ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние хромирования на механические свойства основного металла из "Хромирование" В зависимости от рода нагрузки, вызывающей разрушение металла, различают механические характеристики, определяемые при растяжении образца до его разрыва (пределы прочности и текучести, относительные удлинение и сужение поперечного сечения) и его выносливость (время до разрушения) при циклически меняющейся нагрузке (предел усталости). Возможны два вида нагрузок, от которых зависит время до разрушения нагрузки, при которых циклические деформации металла не выходят за пределы упругой деформации, и нагрузки, при максимальных значениях которых возможна обычно небольшая пластическая деформация образца. В первом случае образец разрушается после воздействия миллионов циклов нагрузки (многоцикловая усталость), во втором случае разрушение происходит после нескольких тысяч циклов (малоцикловая усталость). [c.44] Особенно важными для надежности современных машин являются показатели прочности при циклически меняющейся нагрузке. Наиболее значительное влияние хромирование оказывает именно на эти показатели. [c.44] Усталостная многоцикловая прочность хромированной стали. [c.45] Хромирование снижает усталостную прочность различных марок сталей, но особенно значительно это снижение у конструкционных сталей повышенной прочности (табл. 13 и рис. 30). В то время как у нехро-мироваиных сталей предел усталостной прочности примерно пропорционален пределу прочности стали, после хромирования эта зависимость исчезает и предел усталостной прочности хромированных сталей независимо от их прочности (в данном случае выше 600 МПа) имеет примерно постоянное значение, составляющее 280—370 МПа [22]. [c.45] При наличии на деталях каких-либо концентраторов напряжения снижение усталостной прочности после хромирования может быть еще большим. [c.45] Влияние толщины хромового покрытия на снижение предела усталостной прочности недостаточно определенно. Имеются сведения, что с увеличением толщины хрома снижается усталостная прочность [22] и в то же время по другим данным ее влияние незначительно [21]. [c.45] Повышение температуры электролита сцособствует уменьшению предела усталостной прочности стали. Так, для стали ЗОХГСА хромированной при (к =50 А/дм предел усталостной прочности образцов, хромированных при 70°С, оказался в два раза ниже, чем хромированных при 30 и 50°С. [c.46] Плотность тока в пределах 40—120 А/дм практически мало влияла на снижение усталостной прочности (1,8—3,5%). [c.46] Пористый хром, полеченный из малоконцентрированной ванны, / = 55°С. 1к=50 А/дм, толщина слоя 75 мкм, а = 40 А/дм , 7 а = 7 мин), практически не повлиял на предел усталостной прочности стали 35, предел прочности которой 586 МПа. Это, очевидно, связано с тем, что при анодной обработке покрытия, выполняемой для получения пористости, существенно уменьшаются растягивающие напряжения в покрытии. Кроме того, имеет значение увеличение количества трещин в покрытии, что снижает значение каждой из рещин как концентратора напряжений. [c.46] Эти данные убедительно показывают, что практически полное устранение отрицательного влияния хромирования на многоцикловую усталостную прочность сталей, в том числе высокопрочных, можно достичь упрочнением поверхности деталей перед хромированием методами поверхностной пластической деформации (обкаткой роликами, алмазным выглаживанием, гидропескоструйной обработкой, виброупрочнением и др.), она создает в поверхностном слое основы значительные сжимающие напряжения, которые затрудняют образование в хроме отдельных глубоких трещин под влиянием растягивающих напряжений. Предполагается, что именно такие трещины являются высокими концентраторами растягивающих напряжений, приводящих к снижению предела усталостной прочности стали после хромирования. [c.47] Малоциюювая усталостная прочность. Хромирование снижает также предел усталостной прочности сталей при малоцикловой нагрузке. Влияние прочности стали на снижение ее малоцикловой прочности после хромирования видно из данных табл. 15. [c.47] Таким образом, чем выше прочность стали, тем в большей степени хромирование уменьшает ее малоцикловую усталостную прочность. Толщина хромового покрытия и плотность тока не оказывают статистически значимого влияния на предел малоцикловой усталости. С понижением температуры электролита долговечность образцов возрастает [34]. [c.48] Возможной причиной снижения многоцикловой усталостной прочности после отпуска стали при 200°С является резкое уменьшение объема покрытий (приблизительно на 16 %) в связи с полным переходом при этой температуре гексагонального хрома в кубический. В результате такого изменения объема при этой температуре образуются крупные трещины в покрытии, которые действуют как концентраторы напряжения. [c.48] При малоцикловых испытаниях нагрев до 200°С не снижает малоцикловую усталостную прочность стали. Это можно объяснить тем, что при относительно больших деформациях при малоцикловой усталости трещины в покрытии образуются уже при первых циклах нагрузки и нагрев до 200°С не увеличивает их количество. В то же время удаление из хромированного образца около 80 % водорода при таком нагреве несколько улучшает пластические свойства стали, что оказывает положительное влияние на малоцикловую прочность. [c.48] Поверхностное упрочнение высокопрочных сталей перед хромированием (накаткой роликами, алмазным выглаживанием) в значительной степени восстанавливают малоцикловую усталостную прочность стали до значений нехромированных образцов (рис. 31) [22]. [c.48] В технологический процесс твердого хромирования высокопрочных сталей включаются оба вида обработки предварительное поверхностное упрочнение стали и трехкратный отпуск. Эти операции можно применять и для деталей из сталей средней npo4Ho iH, если изменение их свойств после хромирования (например, понижение предела усталости) может снизить надежность эксплуатации деталей. [c.48] Большая практика хромирования деталей, особенно в ремонтном производстве, показала, что детали из распространенных поделочных сталей, для которых основной нагрузкой является трение, можно хромировать по упрощенной технологии, приведенной в гл. III. [c.48] Насыщение водородом основного металла зависит от большого числа факторов марки стали, степени ее загрязненности неметаллическими включениями, наличия и значений внутренних напряжений и наклепа, структуры, шероховатости поверхности и других. [c.49] например, при хромировании через сталь марки У8 (диафрагма толщиной 0,3 мм) водорода проходит в три раза больше, чем через сталь марки ЗОХГСНА. Увеличение содержания в низколегированной стали фосфора с 0,002 до 0,039 повышает содержание водорода в стали в два раза. Поглощение водорода разными структурными слагающими углеродистой стали изменяется в широких пределах и составляет, см /100 г мартенсит — 6,9 троостит — 15,9 сорбит — 46,5. [c.49] Особенно следует обратить внимание на большое влияние напряженного состояния стали на ее наводороживание. Низкоотпу-щенная сталь марки ЗОХГСНА с мартенситно-трооститной структурой способна в 10—100 раз увеличить поглощение водорода под влиянием внешней деформации. Упругопластическая деформация такой стали повышает содержание водорода в ней в три раза. Предварительный отпуск стали перед хромированием уменьшает содержание водорода в покрытии с 10,1 до 6,75 см7Ю0 г [22]. [c.49] Вернуться к основной статье