Надежность и долговечность деталей машин в значительной степени обусловливаются механическими характеристиками их поверхностей, формирующихся в процессе механической обработки. В лаборатории прочности Физико-технического института АН БССР проведены исследования влияния исходной структуры стали на механические характеристики поверхностей деталей машин после их обработки поверхностным пластическим деформированием.
Исследования проводились с использованием кольцеобразных образцов (наружный диаметр 55 мм, внутренний 25 мм, ширина 10 мм), подвергавшихся механической обработке поверхностным пластическим деформированием по наружной цилиндрической -поверхности. Для сравнения полученных результатов термическая и механическая обработки производились одновременно для всего комплекта образцов.
При исследованиях применялись образцы из стали марок 20, 35, 45, У8А, 40Х, ШХ15 с исходными структурами отжига, сорбита, троостита, мартенсита отпуска и мартенсита закалки. Различные структуры образцов получались после предварительного отжига, закалки и соответствующих видов отпуска. Обработка поверхностей образцов поверхностным пластическим деформированием осуществлялась обкатником с шариком диаметром 5,5 и 12 мм. Динамометрическое устройство позволяло производить обработку образцов с заданным радиальным усилием.
Обкатывание производилось со скоростью 0,58 м/сек и подачей 0,3 мм/об. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости использовалось машинное масло. Чистота предварительной обработки (после шлифования) соответствовала 6-му классу. Измерение твердости обработанных поверхностей образцов производилось на твердомере типа ТП-1 с нагрузкой на индентор 5 кг.
Для сопоставления результатов экспериментов, полученных при обкатывании образцов инструментами с шариками различных диаметров, нами использована характеристика степени деформации поверхности, представляющая собой отношение диаметра отпечатка, полученного путем статического вдавливания шарика обкатника с усилием обкатывания, к диаметру шарика: