4.5.2.Температурный фактор

Температура при резании достигает 1000 и выше. Особенно высокие температуры возникают при абразивном шлифовании.

При нагревании в процессе резания сначала происходит расширение частиц, но основная масса детали холодная. Она препятствует расширению, значит должны возникнуть сжимающие напряжения, но они временные. В процессе резания вслед за нагревом наступает охлаждение, когда деталь выходит из соприкосновения с инструментом. Это окончательный эффект, охлаждение. Значит, есть стремление сжаться поверхностному слою, но этому препятствует остальная не нагретая и значит не охлаждающаяся основная масса детали. Окончательные напряжения растягивающиеся.

Относительное удлинение или сжатие, связанное с нагревом, выражается зависимостью: ,

где - линейный коэффициент расширения, соответствующий температуре ;

- температура в данной точке;

- исходная температура (небольшая).

Температурное напряжение .

Напряжение равно модулю упругости на относительное удлинение. Остаточное напряжение возникнет в том случае, если . Т.е. температурное напряжение больше предела текучести материала, который зависит от температуры .

Отсюда можно определить ту температуру, начиная с которой могут возникнуть остаточные напряжения из-за нагрева.

Температура, при которой наступают термопластичные остаточные напряжения .

Рис. 4.57. Влияние температуры на остаточные напряжения

Если температура больше , т.е. условно для термопластичных деформаций, то действует силовой фактор сжатия. Если температура ниже , тогда действует силовой фактор растяжения.

Все растягивающие напряжения должны уравновешиваться сжимающими напряжениями, но нас интересуют напряжения на самой поверхности.

4.5.3.Роль структурных и фазовых превращений

Фазовые и структурные изменения характерны лишь для определенного класса материалов и проявляются при высокотемпературных режимах обработки. У жаропрочных материалов фазово-структурные изменения практически отсутствуют.

Фазово-структурные превращения при закалке, отпуске зависят от плотности структуры. Если плотность уменьшается, то удельный объем увеличивается, частицы стремятся занять больший объем, а им мешают другие. Возникает сжатие - превращение, связанное с увеличением объема, аустенит переходит в мартенсит.

4.6.Определение остаточных напряжений

Для определения остаточного напряжения пользуются методом академика Давиденкова. Он заключается в том, что из обработанного изделия вырезаются кольца или пластинки.

Рис. 4.58. Схема определения остаточных напряжений

Кольцо разрезается, производится электротравление – удаляется слой . До этого было равновесие, а когда сравнили слой, то вся оставшаяся часть деформируется и концы А и В или сближаются или расходятся, в зависимости от того, какие напряжения были в удаленном поверхностном слое.

Рис. 4.59. Зависимость остаточных напряжений от глубины слоя

Сравнивают слой с пластины, она прогибается. По прогибу определяют остаточные напряжения. Величина - толщина стравливаемых слоев откладывают в мкм на оси абсцисс. Величину остаточных напряжений - рассчитывают по формулам, полученных Девиденковым. Напряжение, найденное на кольце - тангенциальное, если - вырезают полоску из кольца. Такие же полоски вырезают из детали фрезерования и, в зависимости от того, откуда вырезается полоска, определяют или .