Таким образом, для деталей,
работающих на изгиб или кручение, сквозное упрочнение сечения деталей
на высокую прочность не является обязательным.
При всех методах поверхностного
упрочнения (при цементации, азотировании, поверхностной закалке,
поверхностном пластическом деформировании) в упрочненном слое создается
благоприятная эпюра остаточных напряжений I рода (сжатие в поверхностных
слоях до 30—60 кгс/мм2), в то время как при сквозном упрочнении
эпюра остаточных напряжении является неблагоприятной (отсутствие
напряжений сжатия в лучшем случае и растягивающие напряжения на
поверхность деталей — в худшем).
Как известно остаточные
напряжения, имеющие в поверхностных слоях знак сжатия, существенно
повышают усталостную прочность деталей машин, уменьшают их
чувствительность к концентраторам напряжений и увеличивают контактную
прочность.
i''
Таким образом, для
упрочнения тяжелонагруженных деталей машин, нагружаемых в процессе
эксплуатации на изгиб или кручение, наиболее целесообразным является
использование не сквозного упрочнения, а
поверхностного.
В частности, как будет показано
ниже, правильное применение поверхностной закалки взамен сквозного
упрочнения позволяет обеспечить наиболее высокий уровень конструктивной
прочности при существенном снижении степени легирования стали, т. е.
при значительной экономии легирующих элементов таких, как хром, никель,
молибден, марганец.
Аналогичное рассмотрение
вопроса применительно к деталям, работающим при высоких контактных
нагрузках (например, к подшипникам качения), приводит к выводу, что и
здесь сквозное термическое упрочнение иа примерно одинаковую
прочность не является обязательным. Необходимо лишь, чтобы толщина
поверхностного слоя высокой твердости была не менее некоторой минимальной
толщины, зависящей от уровня рабочих контактных напряжений. Наличие
напряженна сжатий в поверхностных слоях увеличивает контактную
прочность и долговечность работы деталей при высоких контактных
напряжениях. Применение для термической обработки индукционного
нагрева позволяет использовать еще одно его принципиальное преимущество.
Вследствие высокой скорости нагрева и малой его длительности (при должном
выборе его температуры) зерно аустенита в процессе аустенитизации не
успевает вырасти в той мере, как это имеет место при нагреве в
печи.