+7(343)201-14-02

+7(343)298-01-98

+7(343)298-01-98

Каталог

Химико-термическая и термическая обработка

В случае проведения термообработки уже после того как резьба будет наката, последняя потеряет свои преимущества, что будет обусловлено снятием остаточных напряжений вследствие нагрева материала, табл. 7.3. Из этого следует, что для болтов, резьба которых была изготовлена путем пластичной деформации, последующая термообработка нежелательна, то же самое можно отнести к болтам, головка которых была получена путем холодной высадки.

7.12

Рис. 7.12. Кривая характеризующая  долговечность соединения в зависимости  от массовой доли углерода Сс, содержащегося  в поверхностном слое резьбы

Необходимо отметить, что в момент термообработки уже готовых болтов происходит процесс удаления углерода из поверхностных слоев, что, в свою очередь, уменьшает предел выносливости всего соединения, в случае если его резьба была накатанной до значения равного σаи, характерного для соединений с нарезным типом резьбы. Для того чтобы не допустить удаления углерода термообработку необходимо проводить в специальных печах с защитной атмосферой.

Влияние, которое оказывает углерод, находящийся в поверхностном слое на сопротивление усталости соединения исследовались Г. Майером и Р. А. Уолкером. Рис. 7.12 отображает зависимость долговечности от содержания углерода. Буквой А на рисунке обозначена обезуглероженная поверхность болта, при твердости 37,7 HRСа; буква В — 38,6 HRСа; буква С обозначает среднюю массовую долю углерода при 44,5 HRСа; буква D - 32,2 HRСа; буква Е обозначает науглероженную поверхность болта при 47,9 HRСа. Если проанализировать эти данные то можно сделать вывод – избегать необходимо как слишком низкого, так и слишком высокого содержания углерода в материале.

Для повышения предела выносливости деталей используют химико-термическую обработку, что подразумевает азотирование или цементацию деталей. Г. Виганд для испытаний использовал болты М14*1,5, выполненные из стали с содержанием 0,25 % С, 2,5 % Сr, 0,3 % Мо (σв = 1050 МПа) при σт = 200 МПа. Так, после термообработки величина σаи имела значение в 60 МПа, а после азотирования, глубина которого составляла 0,12 мм, σаи имело значение 80 МПа, при глубине азотирования 0,25 мм величина σаи составила 100 МПа.

По своему эффекту процесс азотирования схож с обкаткой, так как в обоих случаях в поверхностных слоях создаются характерные остаточные напряжения.

В тоже время не стоит упускать из виду, что нитридные слои отличаются своей хрупкостью и потому склонны к растрескиванию при значении σ равным 0,7σт, это влечет за собой снижение предела выносливости и в этом случае азотировании применимо только при небольшой величине затяжки болтов, σ0=(0,2…0,3) σт.

Таблица 7.3

Значения σап для резьбовых соединений в зависимости от термической и химико-термической обработки (σm = 200 МПа)

 

Резьба

Материал

Метод получения резьбы и обработка

σап , МПа

М10

Сталь 18ХНВА

в  = 1100 МПа)

Нормализация, накатывание резьбы

80

Накатывание резьбы, нормализация

40

Накатывание резьбы, цементация, закалка

80

Накатывание резьбы, закалка

40

М14х1,5

Накатывание резьбы, улучшение

64

56*

Улучшение, накатывание резьбы

90

74*

Накатывание резьбы, улучшение, омеднение

75

64*

М10х1

Сталь 31Х4

в = 1100 МПа)

Предварительное накатывание, улучшение, окончательное обкатывание

150

Накатывание, улучшение в соляной ванне

40

Улучшение, накатывание резьбы

110

М12

Сталь 15

 (σв = 500 МПа)

Накатывание резьбы

55

Накатывание резьбы, цементация

90

* σm = 450 МПа.