Intuityviausias paviršiaus grūdinimo supratimas yra tas, kad jis gali pagerinti medžiagų paviršiaus kietumą ir padidinti atsparumą dilimui. Tačiau tai taip pat veiksmingas būdas pagerinti medžiagų atsparumą nuovargiui. Ar žinai kodėl? Šiandien mes pažvelgsime į mechanizmą, kuris yra už tai.
Yra trys pagrindinės priežastys, dėl kurių dažniausiai susidaro nuovargio įtrūkimai, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Vienas iš jų yra slydimo išnirimas ant medžiagos paviršiaus, o kiti du atsiranda dėl vidinių medžiagos defektų, tokių kaip vidiniai pašalinių medžiagų intarpai, grūdelių ribų tarpai (pavyzdžiui, susitraukimo skylės) ir tt Šiandien aptariame paviršiaus kietėjimo poveikį nuovargio stiprumui. Darant prielaidą, kad medžiaga neturi defektų, daugiausia dėmesio skiriama slydimo išnirimams.
Kai medžiaga yra veikiama išorinės jėgos, slysta mikroskopiniu mastu, o slydimo juostos sukuria ekstruziją ir įsiskverbimą, slysdamos viena prieš kitą. Kaip parodyta paveikslėlyje žemiau, šios slydimo juostos ir gretimos ekstruzijos ir įsibrovimo sritys veikia kaip įtempių koncentracijos taškai, kuriuose atsiranda ir vystosi įtrūkimai. Kadangi vyrauja šlyties įtempis, įtrūkimai dažniausiai atsiranda ir plečiasi 45 laipsnių kampu. Palyginti su vidiniais grūdeliais, dalių paviršiuje esantys grūdeliai dažniau susiformuoja anksčiau, nes trūksta atramos iš aplinkinių grūdelių.
Kai paviršiumi grūdiname dalis, medžiagos paviršiaus kietumas labai pagerėja, o kietumas yra tiesiogiai susijęs su metalo stiprumu. Padidėjęs kietumas reiškia, kad padidėjo jo gebėjimas atsispirti plastinei deformacijai. Palyginti su minkštomis medžiagomis, kurios nebuvo sukietintos, sukietėjusi medžiaga santykinai rečiau sukels slydimo išnirimo judesius. Jei stebėsite mikrofotografiją, pamatysite, kad iš esmės nėra jokio akivaizdaus išspaudimo ar įsiskverbimo ant sukietėjusio paviršiaus. Todėl nėra įtempių koncentracijos, kurią sukelia slydimo išnirimas ant metalinio paviršiaus, ir labai sumažėja įtrūkimų atsiradimo galimybė. Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl paviršiaus grūdinimas gali pagerinti medžiagos atsparumą nuovargiui. Žinoma, yra ir antrinė priežastis. Po grūdinimo ir sukietėjimo medžiagos paviršius paprastai gali sudaryti liekamąjį gniuždymo įtempį ant paviršiaus. Šis liekamasis gniuždymo įtempis taip pat padeda atsispirti nuovargio įtrūkimų atsiradimui ir išsiplėtimui, taip pailgindamas medžiagos eksploatavimo laiką. Tačiau pabaigoje reikia visiems priminti du dalykus: Pirma, jei dalių konstrukcija yra nepagrįsta arba gesinimo proceso kontrolė yra nepagrįsta, kietėjimo metu gali atsirasti įtrūkimų ar mikroįtrūkimų, kurie taps nuovargio gedimo priežastimi. Antra, jei sukietėjusias dalis reikia apdailinti, šie procesai taip pat gali sukelti mikroįtrūkimus (pvz., šlifavimo įtrūkimus) arba pakeisti kietumo pasiskirstymą, sumažinti liekamąjį gniuždymo įtempį ar net paversti jį tempimo įtempimu, o tai taps kai kuriais nepalankiais veiksniais, turinčiais įtakos nuovargio stiprumui.(文章来源:iMechanics机械)
