ISSN: 1814-3520(print)
ISSN: 2500-1590(online)
12+
Вестник Иркутского государственного технического университета
Поиск по сайту

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛИ 13Х15Н4АМ3 ПРИ ПРОДОЛЬНОМ ТОЧЕНИИ

2018 / Том 22, №8 (139) 2018 [ МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ]

ЦЕЛЬ. Проведение сравнительного анализа результатов измерения остаточных напряжений в стали 13Х15Н4АМ3 (ВНС-5) после продольного точения с варьированием подачи. В работе были поставлены следующие задачи: установить влияние режимов обработки при продольном точении на технологические остаточные напряжения, формируемые в образце, и провести сравнение принципиально различных методов для исследования напряженно-деформированного состояния материала на поверхности детали. МЕТОДЫ. В ходе работы были применены механический метод определения остаточных напряжений и метод рентгеноструктурного анализа. Данные методы являются наиболее распространенными при анализе остаточных напряжений в металлических образцах, отличаются удовлетворительной точностью, сходимостью результатов и широко применяются как в исследовательских целях, так и в производственных условиях. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Кратко описан процесс изготовления образцов, используемых при исследовании остаточных напряжений механическим методом на установке УДИОН-2. Получены эпюры распределения остаточных напряжений в поверхностном слое образцов после продольного точения с варьированием подачи. Проведено сравнение результатов измерений, полученных механическим методом и методом рентгеноструктурного анализа на поверхности образцов. Рассмотрены особенности методов, а также оборудование для исследования технологических остаточных напряжений - установка для измерения остаточных напряжений механическим методом (УДИОН-2) и рентгеновский дифрактометр XStress 3000 G3R. ВЫВОДЫ. При росте подачи увеличивается глубина залегания минимального остаточного напряжения, глубина залегания активной части эпюр остаточного напряжения, но при этом уменьшается значение касательного напряжения τzx0 на поверхности. Выявлена достаточно высокая сходимость результатов измерения остаточных напряжений на поверхности образцов механическим методом и при помощи рентгеноструктурного анализа.

Ключевые слова:

остаточные напряжения,продольное точение,высокопрочная нержавеющая сталь,рентгеноструктурный анализ,механический метод определения остаточных напряжений,поверхностный слой,residual stresses,longitudinal turning,high strength stainless steel,X-ray diffraction analysis (XRD-analysis),mechanical method for residual stress determination,surface layer

Авторы:

Библиографический список:

  1. Zamashchikov Y.I. Equivalent Residual Stress Approach to the Surface Layer State / Int. J. Advances in Machining and Forming Operations, ISSN: 0975-4784. Vol. 1. No.1. January-June 2009. P. 21-35.
  2. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машиностроение, 1963. 232 с.
  3. Иванов С.И. Определение остаточных напряжений в поверхностном слое цилиндра // Вопросы прочности элементов авиационных конструкций. 1971. № 48. С. 153-168.
  4. Henriksen E.K., Ithaca, N.Y. ‘Residual stresses in machined surfaces’. Trans. Of the ASME 434, 1951, vol. 73, no. 1, pp. 69-76.
  5. Тимофеев В.Н. К вопросу о напряженном состоянии поверхностного слоя стали при точении // Журнал технической физики. 1954. Т. 24. № 7. С. 1273-1281.
  6. Иванов С.И. К определению остаточных напряжений в цилиндре методом колец и полосок. Остаточные напряжения. Куйбышев: КуАИ, 1971. Вып. 53. С. 32-42.
  7. Пат. № 2121666 МКИ3, Российская Федерация, G01L1/06. Способ определения остаточных напряжений / Ю.И. Замащиков. № 96107536/28; заявл. 18.04.96, опубл. 10.11.98. Бюл. № 31.
  8. Зайдес С.А. Технология экспериментальных исследований. В 2 кн. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2011. Кн. 2. С. 121-158.
  9. Яблокова Н.А. Анализ напряженно-деформированного состояния лопаток ГТД рентгеноструктурным и механическим методами // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2011. № 117. С. 117-121.
  10. García Navas V., Fernández D., Sandá A., Sanz C., Suzon S. De., Mendiola T.F. Surface integrity of AISI 4150 (50CrMo4) steel turned with different types of cooling-lubrication (2014) Procedia CIRP, 13. P. 97-102. DOI: 10.1016/j.procir.2014.04.017
  11. Liu G., Huang C., Zou B., Wang X., Liu Z. Surface integrity and fatigue performance of 17-4PH stainless steel after cutting operations (2016). Surface and Coatings Technology, 307. P. 182-189. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.08.086
  12. Tekaslan, O., Gerger, N., Şeker, U. A study on residual stresses formed on AISI 304 austenitic stainless steels when machined with different cutting parameters [Article@Aisi 304 östeni̇ti̇k paslanmaz çeli̇kleri̇n farkli kesme parametreleri̇ i̇le tornalama i̇şlemi̇nden sonra oluşan kalici geri̇lmeleri̇n araştirilmasi]. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University. 2009. No. 24 (3). P. 443-452.
  13. Wang Y., Han Z., Ye G., Zhang Z., Zhang Z. Surface integrity and fatigue life in high-speed milling of die steel SKD61 (2015) Jisuanji Jicheng Zhizao Xitong/Computer Integrated Manufacturing Systems, CIMS, 21 (11). P. 2995-3000. DOI: 10.13196/j.cims.2015.11.020.
  14. Sinkovits T., Zhao Y., O'Brien R., Dowey S. X-ray diffraction stress analysis of interrupted titanium nitride films: Combining the sin2ψ and crystallite group methods (2014) Thin Solid Films, 562. P. 206-210. DOI: 10.1016/j.tsf.2014.04.054.
  15. Promptov A.I., Zamashchikov Y. I., Residual stresses and strains in machining parts with low toughness. Вестник машиностроения. 1975. No. 4. P. 42-45.
  16. Zamashchikov Y.I. Approximate inherent stress evaluation in calculation of residual deformations due to cutting. Improvement of the machine parts performances by technological methods, 1978. P. 71.

Файлы:

Язык

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная
Количество скачиваний:15226