За исследуемые микроструктурные характеристики взяты следующие параметры: диаметр зерна – dm, его площадь – S, количество зерен на единице площади – N и твердость поверхности при этом независимыми факторами являлись: энергия удара – Fст, кН (Х2), диаметр и ширина ролика – Dp и d, мм (Х3, Х4), глубина упрочнения – h, мм (Х5) (таблица).
|
Факторы |
Уровни |
||
|
– |
0 |
+ |
|
|
Х1 |
150 |
250 |
350 |
|
Х2 |
20 |
30 |
40 |
|
Х3 |
10 |
15 |
20 |
|
Х4 |
15 |
25 |
35 |
Необходимые данные результатов эксперимента представлены в виде матрицы планирования. Пользуясь программой по обработке данных в пакет Statistika 5.1 компании StatSoft Inc. составляем уравнение регрессии в виде:
Y=b0+b×X1+b2×X2+…+bk×XK+ + b12×X1×X2+b13×X1×X3+…+bk-1×X(K–1)×XK
Определив коэффициенты регрессии b0, b1,… bk, получаем:
Y2x4,x5=0.009403×X3+0.002243×X52;
YIX3,X5=0.016823×X5+0.002438×X3
Y4x3,x5 =4293.39×X3+0.83×X3×X5+284.11×X52––3567.07×X5–2138.6×X4
Ряд слагаемых в модели отражают влияние как отдельных факторов , так и смешанных эффектов взаимодействия: энергия удара, статической составляющей нагрузки, геометрических параметров индентора и глубины упрочненного слоя. Из математической модели видно, что наиболее сложный характер имеет зависимость размера зерна для стали 110Г13Л от диаметра индикатора. Проведенные исследования также свидетельствуют о необходимости оптимизации этого параметра.
Таким образом, с помощью математической модели удалось установить, что наиболее мелкое зерно фиксируется на поверхности образцов из стали 110Г13Л, упрочненных СИО.
МЕХАНИЗМ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТНО-ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ
Титов А.С.
Муромский институт Владимирского государственного университета, Муром, e-mail: [email protected]
Статико-импульсная обработка (СИО) является комбинированным способом, который подразделяется на два этапа: предварительное статическое воздействие на индентор и последующее динамическое воздействие. Такое сочетание позволит добиться наибольшего эффекта при упрочнении, создавая возможность получения необходимой глубины упрочнения (до 8-10 мм), твёрдости поверхностного слоя до 600-620 НВ, снизить шероховатость обработанной поверхности в 5-6 раз, получая остаточные напряжения до 1200 МПа. Первые два этапа при СИО осуществляется за счёт статической и динамической нагрузки. Наибольшая глубина и степень упрочнения достигаются при глубине пластической вмятины 0,5-0,7 мм. При этом величиной энергии, затрачиваемой на смятие микрорельефа упрочняемой поверхности и на упругую деформацию при внедрении, можно пренебречь, так как она очень мала по сравнению с энергией, затраченной на пластическую деформацию, и составляет 3-8 %. Следовательно, поверхностно-пластическая деформация (ППД) при СИО в основном осуществляется за счёт энергии динамической составляющей нагрузки. Кроме того, необходимо учесть, что упругопластическую деформацию металла определяет энергия ударного воздействия, которая зависит от свойств импульса, сообщаемого обрабатываемой детали. Индентор при СИО получает предварительное статическое поджатие, динамическое воздействие происходит в виде ударных импульсов с частотой f. Рассмотрим соотношение этих составляющих нагрузки в процессе упругопластического внедрения при СИО ППД.
Длительность ударного импульса составляет 10-10 с, скорость обработки находится в интервале 1-2 м/c,перемещение инструмента за время действия импульса составляет 0,01-0,02 мм.
Исследования показали, что в результате статико-импульсной обработки происходит дробление зерна аустенита на блоки и блокирование плоскостей скольжения. А так же отмечается процесс двойникования, то есть число двойников в результате упрочнения возрастает. Наличие этих процессов свидетельствует об эффективности упрочнения поверхности статико-импульсной обработкой, её повышенную стойкость при эксплуатации.
Библиографическая ссылка
Суворкин Н.С. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСТРУКТУРЫ ОБРАЗЦОВ, УПРОЧНЕННЫХ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКОЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-1. – С. 26-26;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32404 (дата обращения: 20.04.2024).