Все детали, подвергаемые
упрочняющей термической обработке, можно разделить на две
группы.
К первой относятся детали,
работающие главным образом на износ. В этом случае упрочняющая термическая
обработка должна обеспечить лишь необходимые свойства поверхностного
слоя (твердость, износостойкость и т. п.).
Ко второй группе относятся детали,
испытывающие при работе значительные нагрузки: растягивающие (сжимающие),
изгибающие, крутящие, контактные. Такие детали в свою очередь можно
разделить на два класса.
К первому классу относятся детали,
в процессе эксплуатации нагружаемые на растяжение и сжатие. В них
напряжения от рабочих нагрузок распределяются по сечению более или менее
равномерно. Поэтому для этих деталей применяют сквозную закалку и
отпуск.
Ко второму классу, наиболее
многочисленному, относятся детали, работающие на изгиб или кручение,
либо при высоких контактных нагрузках. В них напряжения от прилагаемых
рабочих нагрузок максимальны на поверхности и близки к нулю в центре
поперечного сечения (рис. 1). В этом случае работоспособность детали
обеспечивается при соблюдении условия, что во всех точках поперечного
сечения детали предел текучести о0>2 превышает напряжение от
рабочей нагрузки ор
(1)Сопоставление распределения по
сечению напряжений от рабочих нагрузок и предела текучести материала при
поверхностном упрочнении деталей (рис. 1, б) показывает, что для
обеспечения работоспособности детали, т. е. для удовлетворения
условия (1) при данной рабочей нагрузке (изображаемой прямыми
линиями 4 и 5) необходимо правильно выбрать параметры,
характеризующие характер и уровень упрочнения материала детали. К таким
параметрам относятся уровень прочности материала на поверхности детали
(точка 6); глубина упрочненного слоя {кривые 6—8—9 и
6—8—10 изображают упрочнение с относительно тонким
Слоем, а кривая в—7, упрочнение с относительно глубоким слоем);
степень упрочнения сердцевины (значения предела текучести в точках
7 и 10 соответствуют Относительно низкой степени упрочнения
сердцевины, а в точке 9 — повышенной прочности
сердцевины).
Из рис. 1, б видно, что
одинаковую, сравнительно высокую степень упрочнения, достаточную для
работы при повышенных нагрузках (прямая 4), можно цолучить,
применяя либо относительно тонкий слой высокой прочности и сердцевину
с повышенной прочностью, например улучшенную (кривая
6—8—9), либо неупрочненную, например нормализованную
сердцевину, и более толстый, чем В первом случае, слой высокой
прочности (кривая 6—7). С другой стороны, при относительно тонком
слое высокой прочности и неупрочренной (например, нормализованной)
сердцевине (кривая 6—8—10) в сечении детали создается зона
пониженной прочности А—А, где условие (1) для нагрузки 4
не выполняется. В связи 0 этим при распределении предела текучести по
кривой 6—8—10 деталь работоспособна лишь при
уменьшенной внешней нагрузке, соответствующей прямой
5.
