Уплотнение - Peening

Здание Hearst Mining (камень, слева) с расширяющимся (дробеструйным) алюминиевым сплавом, справа.

Упрочнение - это процесс обработки поверхности металла с целью улучшения свойств материала, обычно с помощью механических средств, таких как удары молотка , дробеструйной обработки ( дробеструйная обработка ) или световых лучей при лазерной упрочнении. Упрочнение обычно представляет собой процесс холодной обработки, за исключением лазерного упрочнения . Он имеет тенденцию расширять поверхность холодного металла, тем самым вызывая сжимающие напряжения или снимая уже имеющиеся растягивающие напряжения . Упрочнение также может способствовать деформационному упрочнению поверхностного металла.

Остаточный стресс

Пластическая деформация в результате упрочнения вызывает остаточное напряжение сжатия в упрочненной поверхности наряду с растягивающим напряжением внутри. Это напряженное состояние похоже на то, которое наблюдается в закаленном стекле , и полезно по тем же причинам.

Поверхностные сжимающие напряжения придают сопротивление усталости металла и некоторым формам коррозии , поскольку трещины не будут расти в сжимающей среде. Преимущество достигается за счет более высоких растягивающих напряжений на большей глубине детали. Однако усталостные свойства детали будут улучшены, поскольку напряжения на поверхности обычно значительно выше, отчасти из-за дефектов поверхности и повреждений.

Упрочнение

Холодная обработка также служит для упрочнения поверхности материала. Это снижает вероятность образования трещин на поверхности и обеспечивает устойчивость к истиранию . Когда металл подвергается деформационному упрочнению, его предел текучести увеличивается, но его пластичность снижается. Деформационное упрочнение фактически увеличивает количество дислокаций в кристаллической решетке материала. Когда материал имеет большое количество дислокаций, пластическая деформация затрудняется, и материал будет продолжать вести себя эластично, значительно превосходя предел упругого течения материала, не упрочненного деформацией.

Остаточная деформация / растяжение

Пластическая деформация от упрочнения может быть полезна при растяжении поверхности объекта.

Одно из распространенных применений этого процесса упрочнения (растяжения) можно увидеть в отраслях ремонта автомобилей и производства автомобилей на заказ, где ручное или машинное упрочнение используется для растяжения тонкого листового металла для создания изогнутых поверхностей. При ручном методе используется ручной долбежный молоток, который представляет собой форму строгания . Существуют также методы машинной обработки, в которых для упрочнения листового металла используется версия механического молота .

Еще одно применение процесса упрочнения - это сплющивание листового металла, и он, в частности, используется в качестве основного метода для выравнивания стальных лент, используемых в промышленных операциях транспортировки и прессования. В этом процессе стальную ленту, имеющую поперечную кривизну, можно сплющить путем упрочнения вогнутой поверхности для ее растяжения и тем самым устранения поперечной кривизны за счет выравнивания длины поверхности ленты между ранее вогнутой и выпуклой поверхностями. Дробеструйной обработки стальных лент , как правило , достигается за счет использования специального оборудования и специальной упрочнение выстрел.

Когда упрочнение используется для создания остаточного напряжения или упрочнения предмета, необходимо проявлять осторожность с тонкими деталями, чтобы не растянуть заготовку. Если растяжение неизбежно, возможно, потребуется сделать поправки в конструкции детали или применении процесса.

Использование со сваркой

Ручное упрочнение также может быть выполнено после сварки, чтобы облегчить растягивающие напряжения, которые возникают при охлаждении в свариваемом металле (а также в окружающем основном металле). Уровень снижения растягивающего напряжения минимален и происходит только на поверхности сварного шва или рядом с ней. Другие методы, такие как тепловые пятна (если применимо), помогают снизить остаточные растягивающие напряжения. Упрочнение приведет к повышению твердости сварного шва, и этого следует избегать. По этой причине упрочнение обычно не принимается большинством кодексов, стандартов и спецификаций. Любая обработка сварного шва должна проводиться на образце для аттестации процедуры сварки.

Образец для аттестации процедуры сварки воспроизводит все основные переменные, которые будут использоваться при производственной сварке. Если сварной шов подвергается упрочнению во время аттестации процедуры сварки, последующие механические испытания образца для аттестации процедуры продемонстрируют механические свойства сварного шва. Эти механические свойства должны, как минимум, соответствовать механическим свойствам свариваемых материалов. В противном случае процедура не удалась, и процедура сварки неприемлема для использования в производственной сварке.

Заточка лезвий

Чистка лезвия косы с помощью приспособления

Лезвия для кос и серпов традиционно затачивались путем периодической проковки с последующим частым затачиванием в полевых условиях во время использования. Лезвие можно затачивать путем реформирования ковкой стали для создания профиля кромки, который затем можно затачивать . Выемки и порезы на кромке лезвия можно обработать на лезвии упрочнением, а затем сформировать новый профиль кромки для хонингования.

Наковальня для ударного приспособления с двумя колпачками с цветовой кодировкой для разных углов

Лезвия могут подвергаться механической обработке с использованием различных конструкций наковальней для ударной обработки или обрабатываться на зажимном приспособлении. Приспособление для обточки может иметь сменные колпачки, которые устанавливают разные углы: сначала можно установить грубый угол примерно на 3 миллиметра (0,12 дюйма) от края, а затем установить тонкий угол на кромке, оставляя кромку, которая поддается обработке. легко оттачивается. Затем лезвие можно затачивать, используя все более мелкие хонинговальные бруски, пока оно не будет готово к использованию.

История

Во время строительства гидроэлектростанций на плотине Баркер между 1908 и 1910 годами рабочие обнаружили, что прочные сварные швы, пока они еще не остыли, улучшают их прочность.

Первая опубликованная статья о дробеструйной обработке была написана в Германии в 1929 году и была посвящена дробеструйной обработке. Первый патент на дробеструйную обработку был получен в Германии в 1934 году, но так и не получил коммерческого применения. Независимо в 1930 году несколько инженеров Buick заметили, что дробеструйная обработка (как это первоначально называлось) делает пружины устойчивыми к усталости. Затем этот процесс был принят автомобильной промышленностью. Циммерли впервые опубликовал отчет в 1940 году. Джон Алмен провел дополнительные исследования и во время Второй мировой войны представил его авиационной промышленности.

К 1950 году упрочнение стало общепринятым процессом и вошло в техническую литературу. В том же году было изобретено ударное формование для формирования обшивки крыла самолета Super Constellation .

В начале 1970-х годов ударная обработка пережила серьезное новшество, когда такие исследователи, как Аллан Клауэр из лабораторий Battelle в Колумбусе, штат Огайо, применили высокоинтенсивные лазерные лучи к металлическим компонентам для достижения глубоких сжимающих остаточных напряжений, которые они запатентовали как Laser Shock Peening, и стали известны. в качестве лазерной упрочнения в конце 1990-х годов, когда он впервые был применен к лопастям вентиляторов газотурбинных двигателей для ВВС США.

Languages

In other projects