Влияние температуры нагрева на механические свойства (характеристики) обрабатываемого материала

  • Соотношение «горячей» твердости материала инструмента и заготовки
  • Влияние нагрева на некоторые физические характеристики материала, инструмента и заготовки
  • Влияние температуры нагрева на склонность обрабатываемого материала к упрочнению
  • Влияние температуры нагрева на характер и интенсивность износа режущего инструмента
  • Оптимальная температура нагрева
  • Методы нагрева
  • Эффект улучшения обрабатываемости при резании с нагревом объясняется изменением свойств материалов заготовки и инструмента под действием температуры и влиянием этих изменений на интенсивность износа инструмента, силы резания и качество обработанной поверхности.
    С увеличением температуры нагрева в зоне резания уменьшаются твердость и прочность обрабатываемого материала, возрастают его пластичность, теплопроводность, теплоемкость, снижается склонность к его упрочнению. В то же время возрастает, вязкость, сопротивление хрупкому разрушению твердосплавных инструментов, тогда как твердость и прочность их материалов снижается в меньшей степени, чем у большинства обрабатываемых материалов.
    Закономерности этих изменений, хотя и имеют принципиально одинаковый характер, однако существенно различаются по степени и абсолютной величине у различных материалов. Ниже приведены результаты исследований авторов и данные других исследований, выясняющие природу и закономерности воздействия температур нагрева на изменения свойств материалов заготовки и инструмента и на характер явлений, сопровождающих процессы резания.
    Влияние нагрева на различные группы сталей, степень и характер изменения механических свойств с нагревом различны в зависимости от химического состава стали, ее структуры и исходных свойств.
    Изменения механических свойств метастабильной хромомарганцевой аустенитной стали 30Х10Г10 приведены в табл. 1.
    С увеличением температуры нагрева предел прочности и предел текучести для стали 30Х10Г10 уменьшаются монотонно и при температуре 600° С составляют 56% от исходных.
    Несколько иначе изменяется относительное удлинение б, характеризующее пластичность стали. Оно возрастает весьма значительно — в 3,4 раза, с увеличением температуры до 200° С, очень незначительно в диапазоне температур 200—400° С и с дальнейшим увеличением температуры до 600° С уменьшается. Однако б при температуре 600° С, в 2,7 раза больше, чем при температуре 20° С.
    Характерно, что истинный предел прочности при растяжении Sк = σв(1+σ), несколько увеличивающийся при температуре 200° С, с дальнейшим повышением температуры нагрева уменьшается (при температурах 600° С приблизительно в 1,5 раза в сравнении с исходным). Предел прочности для титановых сплавов уменьшается с увеличением температуры нагрева (рис. 1), однако степень уменьшения различна и зависит от исходной прочности. С повышением температуры различие в прочности сглаживается.
    Зависимость величины относительного удлинения от температуры нагрева имеет более сложный характер (рис. 2). Если в диапазоне температур от 20 до 400—500° С относительное удлинение не изменяется, то с дальнейшим повышением температуры до 800—900° С резко увеличивается (в 5 и 10 раз) и далее снова уменьшается, для всех сплавов, за исключением ВТЗ-1.
    Значения истинных пределов прочности при растяжении SK титановых сплавов при различных температурах нагрева приведены в табл. 2. Здесь наблюдается несколько иная картина связи между значениями SK в исходном и нагретом состояниях.
    Если для более прочного сплава ВТЗ-1 при температуре 600° С снижение Sк произошло в 1,6 раза, а при температуре 900° С — в 4,3 раза, то для менее прочного сплава ВТ1-0 снижение будет соответственно в 3,5 и 19 раз.
    Сглаживание прочности не наблюдается, а промежуточные по исходной прочности сплавы ОТ4 и ВТ5-1 даже поменялись местами, уже начиная с температуры нагрева 100° С. Для сплава ВТ20 твердость с изменением температуры изменяется согласно эмпирической зависимости НВ = 450—0,34 θ (θ — температура нагрева в °С).
    Страницы: 1 2 3


    Обработка резанием