В заключение следует отметить, что
и в том случае, когда удается предотвратить деформацию деталей в
процессе термической обработки, потенциальная опасность поводки и
коробления деталей не устраняется полностью: при сохранении в металле
высоких остаточных напряжений их равновесие в массе металла может быть
нарушено при последующей механической обработке, что и приведет к
формоизменению. Это обстоятельство учитывается, и поэтому
предусматриваются межоперационные припуски также для самых финишных
операций механической обработки.
Обеспечение высокого качества поверхности деталей приборов
В последние годы в связи с
развитием тенденции миниатюризации высокоточных приборов возникла
проблема получения высоких эксплуатационных характеристик,
равномерного упрочнения всего объема металла — как поверхностных
слоев, так и сердцевины; кроме того, возросли требования к качеству
поверхности деталей. При уменьшении размеров деталей поверхностные
слои и дефекты поверхности оказываются по протяженности соизмеримыми с
сечением детали, и влияние состояния поверхности усиливается
[12].
Ниже рассмотрены наиболее часто
встречающиеся дефекты поверхности деталей приборов и способы их
предотвращения или устранения.
Разупрочнение поверхностного слоя.
Наиболее чзсто разупрочнение происходит из-за обезуглероживания
поверхности стальных деталей. Показано, что уже при толщине
обезуглероженного слоя всего несколько десятков микрометров значительно
снижается усталостная прочность при всех уровнях напряжений, усиливается
релаксация напряжений [12].
В дисперсионно-твердеющих сплавах
в результате избирательного окисления или за счет испарения отдельных
компонентов при нагреве в высоком вакууме уменьшается пересыщение
твердого раствора и, следовательно, эффект дисперсионного
твердения.
Уменьшение коррозионной стойкости
поверхностного слоя. Этот поверхностный дефект наблюдается у деталей,
изготовленных из высокохромистых коррозионно-стойких сталей,
содержащих хром иа нижнем пределе (<12%). При термической
обработке таких деталей в окислительной атмосфере нли в высоком
вакууме концентрация хрома (отличающегося весьма высокой упругостью
паров) в поверхностных слоях металла может уменьшиться ниже предела,
необходимого для обеспечения коррозионной стойкости.
Изменение фазового состава в
поверхностном слое. Для ряда сталей аусте-иитного класса изменение
химического состава в поверхностном слое может сопровождаться
повышением температуры начала мартенситиого превращения и, следовательно,
частичным протеканием последнего уже при охлаждении до комнатных
температур. Появление в поверхностном слое ферромагнитной структурной
составляющей увеличивает его магнитную восприимчивость и, естественно,
изменяет магнитные характеристики миниатюрной детали в целом, что в ряде
приборов недопустимо. Такие изменения происходят, например, при
термической обработке в вакууме (~10"2 мм рт. ст.) деталей
из немагнитного сплава 36НХТЮ, в котором положение температуры начала
мартенситиого превращения сильно зависит от концентрации
хрома.
Возникновение растягивающих
остаточных напряжений в поверхностном слое. В результате обезуглероживания
поверхностного слоя или обеднения его другими компонентами после
проведения термической обработки в нем возникают высокие растягивающие
остаточные напряжения, обусловленные различием температурных
коэффициентов линейного расширения и объемных эффектов при протекании
фазовых превращений в измененном поверхностном слое и в сердцевине детали
[12]. В таких условиях в поверхностном слое детали при действии даже
незначительного внешнего растягивающего напряжения может возникнуть
пластическая деформация. Остаточные растягивающие напряжения в
поверхностном слое снижают прочность при циклическом
нагружении.
