Поверхневе зміцнення

Поверхне́ве змі́цнення (англ. surfase strengthening) — зміцнення шляхом зміни властивостей поверхневого шару заготовки або виробу[1].

Актуальність технологій поверхневого зміцненняРедагувати

Підвищення опору деталей руйнуванню для різних видів експлуатаційного навантаження досягають за допомогою технологічних методів об'ємного або поверхневого зміцнення. Об'ємне зміцнення (зміцнення матеріалів) підвищує статичну міцність деталей, у яких робочі механічні напруження розподілені більш-менш рівномірно. Для виготовлення таких деталей застосовують високоміцні сталі та сплави, композиційні матеріали. Проте більшість деталей працює в умовах, за яких експлуатаційного навантаження (тиск, нагрівання, тертя, дія навколишнього середовища тощо) зазнає переважно їх поверхневий шар. Отже, такі характеристики, як зносостійкість, зародження та розвиток тріщини від втоми матеріалу, поява осередків корозії залежать у більшій мірі від опору поверхневого шару руйнуванню, ніж від властивостей матеріалу виробу в цілому. Для деталей, руйнування яких починається з поверхні, розроблено велику кількість методів поверхневого зміцнення, що ґрунтуються або на нанесенні покриття, або зміні стану (модифікуванні) поверхні, що може відбуватись як без зміни хімічного складу, так і зі зміною хімічного складу матеріалу біля поверхні.

У першому випадку, зміцнення деталей досягають шляхом осаджування на їх поверхні матеріалів, які за своїми властивостями відрізняються від основного металу, але найбільше відповідають умовам експлуатації за зносостійкістю, корозійною стійкістю, стійкістю до хімічного впливу, жаротривкістю тощо.

Під час зміни стану (модифікації) поверхневого шару відбувається фізико-хімічне перетворення в металі (сплаві), яке підвищує його опір руйнуванню.

Класифікація методів поверхневого зміцненняРедагувати

Усі відомі методи поверхневого зміцнення можна згрупувати у 5 основних класів:

  • зміцнення шляхом утворенням плівки на поверхні виробу;
  • зміцнення, пов'язане зі зміною хімічного складу поверхневого шару;
  • зміцнення, пов'язане зі зміною структури поверхневого шару;
  • зміцнення, пов'язане зі зміною енергетичного запасу поверхневого шару;
  • зміцнення, пов'язане зі зміною тим чи іншим способом мікрогеометрії поверхні.

Зміцнення з утворенням плівки на поверхніРедагувати

До методів зміцнення з утворенням плівки на поверхні належать:

Зміцнення від зміни складу поверхневого шару виробуРедагувати

Існують такі методи зміцнення через зміну хімічного складу поверхневого шару металевого виробу:

Зміцнення через зміну структури поверхневого шару виробуРедагувати

До методів зміцнення зі зміною структури поверхневого шару належать такі методи обробки поверхонь:

Зміцнення зі зміною енергетичного запасу поверхневого шаруРедагувати

Існують такі методи зміцнення зі змінюванням енергетичного запасу поверхневого шару:

  • обробка в магнітному полі (термомагнітна, обробка імпульсним магнітним та власне магнітним полем);
  • обробка в електричному полі.

Зміцнення наклепом зі зміною мікрогеометрії поверхніРедагувати

До методів зміцнення зі зміною мікрогеометрії поверхні з наклепом відносять:

Часто використовуються комбіновані методи поверхневого зміцнення: анодно-механічна обробка, поверхневе легування з вигладжуванням, різання із впливом ультразвукових коливань, магнітно-абразивна обробка тощо.

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. ДСТУ 2494-94 Метали. Оброблення зміцнювальне. Терміни та визначення.
  2. ДСТУ 3761.5-98 Зварювання та споріднені процеси. Частина 5. Газотермічне напилення. Терміни та визначення.
  3. ДСТУ 3761.2-98 Зварювання та споріднені процеси. Частина 2 Процеси зварювання та паяння. Терміни та визначення.

ДжерелаРедагувати

  • Методи поверхневого зміцнення у процесі виготовлення деталей машин: навч. посіб. / А. Г. Фесенко та ін. — Д.: РВВ ДНУ, 2015. — 104 с.
  • Інженерія поверхні: Підручник / К. А. Ющенко, Ю. С. Борисов, В. Д. Кузнецов, В. М. Корж  — К.: Наукова думка, 2007. — 559 с. — ISBN 978-966-00-0655-3
  • Лазерна, плазмова і детонаційна технології зміцнення поверхонь: монографія/ О. Й. Мажейка. — Кіровоград: Вид. Лисенко В. Ф., 2011. — 260 с. — ISBN 966-2570-12-0
  • Балтер, М. А. Упрочнение деталей машин / М. А. Батлер. — М: Машиностроение, 1978. — 184 с.
  • Лахтин Ю. М. Материаловедение: учеб. для высш. техн. учебных заведений, 3-е изд., перераб. и доп. / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. — М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.
  • Лещинский Л. К. Плазменное поверхностное упрочнение / Л. К. Лещинский, С. С. Самотугин, И. И. Пирч, В. И. Комаров. — К.: Техніка, 1990. — 109 с.
  • Спеціальні покриття в машинобудуванні: навч. посіб. / А. Г. Фесенко, М. М. Убізький, О. В. Кулик, Д. І. Шевчук. — Д: РВВ ДНУ, 2009 — 92 с.
  • Бучинський М. Я., Горик О. В., Чернявський А. М., Яхін С. В. Основи творення машин / За редакцією О. В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України. — Харків: Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. — ISBN 978-966-2989-39-7