Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Систематических исследований влияния предварительной пластической деформации материала на его усталостную прочность в жидкометаллической среде не проводилось. Однако некоторые заключения о действии этого фактора можно сделать на основании работ.
Нa рис. 117 изображена диаграмма усталостной прочности при симметрическом изгибе латуни 70/30 на воздухе и в жидкой ртути. Испытания проведены на проволочных образцах (диаметр 2,54 мм), претерпевших значительную пластическую деформацию в процессе холодной протяжки.
Из рис. 117 видно, что наклепанный материал подвергается значительному влиянию жидкой ртути при испытании под циклически изменяющейся нагрузкой. Сопоставляя рис. 117 и рис. 115, на котором приведены результаты усталостных испытаний отожженной латуни 70/30, приходим к заключению, что степень воздействия ртути в обоих случаях примерно одинакова. Аналогичен и характер воздействия жидкого металла на отожженный и наклепанный материалы: эффект влияния снижается с уменьшением амплитуды напряжения и имеет минимальное значение в области истинного предела усталости.
Из сопоставления рис. 115 и 117 также следует, что предварительная пластическая деформация приводит к повышению усталостной прочности материала как на воздухе, так и в жидком металле. Таким образом, результаты работы показывают, что наклеп не вызывает существенного изменения степени влияния жидкометаллической среды на усталостную прочность материала и, следовательно, способствует упрочнению материала примерно в той же мере, как и при испытании на воздухе.
Аналогичный вывод следует также из работы, в которой приводятся результаты испытаний на перегиб проволочных образцов ст. 40 в состоянии поставки и после отжига. Из приведенных в табл. 49 данных этой работы видно, что уменьшение числа циклов до разрушения образцов в ртути практически одинаковое у металла в состоянии поставки и в отожженном состоянии.
Хотя общий наклеп материала не влияет существенно на степень снижения усталостной прочности твердого металла в жидком, однако местная пластическая деформация может заметно уменьшить воздействие жидкого металла. Такой эффект был получен Г.В. Карпенко при испытании на циклический изгиб латуни Л62 и дуралюмина Д1. Он установил, что жидкая ртуть вызывает снижение выносливости этих материалов, но ее вредное влияние значительно ослабляется после обкатки роликами поверхности образцов. Положительное влияние поверхностного наклепа в этом случае определяется, по-видимому, не пластической деформацией как таковой, а вторичным эффектом. Известно, что деформация образцов обкаткой роликами приводит к возникновению в поверхностном слое металла остаточных сжимающих напряжений. Эти напряжения могут быть весьма значительны; например, у стальных образцов они достигали 50 70 кг/мм2. Появление сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое приводит к повышению выносливости образцов в результате уменьшения действующей амплитуды напряжения. Завальцовывание поверхностных дефектов структуры также является, по-видимому, одним из факторов, способствующих уменьшению влияния жидкого металла на усталостную прочность образцов, обкатанных роликами.