Упрочнение металла методом наклепа: описание процесса

Улучшение прочностных характеристик металла всегда является целью выбора наилучшего материала, необходимого для изготовления и эксплуатации тяжелонагруженных конструкций и узлов оборудования. Кроме термической обработки, этому способствует также наклёп (иначе — нагартовка, упрочнение) металла.

Сущность нагартовки

Процесс заключается в повышении прочностных характеристик металла, среди которых – увеличение предела прочности и твёрдости. Одновременно характеристики пластичности, например, относительное удлинение, падают.

Употребительными терминами считаются три – нагартовка, наклёп, упрочнение. Термины «нагартовка» и «наклёп» относится лишь к такому варианту упрочняющей обработки, когда конфигурация всех участков обрабатываемой заготовки/детали не изменяется. Соответственно, если продукт одновременно подвергается интенсивной пластической деформации, процесс называют упрочнением.

Упрочнение металла методом наклепа: описание процесса

Как практически отличить явление наклёпа/нагартовки от упрочнения:

  • За весь период эксплуатации детали нагартовка может производиться несколько раз. Упрочнение выполняется только однажды, при пластическом деформировании материала.
  • Для реализации наклёпа/нагартовки требуется специальное оборудование, в то время как упрочнение ведётся тем же формообразующим инструментом.
  • Упрочнение является технологическим, а нагартовка/наклёп – конструктивным способом повышения прочности изделия.
  • Несмотря на эти отличия, физическая суть процесса не меняется. Нагартовка представляет собой следствие накопления внутренней энергии в металле или сплаве вследствие искажений в пространственной кристаллической решётке. При этом происходит поверхностный сдвиг в плоскости скольжения, который сопровождается блокированием мельчайшими обломками зёрен, а также выпадением мелкодисперсных фаз.

    Все эти явления происходят только в поверхностном слое, толщина которого не превышает 0,5…1,0 мм. В результате плотность металла увеличивается, а многие из поверхностных дефектов (литья или прокатки) залечиваются.

    Упрочнение металла методом наклепа: описание процесса

    Разновидности процесса

    Классификация переходов фазового наклёпа может быть выполнена по следующим признакам:

  • По характеру движения, которое выполняется рабочим инструментом – оно может быть возвратно-поступательным или вращательным. Последний вариант характерен для нагартовки деталей, являющихся телами вращения.
  • По количеству проходов нагартовки – одно- или многоступенчатые процессы. Первые используются для продукции, которая изготовлена из пластичных металлов и сплавов, вторые – для материалов со сниженными показателями пластичности.
  • По наличию или отсутствию промежуточной среды (расходного материала), при помощи которой и выполняется процесс наклёпа. Наличие промежуточной среды усложняет конструкцию оборудования, но зато возрастают и его технологические возможности. В частности, допускается варьирование параметрами процесса в более широких пределах.
  • При единичном характере выполняемых операций нагартовка может выполняться вручную, однако более высокое качество наклёпанной поверхности обеспечивает только механизированная и автоматизированная обработка. Отметим также, что значительно более высокими возможностями обладают процессы термической обработки металлов, которые по своей сущности тоже являются упрочняющими.

    В настоящее время считается, что выделение операции наклёпа в самостоятельный переход технологического процесса получения продукции далеко не всегда целесообразно, и должно сочетаться с другими операциями.

    Оборудование для наклепа

    Предыдущая
    МатериаловедениеХарактеристика быстрорежущих сталей: марки, производство и улучшение
    Следующая
    МатериаловедениеПерлитный класс стали: описание, марки, сварка
    Помогли? Поставьте оценку, пожалуйста.
    Плохо
    0
    Хорошо
    0
    Супер
    0
    Спринт-Олимпик.ру
    Мы в ВК, подпишись на нас!

    Подпишись на нашу группу в ВКонтакте, чтобы быть в курсе выхода нового материала...

    Вступить
    ×