Способ упрочнения металлических изделий с трещиной

 

Изобретение относится к области обработки металлов циклической нагрузкой и может быть использовано в машиностроении для упрочнения стальных изделий со сварным швом. Цель изобретения - увеличение срока службы изделия путем повышения трещиностойкости сварного шва. Сущность изобретения заключается в том, что изделие статически нагружают до значений , превышающих эксплуатационную нагрузку, но меньших значений, при которых объект теряет работоспособность , при этом к изделию прикладывают дополнительную нагрузку, вызывающую подрастание трещины /51 в пределах 0,1 I .i/ I г О, 91 п, где 1«- величина пластической деформации в вершине трещины, вычисляемая по формуле: 2 ( )-, KI,-. коэффициент интенсивности напряжений при перегрузке для изделия или образца с трещиной; о о,- предел текучести материала при температуре перегрузки, а дополнительную нагрузку прикладывают при температуре больше температуры эксплуатации, но меньше температуры структурных превращений стали, 1 з.п. ф-лы.. Г) О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

AD 4 C 21 D f/04

R-.I-:: ц! 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД АРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4285486/31-02 (22) 17.07.87 (46) 15.01 89. Бюл. ¹ 2 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (72) А.А. Попов (53) 621.785.79(088.8) (56) Финкель А.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977, с. 200-.204.

International Iornal of Tracture, ч. 17, ¹ 3, June, 1981, р. 338, fig 2. LUCF. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ С ТРЕЩИНОЙ (57) Изобретение относится к области обработки металлов циклической нагрузкой и может быть использовано в машиностроении для упрочнения стальных иэделий со сварным швом.

Цель изобретения — увеличение срока службы иэделия путем повышения тре„„Я0„„1451173 щиностойкости сварного шва. Сущность изобретения заключается в том, что изделие статически нагружают до значений, превышающих эксплуатационную нагрузку, но меньших значений, при которых объект теряет работоспособность, при этом к изделию прикладывают дополнительную нагрузку, вызывающую подрастание трещины Л2 в пределах 0,1 I „ > I 0,9i п где In— величина пластической деформации в вершине трещины, вычисляемая по формуле: 2 „= 1/2 (Кт,/ 2 ) К Т,— коэффициент интенсивности напряжений при перегрузке для изделия или образца с трещиной; Ь,,— предел текучести материала при температуре перегрузки, а дополнительную нагрузку прикладывают при температуре больше температуры эксплуатации, но меньше температуры структурных превращений стали, l э.п. ф-лы.

1451173

Изобретение относится к обработке металлов циклической нагрузкой и может быть использовано в машиностроении для упрочнения стальных иэделий со сварным швом.

Цель изобретения — увеличение срока службы изделия путем повьппения трещиностойкости сварного шва.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе упрочнения из10 делия с трещиной, заключающемся в статическом нагружении объекта до значения, превьппающего эксплуатационную нагрузку, но меньше того зна15 чения, при котором изделие теряет, свою работоспособность, к последнему прикладывают дополнительную циклическую нагрузку, вызывающую подрастание трещины на величину дР в преде20 лах: 0,1Р „(DI (0,9Р„,где значение

Р „, — значение пластической дефор-: мации в вершине трещины, вычисляемой по формуле где К вЂ” коэффициент интенсивности напряжений при перегрузке для изделия или образца с трещиной; 30

Ь0 — предел текучести материала при температуре перегрузки, дополнительную нагрузку прикладывают при температуре, большей температуры эксплуатации, но меньшей температуры структурных превращений стали.

Операция подращивания трещины при 40 циклической нагрузке приводит к увеличению эффективности способа, так как вершина трещины при ее подрастании оказывается в зоне развитой пластической деформации, созданной 45 за счет перегрузки, и это приводит к закрытию усталостной трещины.

Величину подрастания трещины dX выбирают из условия 0,12 АР «0,9Р„, так как при 11 <0,1Р „паР 0,91 „ эффект закрытия трещины незначительный .

Способ реализуется следующим образом.

Изделие с трещинои нагревают до

5S температуры, превышающей температуру эксплуатации, затем нагружают цо нагрузки, меньшей критической, и охлаждают до температуры эксплуатации.По-. сле этого трещину подращивают на за данную величину 0,1Р „ с ЛР < 0,9Рь путем циклического нагружения изделия.

Проведено экспериментальное опробование предлагаемого и известного способов.

Пример. Способ реализован на образцах Ст-) из сварного шва стали 15Х2НМФА.

Статическая трещиностойкость при

-196 С равнялась 160-180 кг/мм 2

Применение способа упрочнения по известному способу с "теплой" перегрузкой при 20 С и нагрузке, равной

0,8Kz позволяет повысить трещиностойкость образца до 240 кг/мм .

Реализация предлагаемого способа упрочнения образца при перегрузке до 0,8К z, (L. = 20 С) и подращивание трещины на величину 0,5 мм дала значение статической трещиностойкости 320 кг/мм, что более чем на ЗОБ вьппе значения трещиностойкости по известному способу и почти в 2 раза вьнпе значения, определенного по ГОСТ 25.506-85.

Таким образом, предлагаемый способ обладает большей эффективностью, простотой в эксплуатации, экономичен и может быть реализован без повьппения температуры.

Формула изобретения

1. Способ упрочнения металлических изделий с трещиной, преимущественно стальных со сварным швом, включающий статическое нагружение величиной, превышающей эксплуатационную нагрузку, но менее критической, при которой происходит разрушение изделия, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы изделия путем повышения трещиностойкости сварного шва, к изделию дополнительно прикладывают циклическую нагрузку при заданной температуре до увеличения трещины до величины (0,1..0,9)Х„, где Р„= 1/2Г (К 1

/g, )2. К вЂ” коэффициент интенсивности напряжений при циклической нагрузке, Ь д- предел текучести стали.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что циклическую нагрузку прикладывают при температуре, превышающей температуру эксплуатации изделия, но меньшей температуры структурных превращений стали.