ТЕРМИЧЕСКАЯ И ХИМИКОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
При термической обработке в поверхностных слоях детали возникают остаточные напряжения. Сжимающие остаточные напряжения могут быть созданы путем быстрого охлаждения после нагрева до температуры ниже критической (иапример, при нагреве деталей из конструкционных сталей до и охлаждения в воде).
Экспериментальные исследования показали, что сжимающие остаточные
напряжения после термической обработки повышают сопротивление усталости деталей без концентраторов напряжений на 10—30% и на 50—80% деталей с концентраторами напряжений.
При поверхностной закалке токами высокой частоты в поверхностных слоях обычно создаются сжимающие остаточные напряжения, повышающие сопротивление усталости деталей с концентрацией напряжений (на 70—200% при наличии посадки с натягом).
В зонах обрыва закаленного слоя, например в галтелях валов, возникают остаточные напряжения растяжения, сопротивление усталости валов в этих местах снижается на 20—30%. Эти зоны после поверхностной закалки необходимо упрочнять (роликом или дробью).
Сжимающие остаточные наприжения в поверхностных слоях деталей образуются при цементации, азотировании и цианировании. Если при шлифовании поверхностей после химико-термической обработки не возникают остаточные напряжения (обычно растягивающие), то сопротивление усталости деталей возрастает.
Обработка дробью поверхностей, подвергнутых химико-термической обработке и последующему шлифованию, оказывает благоприятное влияние на несущую способность деталей при переменных нагрузках, так как стабилизирует свойства поверхностных слоев деталей (устраняет некоторые дефекты и растягивающие напряжения от шлифования).
Остаточные напряжения в поверхностных слоях образуются и при нанесении гальванических покрытий. При никелировании возникают растягивающие остаточные напряжения, снижающие пределы выносливости деталей на 10—30% (большие значения относятся к сталям повышенной прочности). Несколько меньше снижение прочности наблюдается в случае хромирования и меднения. При нанесении цинкового, кадмиевого и серебряного покрытий сопротивление усталости деталей не изменяется.
При назначении покрытий необходимо учитывать условия работы деталей (особенно рабочую температуру).
Эффективность упрочняющей обработки может быть оценена экспериментально путем измерения остаточных напряжений или при проведении натурных механических испытаний деталей в эксплуатационных условиях.