Сопротивление усталостному разрушению инженерных металлоконструкций зависит от природы материала, его структурного состояния, в значительной мере обусловленного технологическими процессами изготовления, а также условий эксплуатации (повышенные или пониженные температуры, наличие агрессивной среды и т.д.).

В промышленности конструкционные материалы подвергаются различным видам и режимам технологической обработки, наиболее распространенными и высокопроизводительными из которых, являются операции пластического деформирования (прокатка, штамповка, прессование и т.п.).

Систематические исследования по сопротивлению циклическим нагрузкам деформированных с разной скоростью и степенью деформации металлов и сплавов на воздухе ограничены, а при температурах, отличных от комнатных, и в присутствии коррозионной среды, практически отсутствуют. Более того, при выборе технологического оборудования часто руководствуются любыми критериями (например, технологичность, экономичность формообразования, экологичность, эстетичность и т.п.), только не надежность металлоизделий в процессе эксплуатации.

При жестком требовании снижения металлоемкости машин и технических устройств бывает трудно избежать появления в ответственных деталях усталостных трещин. Однако в некоторых материалах они могут возникнуть сравнительно рано и большую часть своей «жизни» детали вынуждены работать с трещинами. Поэтому для полной оценки их работоспособности желательно располагать не только параметрами циклической долговечности и усталостной прочности, но и максимальной информацией о процессе накопления повреждений на всех этапах усталостного разрушения конструкционных материалов: стадии зарождения трещин, их последующего развития вплоть до полного разрушения.

На основании теоретических исследований и результатов экспериментов на широко применяемых в металлообрабатывающих отраслях промышленности конструкционных материалах разных классов (цветные металлы и сплавы, низкоуглеродистые, малоле-гированные и нержавеющие стали) после различных режимов пластической обработки предложены методы оценки влияния штамповки на сопротивление усталостному разрушению металлов и сплавов на воздухе при разных температурах и в коррозионной среде. Результаты, полученные на образцах, подтверждаются натурными испытаниями.

Выводы.

Предложены, подтвержденные экспериментально на образцах и натурных изделиях, зависимости, позволяющие оценивать целесообразность введения в технологический процесс обработки деталей машин операций холодного пластического деформирования с целью повышения их циклической долговечности при криогенных, комнатных и повышенных температурах. Они позволяют не только повысить эксплуатационные свойства штампованных деталей, но и сократить энергозатраты и трудоемкость при проведении поисковых работ, рационально произвести выбор материала металлических изделий, сократить их металлоемкость за счет уменьшения толщины.

Промышленное внедрение полученных результатов в условиях производства и эксплуатации автобусов позволило повысить стабильность прочностных свойств штампованных деталей, их эксплуатационную долговечность, сократить номенклатуру марок и сортамента применяемых сталей, а также снизить металлоемкость изделий (до 5%).