Термическая обработка в машиностроении: Справочник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Термическая обработка в машиностроении: Справочник

рятсм в середине образца, легко различимым невооруженным глизом. В этом случае площадь хрупкого квадрата, отнесенная ко всей г'лощлдм образца (8X10 см), дает долю хрупкой составляющей в изломе, а по разности этих площадей находят процент волокнистой составляющей в изломе {%
...
Для высокопрочных и очень мелкозернистых сталей не обнаруживается хрупкого квадрата. Участки хрупкой составляющей равномерно распределены л перемежаются с вязкими участками. В этом случае путем изучения достаточно большого числа полей зрения определяют фрактографпческн долю ьолокнистой составляющей в каждом поле и выводят среднее ее значение.
...
Хрупкий квадрат не обязательно точно располагается в середине сечеиия, о«; может располагаться на разном расстоянии от надреза. Это определяет размер стабильной трещины (с2); чем она больше, тем больше затрачивается работы для перехода вязкой трещины в хрупкую.
...
Таким образом, ударное испытание образца кроме прямых сведений о величине работы разрушения при разном надрезе и различной температуре, а также проценте вязкой составляющей при разной температуре (%В
...
б) порог хладноломкости Тт. характеризующий склонность металла к переходу от вязкого к хрупкому разрушению; величину Гм можно заменить так позываемым запасом вязкости, являющимся разницей между рабочей температурой (обычно 20° С) и Г50.
...
Конкретные цифры, получаемые при ударных испытаниях, относятся к результатам испытаний ударных образцов сечением 10Х 10 мм (в надрезе 8Х 10 мм). При других размерах образца результаты испытания могут быть совершенно иными. На все характеристики, определяемые ударными испытаниями» влияет скорость деформирования.
...
Случаи разрушения сооружений при напряжениях значительно ниже предела текучести, с одной стороны, и недостаток ударного испытания, не дающего цифр, необходимых для расчета, с другой стороны, обусловили поиски новых критериев оценки материала, которые в той или иной степени могли бы быть положенными в основу для расчетов на прочность.
...
Прежде всего было обращено внимание на то, что внезапные, преждевременные разрушения во всех случаях не сопровождались сколько-нибудь заметными деформациями, т. е. являлись макрохрупкимн.
...
Обязательной предпосылкой корректного определения всех критериев линейной механики (характеристик вязкости разрушения Кю и С1с) является условие, что разрушение образца происходило без макродеформации по типу, изображенному на рис. 12, а, но не по типам, показанным на рис. 12, б или 12, в. При этом характер разрушения может быть и вязким (микровязким) и хрупким (микрохрупкпм).
...
А. Гриффите для макрохрупкого и микрохрупкого материала (стекло) вывел следующую зависимость разрушающего напряжения о от модуля нормальной упругости Е, величины поверхностного натяжения у, длины предельно острой трещины с (для поверхностной трещины, а для внутренней с—ее полудлина), ¡1
...
Для случая микровязкого (но макрохрупкого) разрушения Орован ввел в уравнение (7) дополнительный член Р — работу пластической деформации материала в вершине трещины:
...
Например, при а= 40 кгс/мм? длина трещины 6 мм будет безопасной, если К1е — 180 кгс/мм3'2 и поведет к разрушению, если К1с~ 100 кгс/мм3/2. Зависимость, приведенная на рис. 13, правомерна только в случае отсутствия макродеформащш по толщине образца. Для определения KJc надо обеспечить плоскую деформацию, т. е. макрохрупкое разрушение (рис. 12, а), что достигается увеличением толщины образца.
...
Наиболее распространенный вид образца, используемый при определении 1\!с, показан на рис. 14. Испытанна производится путем внецептренного растяжения образца, имеющего надрез, оканчивающийся усталостной трещиной.
...
Рис. 13. Выбор напряжения в зависимости от длины трещины и значения
...
Критерий К описывает характер изменения напряжения оу в направлении, перпендикулярном трещине, в момент начала ее распространения в зависимости от расстояния от кончика трещины (рис. 15) в соответствии с уравнением (13):
...
Величина Л'у с составляет у сталей обычно 300—500 кгс/мм6'2, что наглядно показывает, какие большие напряжения возникали бы на небольшом расстоянии от вершины трещины (при разрушающих напряжениях, почти на порядок меньших). Однако у вершины трещины при стабильном (вязком) росте образуется
...
Долговечность в отличие от надежности1 представляет собой способность к сохранению работоспособности в течение определенного времени. Долговечность зависит от условий эксплуатации. Долговечность материала определяют при испытаниях на усталость, ползучесть, износ, коррозию.
...
При знакопеременной нагрузке разрушение может происходить постепенно при напряжениях, меньших предела текучести и предела прочности. Этот процесс постепенного разрушения (усталость) заключается в том, что поверхность, как наиболее нагруженная часть сечеиия (при изгибе, кручении), претерпевает микродеформацию, а затем в наклепанной (упрочненной деформацией) зоне возникает трещина, которая постепенно развивается. Пораженная трещинами часть сечения не несет нагрузки, а оставшаяся часть сечения непрерывно уменьшается, и напряжения в ней возрастают до тех пор, пока не происходит мгновенное разрушение.
...
Усталостное разрушение характеризуется особым видом излома (рис. 16), состоящим из двух зон — зоны усталости и зоны статического долома.
...
Испытание на усталость чаще всего осуществляют на вращающемся образце (гладком или с надрезом) с приложенной постоянной изгибающей нагрузкой. На поверхности образца, а затем и в глубине, по мере развития трещины, растягивающая или сжимающая нагрузка изменяется по синусоидальному или другому закону. Определив при данном напряжении время (число циклов) до разрушения, наносят точку на график. В результате получают кривую усталости (сплошная ломаная линия на рис. 17). Видно, что существует напряжение, которое не вызовет усталостного разрушения в течение сколь угодно долгого времени испытания. Это напряжение представляет собой физический предел выносливости (Он/).
...
Усталостное разрушение происходит в три стадии (рис. 17): / стадия — постепенное накопление напряжения до возникновения трещины, // стадия —
...
Наличие на поверхности детали напряжений сжатия утрудняет образование трешнн усталости, приводя к повышению предела выносливости и увеличению времени до разрушения в зоне ограниченной выносливости (повышает так называемую «живучесть»).
...
Наоборот, концентраторы (а том числе даже шероховатость поверхности), создавая напряжения растяжения, понижают предел выносливости и живучесть.
...
Разрушение от усталости при температурах ниже порога хладноломкости происходит очень быстро после появления трещины. Другими словами, в хрупком состоянии стадии // и /// очень короткие, хотя стадия / может быть достаточно длительной, при этом o_t может иметь довольно высокое значение.
...
Другой вид постепенного разрушения — это разрушение в результате износа — явление столь же частое, как и разрушение усталости. Износ является следствием трения двух поверхностей. В процессе тре.шя у менее износостойкого материала (обычно, но не всегда, менее твердого) износ больше. Износ состоит в отрыве отдельных частиц. Важное значение при износе имеет химическое и физическое взаимодействие трущихся пар.
...
Износостойкость зависит от структуры. Мелкозернистая структура обычно более износостойка, чем крупнозернистая. Твердые включения повышают износостойкость, например карбиды в мартепситной матрице.
...
В лабораторных условиях обычно износостойкость определяют взвешиванием образца до и после испытания и характеризуют потерей массы (г-ма/ч, где г — потеря массы в граммах, м2 — поверхность износа, ч — время изнашивания). Износостойкость весьма сильно зависит от условий трения. В одних случаях материал А
...
Механические свойства, за исключением некоторых (модуль упругости коэффициент Пуассона, величина которых обусловлена силами междуатомных взаимодействий), характеризующие прочность, надежность и долговечность металла, зависят от его структуры и состава.
...
Твердость, определяемая простейшими, неразрушающими методами, зависит в основном от содержания углерода и условий термической обработки стали (скорости охлаждения при закалке, температуры и продолжительности отпуска).
...
Твердость в закаленном состоянии (на мартенсит) определяется содержанием углерода (рис. 18), причем более интенсивное охлаждение (сверх критической скорости охлаждения) ведет к некоторому повышению твердости. Закалка с нагревом ТВЧ дает более высокую твердость, чем объемная закалка, так как в первом случае больше скорости охлаждения (эффект внутренней холодной массы металла).
...
6. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И СТРУКТУРЫ НА ПРОЧНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
...
Рис. 18. Зависимость твердости закаленной стали от содержания углерода: 1 — объемная закалка; 2 — закалка ТВЧ; 3 — микротвердость мартенсита
...
Твердость фактически характеризует то же свойство, что и предел прочности — сопротивление значительной пластической деформации.
...
Рис. 18. Зависимость твердости закаленной стали от содержания углерода: 1 — объемная закалка; 2 — закалка ТВЧ; 3 — микротвердость мартенсита
...
д) предел прочности ограничивается значением 150 кгс/мм2; при более высокой прочности иа сталях обычного качества не удается получить вязкое разрушение, и свойства оказываются нестабильными; если при он < 100—120 кгс/мм3 характеристика 0О
...
Недостаточность стандартных характеристик иллюстрирует табл. 4, в которой приведены данные по механическим свойствам и стойкости рельс, имеющих предел прочности около 130 кгс/мм2 и разрушающихся хрупко при комнатной температуре. Три сорта рельс имеют одинаковые прочностные показатели, но их работоспособность различается в 2—2,5 раза.
...
Таблица 6, Прочность и порог хладноломкости сталей 40ХМФ и 17ГС в зависимости от температуры отпуска
...

Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Термическая обработка в машиностроении: Справочник