ния повышаются в результате
перегрева обрабатываемой детали и возрастают с увеличением размера
зерна.
Напряжения после упрочняющей
термической обработки по сравнению с остаточными напряжениями после
отливки деталей значительно выше, например, для деталей из силумина
разница составляет 5—10 раз. Для того же материала напряжения после
закалки превосходят напряжения, возникающие вследствие наклепа после
обработки резанием, в 20—25 раз. В стали с содержанием углерода 0,3% после
закалки в воде измерены напряжения до 80 кгс/мм2, в литейных
деформируемых алюминиевых сплавах — порядка 18—22 кгс/мм2 И т.
п.
Влияние остаточных напряжений
может проявляться уже при хранении изделия в изотермических условиях, без
нагрузки. При эксплуатационном нагру-жении изделия размерные изменения
протекают под действием суммарного поля напряжений — остаточных и
возбуждаемых внешними силами, — включая изменение температурного
режима. При этом важны соотношения между пиковыми величинами и знаками
остаточных ( а также суммы: остаточные + действующие) напряжений и
прочностными свойствами материала, в том числе — сопротивлением малым
пластическим деформациям. Повышение прочностных свойств может быть одним
из путей обеспечения постоянства размеров прецизионных
изделий.
Опасность сохранения высоких
остаточных напряжений для постоянства размеров детали, помимо возможных
формоизменений при релаксации, обнаруживается сильнее, если их
равновесие в металле нарушается операциями механической
обработки.
В отличие от напряжений, вызванных
действием внешних нагрузок и исчезающих при разгружении, остаточные
внутренние напряжения, после того как они однажды возникли в материале
детали, могут быть устранены только в результате пластической деформации.
При свободном отпуске детали без фиксации формы лишь в редких случаях
может выполняться условие релаксации 8упр_>0+
епласт= = const; практически почти всегда после
такого отпуска или старения напряженная деталь хотя бы немного
изменяет свои размерь: (реализуется релаксация при ползучести). При
назначении промежуточных отпусков между операциями предварительной и
отделочной механической обработки сложных высокоточных деталей (для
стабилизации их конечной формы) должны быть предусмотрены достаточные
припуски для последующих финишных операций.
Автодеформация после термической
обработки с принудительным фиксированием формы и после правки.
Сложное механическое состояние материала при термической обработке изделий
под напряжением в сочетании с разнообразием встречающихся фазовых
состояний может вызывать технологическое последействие, т. е.
изменение размеров при последующих механических операциях или
вылеживании.
Деформационной наследственности
после закалки способствует преждевременное снятие напряжения, в
особенности на ранних стадиях превращения (например, при 10—20%
мартенсита). Автодеформация в свободном состоянии продолжается после этого
нередко в первоначально заданном направлении (изгиб, растяжение, сжатие)
до завершения мартенситиого превращения (иногда и далее). Если нагрузка
была снята при большем содержании мартенсита (порядка 40— 60%) направление
свободной деформации может оказаться противоположным. В обычных случаях,
когда фиксация закаливаемого изделия продолжается достаточно
продолжительное время, деформационное последействие невелико (на
образцах 1—2% от пластической деформации, реализованной под
нагрузкой). Последующий отпуск — в особенности при наличии
остаточного аустенита (например, больше 10—12%) — несколько форсирует эти
изменения, которые суммируются (рис. 20) с предшествующими (в тех же
направлениях).
При отсутствии или малом
содержании остаточного аустенита изделия при свободном отпуске слегка
автодеформируется против правки, производившейся при закалке.
Во всех случаях наблюдается
линейная зависимость конечной деформации от величины действовавших
напряжений (рис. 21).
