Глубина распространения остаточных напряжений сжатия
Вместе с тем глубина распространения остаточных напряжений сжатия после гидродробеструйной обработки более чем в 1,5 раза превышает глубину залегания напряжений сжатия после ультразвукового упрочнения. Градиент их снижения значительно меньше, а прирост выносливости после ГДУ и УЗУ составил соответственно гду— 22, узу—5%. Эти результаты позволяют считать, что в рассматриваемых условиях при одинаковой величине остаточных напряжений сжатия на поверхности чем больше глубина залегания напряжений сжатия и меньше градиент спада напряжений по глубине, тем выше выносливость материала.
Это связано с увеличением диапазона благоприятного влияния остаточных напряжений на перераспределение рабочих напряжений и, следовательно, на условия возникновения и развития усталостных трещин.
Сопоставление эпюр остаточных напряжений и кривых выносливости показывает, что прирост выносливости материала при увеличении максимума напряжений на поверхности составил увеличении глубины залегания напряжений сжатия.
Таким образом, при наличии определенного уровня сжимающих напряжений на поверхности фактор изменения глубины залегания остаточных напряжений сжатия оказывает более сильное влияние на изменение выносливости, чем увеличение напряжений на поверхности, следовательно, для повышения выносливости управление глубиной залегания напряжений сжатия в данных условиях эффективнее увеличение максимума напряжений сжатия на поверхности.
Изложенный анализ результатов исследования остаточных напряжений и данных испытаний на усталость позволяет сделать заключение, что усталостная прочность исследуемых материалов в значительной степени определяется не только знаком и уровнем сжимающих остаточных напряжений на поверхности, но и глубиной их залегания и градиентом изменения напряжений по глубине металла.
На основе полученных результатов можно считать, что для повышения усталостной прочности крупногабаритных лопаток из сталей 15Х11МФ, 12X13 необходимо обеспечивать и регламентировать образование в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений величиной 280 ... 330 МПа, плавно распространяющихся на достаточную глубину (до 300 ... 600 мкм). Наряду с этим должны быть гарантированы и другие характеристики качества поверхности: минимальная шероховатость (Я—0,7-4-1,4 мкм), рациональная степень наклепа 20 ...30 %.