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.

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.

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
Выбор оборудования определяется серийностью производства. Так, для механического упрочнения круглых поверхностей используются обычные токарные станки, а в качестве инструмента – давильные или обкатные ролики. Деталь, которая подлежит нагартовке, закрепляется в передней бабке станка, а давильный инструмент – в задней (при необходимости предусматривается установка дополнительных давильных роликов и в суппорте). Вал включают на минимальное число оборотов, и при постоянной (лучше – автоматизированной) подаче выполняют упрочняющую обработку. Величину подачи инструмента при силовой обкатке следует рассчитывать таким образом, чтобы глубина зоны уплотнения превышала величину упругих деформаций, характерных для данного металла. Иначе, вследствие упругого последействия заготовка восстановит свою первоначальную форму и наклёпа не произойдёт.
Для более пластичных материалов степень деформации при нагартовке составляет 3…5 %, для менее пластичных – не менее 2 %. Такой способ наклёпа называется безударным.
При ударном упрочнении используют обработку поверхности изделия непрерывным потоком абразива или закалённых стальных шариков. Подлежащие нагартовке детали загружают в стальной бункер, в который с определённой скоростью подаётся расходный материал. Повышение эффективности упрочняющей обработке происходит не только из-за регулирования количества и скорости подачи абразива/шариков, но и вследствие вращения бункера. Одновременно происходит не только упрочнение, но и очистка поверхности деталей от загрязнения, остатков технологической окалины или стружки. После окончания цикла расходный материал фильтруется, очищается и вновь направляется в бункер. Такой способ обработки эффективен в условиях среднесерийного и массового производства.
Применение в промышленности
Нагартовка используется преимущественно в ремонтном производстве, для восстановления поверхностной прочности деталей. В сочетании с такими операциями как наплавка и шлифовка, она позволяет увеличивать эксплуатационный ресурс продукции машиностроительного производства, горнодобывающей промышленности и транспорта. Основные причины наклёпа – уплотнение макроструктуры при одновременном улучшении её однородности – позволяют снизить потребность в быстроизнашиваемых запасных частях, особенно, если они изготовлены из дефицитных сталей и сплавов.
Школьная программа без скуки: смысл произведений за 3 минуты, тесты на знание классики и ловушки русского языка. Короткие статьи, которых нет на сайте.
Перемена: игры на пять минут
Все тесты
- Английский язык
- Биология
- Химия
- География
- Окружающий мир
- История
- Русский язык
- Литература
- Биографии
- Краткие содержания
- Анализ стихотворений
- Орфография
- Правоведение
- Пунктуация
- Математика
- Подготовка к ЕГЭ
- Помощь студенту
- Физкультура
- Экономика
- ОБЖ
- Сочинения
- Обществознание
- Стихи
- Физика
- Информатика
- Религия
- Фонетический разбор
- Тест на тему To be going to: значение, правила употребления 5 вопросов
- Тест на тему Конструкция go on: значения, правила употребления, примеры 5 вопросов
- Тест на тему Be familiar with: значение и правила употребления 5 вопросов
- Тест на тему Британский vs американский английский: в чем разница? 5 вопросов
- Тест на тему Be mad about - как переводится и как использовать в речи 5 вопросов
- Тест на тему Be hooked on в английском языке: значение и примеры предложений 5 вопросов
- Тест на тему История сибирской язвы и как она стала оружием 5 вопросов
- Тест на тему Что такое “железное легкое” и как жилось узникам аппарата 5 вопросов
- Тест на тему Суть и методы клеточной инженерии 5 вопросов
- Тест на тему Злаковые растения - общая характеристика, признаки и список представителей 7 вопросов
- Тест на тему Семейство бобовые - общая характеристика, строение и представители 7 вопросов
- Тест на тему Суровый климат тайги: особенности, влияние на природу 10 вопросов
- Тест на тему Острова и полуострова Зарубежной Европы 10 вопросов
- Тест на тему Уровень урбанизации Африки: города растут, вызовы множатся 5 вопросов
- Тест на тему Уровень и особенности урбанизации Канады 5 вопросов
- Тест на тему Как найти полярную звезду и зачем ее искать? 5 вопросов
- Тест на тему Что нужно знать про контурные карты 5 вопросов
- Тест на тему Сколько в нашем мире языков? 10 вопросов
- Тест на тему Золото: сколько его осталось на планете и что это значит для нас? 10 вопросов
- Тест на тему Русские по всему земному шару: сколько нас на самом деле? 10 вопросов
- Тест на тему Сколько всего в мире фамилий? 10 вопросов
- Тест на тему Сколько всего в мире самолетов? 10 вопросов
- Тест на тему Сколько всего в мире денег? 10 вопросов
- Тест на тему Команда реформ: сподвижники Петра I 10 вопросов
- Тест на тему Экономика и управление: реформы Афанасия Ордина-Нащокина 10 вопросов
- Тест на тему Положение крестьян и указ Павла I о трехдневной барщине 10 вопросов
- Тест на тему Программа Южного общества и декабрист П. И. Пестель 10 вопросов
- Тест на тему Комитет общественного блага или Негласный комитет 10 вопросов
- Тест на тему Планы переустройства России: «Конституция» Муравьева 10 вопросов
- Тест на тему Как выполнить разбор наречия по составу 5 вопросов
- Тест на тему Правила правописания суффиксов наречий 5 вопросов
- Тест на тему Морфологический признак наречий: неизменяемость 5 вопросов
- Тест на тему Чем отличаются и как найти тему и рему в тексте? 5 вопросов
- Тест на тему Способы и примеры образования наречий 5 вопросов
- Тест на тему Особенности и применение составных предлогов 5 вопросов
- Тест на тему История создания рассказа «Матренин двор» А. Солженицына 5 вопросов
- Тест на тему История создания песни «Смуглянка» 5 вопросов
- Тест на тему История создания поэмы “Кому на Руси жить хорошо” Н. Некрасова 5 вопросов
- Тест на тему История создания романа “Как закалялась сталь” Н. Островского 5 вопросов
- Тест на тему История создания оперы М. Глинки «Иван Сусанин» 5 вопросов
- Тест на тему История создания знаменитой песни “Катюша” 5 вопросов
- Тест на тему Биография Владимира Вольфовича Жириновского 5 вопросов
- Тест на тему Биография поэта и писателя Льва Рубинштейна 5 вопросов
- Тест на тему Биография президента Белоруссии Александра Лукашенко 5 вопросов
- Тест на тему 10 интересных фактов про Афанасия Фета 5 вопросов
- Тест на тему 10 интересных фактов про Ивана Тургенева 5 вопросов
- Тест на тему Биография писателя и поэта Вячеслава Урюпина 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание повести «А тем временем где-то» А. Алексина 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание комедии «Мнимый больной» Жана-Батиста Мольера 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание комедии “Доходное место” А. Островского 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание новеллы “Падение дома Ашеров” Эдгара По 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание рассказа “Крепкий мужик” В. Шукшина 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание пьесы «Золотая карета» Л. Леонова 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Каким бы малым ни был...” К. Кулиева 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения «Цицерон» Ф. Тютчева 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Поэт” М. Лермонтова 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Пора, мой друг, пора” А. Пушкина 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения «Шестое чувство» Н. Гумилева 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Юбилейное” В. Маяковского 5 вопросов
- Тест на тему Особенности раздельного написания местоимений с предлогами 5 вопросов
- Тест на тему Правописание падежных окончаний прилагательных 5 вопросов
- Тест на тему Правописание слов с непроверяемой безударной гласной в корне 5 вопросов
- Тест на тему Нужно ли ставить запятую к фразе - "с уважением"? 5 вопросов
- Тест на тему «Во-вторых» или «во вторых» – как правильно пишется? 5 вопросов
- Тест на тему "Нету" или "нет" - как правильно писать и говорить? 5 вопросов
- Тест на тему Что нужно сдавать на бухгалтера? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на пилота 5 вопросов
- Тест на тему Какие экзамены нужно сдавать на фотографа? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на хореографа? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на актера? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на режиссера? 5 вопросов
- Тест на тему Реферат по физкультуре на тему: «Здоровое питание» 5 вопросов
- Тест на тему История развития лыжного спорта в разных странах - классификация и интересные факты 6 вопросов
- Тест на тему Важность самоконтроля при занятиях спортом 5 вопросов
- Тест на тему Как выполняются прыжки через козла? 5 вопросов
- Тест на тему Что такое здоровый образ жизни? 5 вопросов
- Тест на тему Как правильно выполнять кувырки? 5 вопросов
- Тест на тему Образ Шарикова в повести «Собачье сердце» М. Булгакова 5 вопросов
- Тест на тему Образы героев в повести «Невский проспект» Н. Гоголя 5 вопросов
- Тест на тему Московские главы в романе «Мастер и Маргарита» Булгакова 7 вопросов
- Тест на тему Описание образа бирюка из рассказа И. Тургенева 7 вопросов
- Тест на тему Образы героев в романе «Отцы и дети» И. Тургенева 7 вопросов
- Тест на тему Образы героев в повести «Котлован» А. Платонова 7 вопросов
- Тест на тему "Банты" - как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Конечно же» - выделяется ли слово запятыми? 5 вопросов
- Тест на тему «Подчеркивать» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Лифты» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Строку» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Апостроф» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов

