32. Погрешности, обусловленные нагреванием элементов технологической системы

Виды износа

Способ устранения

Уменьшить скорость резания

Увеличить скорость резания

Уменьшить подачу

Уменьшить глубину резани

Выбрать более износостойкую марку сплава

Выбрать более прочную марку сплава

Выбрать режущую пластину с положительной геометрией

Износ по задней поверхности

+

+

Образование проточин

+

+

Лункообразование по передней поверхности

+

+

+

+

Пластическая деформация

+

+

+

Наростообразование

+

+

Термические трещины

+

Выкрашивание

+

+

+

Поломка пластины

+

+

+

Граничный слой

Атомы имеют связи только с соседними и нижележащими атомами и находятся в неуравновешенном неустойчивом состоянии. Граничный слой включающий примерно два ряда атомов (0,10 – 1,0 нм) обладающие запасом свободной поверхностной энергией, вследствие чего абсорбирует элементы окружающей среды (газов паров воды и жиров). Адсорбция снижает поверхностное и энергию поверхностных атомов и облегчает развитие деформаций, приводит к возникновению химических соединений. Общая толщина наружной пленки составляет: в стали 1,0…2,0 нм, в железе 1,5…2,5 нм; 1нм (нанометр) = 10^-9 м.

Поверхностный слой металла включает наружную поверхность (граничный слой) и слой деформированного металла, отличающегося от основной части (сердцевины) по своим механическим, физическим и химическим свойствам.

Внутренняя часть поверхностного слоя

У металлов (в ненапряженном ионном состоянии) располагаются поликристаллические структуры, состоящие размерами от 0,01 до 1,0 мм, связанных межзеренной прослойкой имеющую искаженную кристаллическую решетку с дислоцированными атомами основного материала и примесей. Прослойка имеет строение с ослабленными силами сцепления и повышенной энергией атомов. Толщина межзеренных слоев составляет около 5…20 атомных слоев.

Мозаичная структура (МС)

Дислокации

При кристаллизации формируется т.н. МС, состоящая из размеров 10^-3 - 10^-4 мм (т.е. до 100000 тысяч атомных расстояний) неправильной формы, но правильного внутреннего строения. Блоки мозаики состоят из мелких кристаллов. наименьший кристаллит обнаружен рентгеновским методом, имел размер 1,8 нм и состоял из 100 элементарных ячеек, включающих 400 атомов. В одном кубическом миллиметре может находиться до 10¹² блоков. В кристаллитах всегда существуют атомы, обладающие энергией превосходящей среднее значение соседних атомов, поэтому они покидают свои места и равновесия, создавая в них пустоты (вакансии). Возникновение вакансий изменяет плотность металла, оно резко возрастает при повышенной температуре или пластической деформации. Точечные дефекты (вакансии, примеси, пустоты и дислоцированные атомы) вызывают существенное влияние на механические, химические, оптические и магнитные свойства металлов.

Дислокации представляет собой более сложный дефект структуры, чем любой из точеных дефектов. Возможные типы несовершенства кристаллической структуры состоят из краевой и винтовой дислокаций. Под краевой дислокацией искажение кристаллической структуры вызвано тем, что в часть объема кристалла введена лишняя атомная плоскость. Винтовая дислокация заключается в новом характере атомных плоскостей. перпендикулярных к дислокации. Все атомы находятся на одной поверхности, эта поверхность является винтовой; она начинается у одного края и кристалла и кончается у другого. Дислокации, как точечные дефекты, могут перемещаться по кристаллической решетке.

Механическая прочность твердых тел зависит главным образом от дислокаций.

Значительные расхождения теоретической и фактической прочности металлов объясняются наличием в реальных поликристаллах различных несовершенств и дефектов кристаллической решетки.

Причина увеличения напряжения состоит в том, что в процессе деформации сильно возрастает количество дислокаций. В результате дислокации начинают хаотически переплетаться друг с другом. Это явление называется наклепом – один из типичных методов получения прочного материала.