ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Критерий сопротивления деталей термической усталости и их стойкость в промышленных условиях из "Термическая усталость металлов " В ходе исследования термической усталости на образцах и при попытке распространения результатов на конструкционные элементы следует учитывать сумму коэффициентов физического подобия. [c.87] Влияние отдельных факторов Ат, B j p на результаты сопротивления термической устолости неодинаково. Химический состав материала оказывает определяющее влияние на ход процесса термической усталости. Исследования в этой области проводятся на двух группах материалов аустенитных высоколегированных и низколегированных сталях. Результаты, полученные для одной группы сталей не могут быть респространены на другие стали. [c.87] Большое влияние на процесс разрушения оказывают термомеханические свойства. При значительной разнице температурных коэффициентов- линейного р асширения отдельных фаз, возникают неблагоприятные условия для сопротивления термической усталости. Отдельные фазы, а также неметаллические включения, особенно при их полосчатом расположении, вытягиваются неравномерно, что приводит к зарождению трещин в микрообъемах. [c.88] Увеличение размера деталей, работающих в условиях циклических иэ Яенений температуры, приводит к увеличению напряжений первого рода из-за температурного перепада по сечению. Поэтому применение образцов больших размеров дает другую картину сопротивления растрескиванию, чем малых образцов. Наличие резких изменений сечения в виде надрезов повышает концентрацию напряжений, а также изменяет распределение температуры. [c.88] Необходимо также помнить и о влиянии поверхностного слоя. В большинстве случаев термическая усталость приводит к образованию трещин, начинающихся в поверхностном слое материала. Большое значение здесь имеет как шероховатость самой поверхности. Так и технологический процесс, формирующий окончательный вид детали. При коррозионном воздействии среды надйе. надрезов, оставшихся после механической обработки, образуются зародыши трещин. Исследования, касающиеся создания благоприятного состояния внутренних напряжений в поверхностном слое, например, с помощью обкатки, не подтвердили их положительного влияния из-за процессов возврата и рекристаллизации структуры. Более целесообразным кажется применение термомеханической обработки, которая существенно изменяет прочностные показатели. Повышение сопротивления термической усталости было достигнуто путем введения в поверхностный слой хрома с помощью диффузионного хромирования [111, 121] или нитроцианирования [121]. Продолжаются,, работы по внедрению других легирующих элементов в поверхностный слой, например бора. [c.88] Пределы температурного цикла нагружения, а также время сикла оказывают определяющее влияние на термическую усталость и чем больше интервал температурного цикла, тем больше термические напряжения. Наиболее существенным здесь является влияние верхней температуры цикла. При повышении температуры снижается предел текучести, а также ускоряется процесс ползучести. Влияние времени выдержки при верхней температуре термического цикла на количество циклов до разрушения материала можно определить И7] по формуле q N - В - Ь 1д г, где Л/ - количество циклов до разрушения матер ала t — время выдержки при максимальной температуре В лЬ — постоянные величины, характерные для данного материала и нагружения. [c.89] Средняя стойкость форм, применяемых для центробежного литья труб, различна. Она зависит от способа их изготовления, завода изготовителя и количества восстановлений (рис. 73). Стойкость форм после первого восстановления и новых почти в два раза выше, чем после последующего восстановления. Контроль твердости эксплуатируемых форм показывает, что имеется большой разброс в их значениях, который связан с различным временем от момента выдачи поковки и до конца погружения ее в закалочную среду. [c.91] На зарождение трещин в промышленных условиях оказывают влияние эксплуатационные факторы, из которых главными являются температура и химический состав чугуна, жидкотекучесть чугуна, время выдержки отлитой трубы, интенсивность охлаждения формы водой, способ предварительного подогрева формы паром, а также стабильность условий процесса. Колебания в содержании легирующих элементов, а также превышение их предельных значений не влияет на стойкость стальных форм. [c.91] Показателем, определяющим стойкость валков, является износ, выраженный отношением массы изношенных валков к массе прокатанного клеталла [126], а валков для горячей прокатки листов в станах дуо - количество часов работы валка или масса металла, прокатанного в данной паре валков. [c.91] Характеристику стойкости валков можно определить в виде массы прокатанной стали, приходящейся на 1 мм изношенного слоя валка. С этой целью необходимо регистрировать толщины слоя, снимаемого при очередных переточках или шлифовках. Учитывая разницу в технологических процессах, а также различное оборудование, показатели расхода валков имеют большой разброс для разных прокатных станов при прокатке одних и тех же профилей. Показатель расхода валков уменьшается не только благодаря профессу в их производстве, но также и вследствие улучшения условий их эксплуатации. Следует иметь в виду, что расход валков повышается в случае увеличения доли профилей из легированных сталей, а также при производстве фасонных профилей с более тонкими [109]. [c.91] Во время захвата металла валками, а также при выходе раската из них происходит изменение нагрузки и, следовательно, напряжений в валках. Эти напряжения зависят от величины обжатия, диаметра валка и их окружной скорости. На современных прокатных станах значительно увеличилась скорость прокатки и время контакта металла с валком не превышает сотых долей секунды. Валок подвергается чаще всего изгибающим напряжениям в двух плоскостях, а также скручивающим напряжениям. [c.92] Термическая усталость поверхностного слоя валка вызывается циклическими изменениями температуры. Участок поверхности валка, контактирующий с горячим металлом во время вращения, в результате нагрева стремится к расширению. Этому противодействуют соседние области, что приводит к возникновению сжимающих напряжений. После выхода участча из контакта с металлом происходит изменение знака напряжений с сжимающих на растягивающие. [c.92] Тонкий приповерхностный слой валка нагревается в зависимости от параметров прокатки до температуры 970 К, после чего он охлаждается. При установившемся процессе прокатки наступает равновесное состояние, при котором аккумулируемое тепло равно отводимому теплу. [c.92] В промышленных условиях применяют различные решения с целью уменьшить износ валков во время прокатки. Одним из них является поддерживание возможно низкой температуры прокатываемого материала путем, например, применения охлаждающих сопел, или создания защитных атмосфер. [c.92] Форма калибров, а также геометрия валков оказывают существенное влияние на износ. Наибольший износ наблюдается в сечениях, в которых действуют максимальные обжатия. [c.92] Большие возможности повышения стойкости валков имеет метод восстановления валков путем наплавки 8]. Изготовление многослойных валков также обеспечивает лучшие механические свойства материала наружного слоя валка [51, 68], что очень важно при прокатке легированных сталей. [c.92] Увеличение скорости прокатки и повышение требований к качеству проката на холоднополосовых станах способствует тому, что для изготовления валков применяют стали с все более высоким содержанием легирующих элементов также стремятся к получению возможно совершенной структуры поверхности. При горячей прокатке стали отмечена тенденция к применению вместо стальных кованых валков литых. [c.93] Можно предполагать, что высоколегированные кованые валки, используемые, например, в клетях чистовой группы, будут заменяться твердосплавными валками или высоколегированными жаростойкими валками. [c.93] Снижающееся количество проходов по мере повышения обжатий в процессе холодной прокатки стальных листов из высокопрочной стали говорит в пользу выбора валков, в которых сопротивление поверхностному давлению является главным критерием их оценки. [c.93] Вернуться к основной статье