Влияние параметров технологического процесса на эксплуатационные свойства изделий

Показатели качества изготовления изде­лий, как следствия принятого технологического процесса, оказы­вают непосредственное влияние на такое основное эксплуатаци­онное свойство, как износостойкость поверхности. Во-первых, как это было показано выше, на износостойкость влияют химический состав, структура и механические характеристики материалов, которые зависят от металлургических или других процессов получения материалов, от термических и термо­химических видов обработки, поверхностей. Во-вторых, износо­стойкость зависит от геометрических и физико-химических пара­метров поверхностного слоя. При этом отклонения формы деталей увеличивают период макроприработки, а шероховатость поверхности влияет на период микроприработки, поскольку в процессе нормального изнашивания устанавливается оптимальная шероховатость, соответствующая дан­ным условия работы сопряжения (Рисунок 3).

Рисунок 3- Схема трансформации технологического рельефа поверхности в эксплуатационный

Следует иметь в виду, что связи между технологическими и эксплуатационными параметрами имеют стохастическую природу из-за рассеивания состава материала, положения детали при обработке, жесткости технологической системы и других причин, определяющих точность и стабильность процесса обработки.

Реальная ситуация, которая имеет место при изготовлении сложных изделий, заключается в том, что число контролируемых параметров меньше, чем число факторов, влияющих на надежность, а допуски на технологиче­ские параметры весьма условны и лишь приблизительно отражают их связь с надежностью изделий.

В этих условиях одним из основных методов выпуска надеж­ных изделий является обеспечение надежности самого техноло­гического процесса, и создание запаса в значениях параметров, определяющих работоспособность изделия.

На усталостную прочность оказы­вают влияние как характеристики материала, так и состояние его поверхностных слоев и наличие дефектов. Например, воз­никающие в поверхностном слое при механической обработке растягивающие остаточные напряжения обычно снижают предел выносливости, сжимающие, наоборот, могут улучшить прочност­ные характеристики. Это влияние особенно сказывается на дета­лях, работающих при знакопеременных нагрузках и высоких тем­пературах. Поэтому для них важно выбрать оптимальный техно­логический процесс обработки, обеспечивающий необходимые физические параметры поверхностного слоя.

Известно также, что параметры шероховатости поверхности оказывают, существенное влияние на сопротивление усталости. В общем случае предел усталости повышается с улучшением ка­чества поверхностного слоя. Кроме того, на них влияет направление следов обработки: при их совпадении с действием главного напряжения предел усталости выше. финишная обработка поверх­ности, которая в основном определяет конфигурацию микроскопических рисок и механические свойства поверхностного слоя, существенно влияет на предел выносливости даже при одинаковом классе шероховатости.

Для защиты металлов от коррозии широко применяются различные виды покрытий — электролитические, химические, полимерные.

Коррозионная стойкость этих покрытий, как эксплуатационное свойство изделий, находящихся под воздействием агрессивных сред, зависит не только от вида покрытия, но и от режимов их нанесения, условий, в которых осуществляется технологический процесс, возможности регулировать и контролировать его проте­кание.

Коррозионная стойкость связана с такими показателями, как сплошность, однородность покрытия по составу, стабильность по толщине.

Интенсивные коррозионные разрушения характерны для конструкций, работающих в жидких средах, вызывающих электрохимическую коррозию. Особенно опасный вид разрушения — коррозионное растрескивание — возникает при одновременном действии коррозионной среды и статических или повторно-статических нагрузок. При этом свойства металла, определяющие его восприимчивость к коррозионному воздействию среды, непосред­ственно связаны с параметрами технологического процесса.

Технологические операции, применяемые в процессе изготовления изделия, могут существенно снизить начальную термодинамическую и электрохимическую устойчивость металла в связи с возникшей неоднородностью его структуры, из-за упругопластического состояния, изменения физических и других свойств. Например, для сварных соединений и конструкций определяю­щими являются теплофизическое и химико-металлургическое воз­действие сварки. Различие в скоростях коррозионного растрескивания связано с характеристикой полей остаточных упруго-пластических деформаций и собственной потенциальной энергией, присущих каждому способу сварки.

Определяющее влияние на интенсивность растрескивания оказывает получение качественного сварного соединения без дефектов шва. Коррозионное растрескивание можно предотвратить сня­тием остаточных напряжений, например, механическим дефор­мированием.

Последовательность технологических операций, применяемые методы и режимы обработки оказывают непосредственное влияние на износостойкость, прочность, коррозионную стойкость, тепло­стойкость, стабильность -механических и физических свойств и другие эксплуатационные показатели изделий.