Металлопромышленность. Возникновение наклепа материала срезаемого слоя

Возникновение наклепа материала срезаемого слоя обусловлено явлениями внутрикристаллических и межкристаллических сдвигов, приводящих к искажению кристаллической решетки, границ кристаллитов, измельчению зерен и появлению внутренних напряжений. Согласно гипотезе Г. В. Акимова, упрочнение материала ведет к перестройке связей внутри кристаллической решетки металла, т. е. к образованию более прочного и вместе с тем жесткого электронного «скелета», в результате чего повышается прочность материала и снижается его пластичность. Этот процесс сопровождается поглощением энергии, причем чем больше величина энергии, тем прочнее становятся электронные связи и выше степень упрочнения. Это один из важных процессов в производстве терморегуляторов теплоснабжения.

Интенсивность упрочнения решетки твердого раствора тем больше, чем более легирован Д сплав, т. е. чем больше концентрация растворенных атомов в основной кристалла ческой решетке металларастворителя. Поэтому увеличение числа компонентов в никелевых сплавах способствует повышению прочности сплава; при этом максимальная кратность упрочнения и при комнатной температуре равна 2,5-2,6. Повышение температур, сопровождающих пластическую деформацию, ведет к значительному (до 20—40 раз) возрастанию кратности упрочнения. Высокому упрочнению жаропрочных сплавов аустенитного класса способствует распад под действием пластического деформирования резанием пересыщенных твердых растворов, сопровождающийся образованием мелкодисперсных фаз, повышающих прочность материала в процессе деформирования.

В результате упрочнения происходит образование остаточных внутренних напряжений. Установлено, что возникающие внутренние напряжения различны по величине и направлению в различных точках деформированного объема; эти изменения происходят не только от зерна к зерну, но и в пределах одного зерна. В соответствии с этим различают напряжения первого рода, т. е. напряжения, охватывающие весь слой и определяющие упругие деформации детали в целом; напряжения второго рода, т. е. микронапряжения в отдельных кристаллах, приводящие к локализованному изгибу кристаллической решетки (их величина различна для отдельных кристаллов), и напряжения третьего рода, являющиеся упругими напряжениями, охватывающими еще более малые области — отдельные участки кристаллической решетки. Их возникновение вызвано внедрением отдельных атомов в кристаллическую решетку между уже имеющимися там атомами. Результатом такого перемещения является образование пар: вакансия — включение. Величины этих трех видов напряжений, возникающих в пластически деформированном материале, не связаны однозначно между собой; в ряде случаев могут преобладать напряжения второго или третьего рода.