Твердість низьковуглецевих сталей під час дробоструменевої обробки

Анотація

У машинобудівній промисловості поширені низьковуглецеві сталі. Під час виготовлення з них виробів, поверхню деталі з метою її очищення, зміцнення поверхневого шару, формування шорсткості й т.ін. піддають дробоструменевій обробці. Раціональні технологічні режими та ефективність процесу дробостуменевої обробки поверхні залежать від динамічної твердості матеріалу, який обробляють. Деякі дослідники [3-6] пропонують емпіричні залежності для визначення динамічної твердості з функціональною залежністю від тих чи інших механічних характеристик матеріалу. Проте результати обчислень за цими залежностями мають великі розбіжності. Це спричинено недоврахуванням різних факторів. У статті запропоновано методику визначення динамічної твердості низьковуглецевих сталей з урахуванням як факторів режиму навантажень, так і властивостей матеріалу під час дробоструменевої обробки. Значення динамічної твердості обчислюють діленням витраченої кінетичної енергії Е на об’єм вдавленої лунки . Розглянуто процес пластичного деформування лунки від дії кінетичної енергії атакуючого дробу. Показано, на що витрачається кінетична енергія атакуючого дробу (на пружне та пластичне деформування, на внутрішнє тертя, в результаті якого метал нагрівається, на мікрорізання, зовнішнє тертя, розколювання дробу та дисипативні втрати). Запропоновано  прийнятну для практичного застосунку аналітичну залежність, де враховано умови навантаження. Показано, що динамічна твердість низьковуглецевих сталей під час дробоструменевої обробки прямопропорційнамасі атакуючого дробу , квадрату швидкості атаки , залежить від коефіцієнта відновлення швидкості дробу, від величини втрати енергії йоберненопропорційна квадрату параметра шорсткості та діаметру описаної навколо дробу сфери . Коефіцієнти  та опосередковано враховують механічні властивості матеріалу. Розрахункові значення динамічної твердості низьковуглецевих сталей нижчі статичної приблизно в 2…3 рази. Це пояснюється суттєвими втратами енергії на внутрішнє тертя, яке сприяє розм’якшенню елементарних об’ємів металу в ділянці обробки внаслідок його нагрівання. Визначення за цією методикою фактичного значення динамічної твердості низьколегованих сталей під час дробоструменевої обробки забезпечує  обґрунтований вибір раціональних технологічних режимів та ефективність процесу дробоструменевої обробки із заданим результатом.