к возникновению временных напряжений, вызывающих пластическую деформацию металла отливки. Но нередки случаи, когда причиной неравномерной температурной деформации является и разная величина коэффициента температурного расширения металла си Известно, что участки чугунных отливок с различной микроструктурой металла имеют разный коэффициент температурного расширения, а, следовательно, и разную температурную деформацию А5 при одинаковом изменении их температуры. После полного охлаждения таких отливок свободная длина их участков, имеющих разную микроструктуру металла, будет различной, как и в случае, изображенном на рис. Только в данном случае неравномерность свободной деформации частей отливки вызвана не пластической, а температурной их деформацией. В самом общем случае полная деформация в любого материала складывается из температурной (6), упругой (€у), пластической (бп) и структурной. Структурная деформация, происходящая в чугунных отливках при их охлаждении, обычно рассматривается совместно с температурной деформацией в виде свободной усадки металла []. Поэтому в дальнейших рассуждениях ее учитывают не отдельно, а как составную часть величины 5. При этом в уравнении (1) следует принимать ес — 0. Напряжения всегда однозначно связаны только с упругой деформацией. При отсутствии упругой деформации напряжения тоже отсутствуют. На основании используемой в сопротивлении материалов гипотезы плоских сечений предположим, что рассматриваемое сечение отливки все время остаегся плоским. Тогда для обеспечения неразрывности металла отливки суммарная деформация е в направлении, перпендикулярном плоскости этого сечения, должна быть для всех его участков либо одинаковой (рис. Если при отсутствии внешних сил, действующих на отливку, это условие обеспечивается в какой-то момент времени только суммой температурной и пластической деформаций и для его выполнения не требуется наличия упругой деформации, то в этот момент напряжений в отливке не будет. Важное практическое значение имеет следующий частный случай. Если тело, в котором отсутствуют остаточные напряжения и материал которого обладает одинаковым и постоянным коэффициентом температурного расширения, нагреть так, что температура в любой его точке будет линейной функцией прямоугольных координат, то никаких напряжений в нем не возникнет. Получается это потому, что температурная деформация в данном случае будет линейной функцией координат, и основное условие непрерывности материала рассматриваемого тела будет выполнено без наличия упругой или пластической деформаций. Аналогичные условия возникают и в отливке, которая охлаждается, начиная с температур, соответствующих пластичному состоянию ее материала, так, что в любой момент времени температура в каждой ее точке является линейной функцией прямоугольных координат.