Влияние ультразвуковой ударно-фрикционной обработки на упрочнение и топографию поверхности конструкционной стали 09Г2С

Translated title of the contribution: The effect of ultrasonic impact-frictional treatment on the surface roughness and hardening of 09Mn2Si constructional steel

Research output: Contribution to journalArticle

1 Citation (Scopus)

Abstract

В работе проведено сравнение эффективности упрочнения конструкционной стали 09Г2С методами традиционной ультразвуковой ударной обработки (УЗУО) и предложенной авторами ультразвуковой ударно-фрикционной обработки (УЗУФО). УЗУО выполняется с приложением усилия по нормали к поверхности детали со смазкой в зоне контакта. Идея УЗУФО состоит в ударном воздействии под углом к обрабатываемой поверхности без смазки для активизации пластической деформации сдвигом в приповерхностном слое материала за счет усиления фрикционного воздействия. Показано, что с уменьшением угла приложения нагрузки к обрабатываемой поверхности и исключением смазки из зоны контакта, наблюдается рост твердости и глубины деформированного поверхностного слоя конструкционной стали 09Г2С. При этом в диапазоне углов обработки 90 – 70° упрочняющий эффект от фрикционного воздействия в основном проявляется в тонком (несколько микрон) приповерхностном слое, а шероховатость поверхности практически не меняется. С дальнейшим уменьшением угла вклад фрикционного воздействия усиливается, так для УЗУФО под углом 50° к поверхности образца глубина деформированного слоя в 1.5 раза, а его твердость 2.5 раза выше, чем при традиционной УЗУО. Обнаружено, что профиль валиков пластически вытесненного металла меняется с симметричного при УЗУО на смещенный в направлении удара при УЗУФО. Это приводит к двукратному росту параметра шероховатости поверхности Ra при α = 50°. Установлено, что при уменьшении шага сканирования от 0.2 до 0.1 мм при проведении УЗУФО с прижимной нагрузкой 149 Н и скоростью обработки 600 мм / мин происходит снижение параметра шероховатости Ra в 5 раз: с 3.9 до 0.7 мкм. Дальнейшее уменьшение шага сканирования приводит к перенаклепу поверхностного слоя и огрублению поверхности.
Translated title of the contributionThe effect of ultrasonic impact-frictional treatment on the surface roughness and hardening of 09Mn2Si constructional steel
Original languageRussian
Pages (from-to)310-315
Number of pages6
JournalLetters on Materials
Volume9
Issue number3
DOIs
Publication statusPublished - 1 Aug 2019

Keywords

  • Constructional steel
  • Surface plastic deformation
  • Surface roughness
  • Ultrasonic impact treatment
  • surface plastic deformation
  • ultrasonic impact treatment
  • BEHAVIOR
  • constructional steel
  • DEFORMATION
  • surface roughness
  • FEATURES
  • STAINLESS-STEEL
  • MICROSTRUCTURE

ASJC Scopus subject areas

  • Materials Science(all)

WoS ResearchAreas Categories

  • Materials Science, Multidisciplinary

GRNTI

  • 29.00.00 PHYSICS

Level of Research Output

  • VAK List

Fingerprint Dive into the research topics of 'The effect of ultrasonic impact-frictional treatment on the surface roughness and hardening of 09Mn2Si constructional steel'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this