Агрессивные среды
Агрессивная среда – это технологическая или природная среда любого агрегатного состояния, которая способна вступать в химическое взаимодействие с конструкциями и материалами, результатом которого может стать их неспособность выполнять свои функции.
В зависимости от скорости коррозии агрессивные среды делятся на:
- Весьма агрессивные - 10 миллиметров в год.
- Сильно агрессивные - от 1 до 10 миллиметров в год.
- Агрессивные - от 0,1 до 1 миллиметра в год.
- Умеренно агрессивные - от 0,01 до 0,1 миллиметра в год.
- Малоагрессивные - 0,001 до 0,01 миллиметра в год.
- Неагрессивные - менее 0,001 миллиметра в год.
Способы упрочнения стали
Большинство деталей из стали работает в условиях кавитации, изнашивания, коррозии, циклических нагрузок, высоких температур и т.п. Поэтому они подвергаются дополнительной обработке, цель которой их упрочнение. Способы увеличения прочности деталей из стали классифицируются следующим образом:
Статья: Выбор стали и способа ее упрочнения для упругих элементов, работающих в агрессивных средах
- Термическая обработка. К данным способам упрочнения относятся закалка (поверхностная, объемная и объемно-поверхностная), рекристаллизация.
- Механические способы. К данным способам упрочнения относятся алмазное выглаживание, обкатывание, старение и чеканка.
- Химико-термические способы. К данным способам упрочнения относятся нитроцементация, цементация, цианирование, азотирование, легирование и диффузионное насыщение металлами (никелирование, алитирование, хромирование, силицирование и борирование).
- Газотермическое напыление. К данным способам упрочнения относятся высокоскоростное газопламенное, плазменное, детонационное, газопламенное напыление, а также электродуговая металлизация.
- Наплавка. К данным способам упрочнения относятся плазменная, газопорошковая, вибродуговая наплавка, а также наплавка самозащитными проволоками и наплавка под флюсом.
- PVD-процесс. Данный способ заключается в напылении тонких пленок в вакууме.
- Комбинированные способы. К данным способам упрочнения относятся способы, состоящие из нескольких традиционных методов упрочнения стали.
Легирование – это придание стали специальных химических, механических и физических свойств посредством ввода в ее состав легирующих элементов.
Выбор стали и способа ее упрочнения для упругих элементов, работающих в агрессивных средах
Процесс выбора стали и способа ее упрочнения для упругих элементов, которые работают в агрессивных средах, можно разделить на следующие основные этапы:
- Анализ условий эксплуатации элементов.
- Изучение возможных причин повреждения и разрушения детали в процессе эксплуатации.
- Изучение и анализ эксплуатационных требований к детали.
- Выбор видов стали конкретного функционального назначения с обоснованием.
- Изучение влияния химического состава среды эксплуатации на свойства стали.
- Изучение технологических требований.
- Изучение экономических требований.
- Выбор конкретной марки стали из предложенных.
- Выбор способа упрочняющей обработки.
В условиях массового производства при выборе упрочняющей обработки предпочтение должно отдаваться самым экономичным и производительным технологическим процессам
Чтобы ограничить упругую деформацию материал должен обладать высоким модулем упругости (сдвига), который является критерием его жесткости. Именно данный критерий, а не прочность определяет размеры корпусов редукторов, станин станков и прочих элементов, от которых требуется сохранение точных формы и размеров. Но, при этом судить о надежности работы элемента только по расчетам нельзя. Необходимо проводить испытания деталей на специальных стендах или в процессе эксплуатации. Имея данные о прочности элемента, можно установить комплекс параметров, находящихся в наибольшей корреляции с эксплуатационными свойствами детали, в том числе и упругих.
Технологические требования к стали и способам ее упрочнения заключаются в следующем. Готовый элемент должен соответствовать минимальной трудоемкости ее производства. Она должна обладать хорошей обрабатываемостью давлением и резанием, таким образом особое значение приобретает выбор способа предварительной обработки заготовок, определяемый с учетом последующих способов упрочнения. В большинстве случаев предварительное упрочнение - термическая обработка. Она осуществляется в заготовительных цехах. Экономические требования заключаются в следующем. Марка стали должна быть максимально возможно дешевой, с учетом всех затрат - стоимость стали и изготовление детали.
Для осуществления упрочняющей обработки упругого элемента из стали на каждую деталь составляется специальная технологическая карта, на которой указывается марка стали, способ упрочняющей обработки, а также информация о применяемых оборудовании, приспособлениях и методы контроля качества.
