ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Модельные исследования влияния термической усталости на изменение свойств в различных зонах сечения из "Термическая усталость металлов " Большое количество переменных факторов, определяющих ход процесса термической усталости, не всегда дает возможность точно установить диапазон влияния каждого из них. Позтому невозможно разработать единый универсальный метод исследования термической усталости, который был бы адекватен различным процессам. Понятно. что результаты, полученные на образцах, испытанных при одноосном напряженном состоянии, не будут то кдественны фактическим нагружениям деталей при двухосном или объемном напряженных состояниях. [c.103] Обобщая результаты исследования, можно утверждать, что внутри образцов, подвергнутых 200 термическим ударам, в зонах, удаленных на 5-20 мм от внутренней поверхности, по мере увеличения количества циклов происходят относительно небольшие изменения механических свойств. Предел текучести после 600 термических ударов повышается. Однако существенное изменение происходит в тонком слое толщиной 2 мм, расположенном вблизи внутренней поверхности. Временное сопротивление этого слоя уменьшается до 490 МПа и при этом очень существенно снижается относительное удлинение. Металлографические исследования показывают, что при циклическом нагреве происходят существенные изменения структуры, которые в приповерхностной области приводят к снижению временного сопротивления и относительного удлинения. На расстоянии же большем 5 мм изменения свойств незначительны. [c.105] Полученные данные испытаний на усталостную прочность посолили получить графики, приведенные на рис. 88 при частоте нагружения 1 Гй. Видно, что количество циклов до макроскопического разрушения материала, подвергнутого 200 термическим циклам при напряжении 637 МПа, достигает 310. Это означает, что по отношению к исходному материалу происходит трехкратное уменьшение сопротивления термической усталости. Максимальное снижение стойкости материала происходит после 600 циклов, когда стойкость составляет 80 циклов, что указывает на двенадцати кратное снижение количества циклов до разрушения. [c.105] Полученные результаты указывают на то, что в приповерхностной зоне в результате повторяющихся термических ударов имеет место очень значительное снижение усталостной прочности, происходящее в результате микроструктурных изменений. Нагружение с остроугольным циклом более интенсивно снижает усталостную прочность образцов с надрезом. Влияние же частоты нагружения, как показали предварительные исследования, невелико. [c.105] 89 приведены изменения твердости HV в поперечном сечении образцов из стали 20Х2МБ после нормализации и термического улучшения, а также после исследования термической усталости для цикла 293 953 К. Подобный ход изменения твердости имеет место также и в других низколегированных стапях типа 20Х2М после определенного количества циклов. Из рисунка видно, что в тонком приповерхностном слое толщиной д( 2 м происходит значительное снижение величины твердости и лишь только на расстоянии 4 5 мм от поверхности образца наступает ее стабилизация. Это указывает на то, что структурный изменения проникают на большую глубину. [c.106] Заро)Кдение и развитие микротрещин во время термической усталости протекает для разных металлических сплавов по разным, механизмам. Дня армко-жепеза и Ст. 10 существенные изменения происходят в тонком слое толщиной 1-2 мм и они сопровождаются снижением твердости, образованием субструктуры и уменьшением а-фазы в результате газовой коррозии. В этих материалах процесс растрескивания распространяется от поверхности вглубь, чаще всего по границам зерен. [c.106] В этих сталях на глубине 1 мм отмечен локальный максимум твердости, что связано с диффузией легирующих элементов, а также обезуглероживанием поверхности и выделением карбидов. [c.107] Зависимость твердости после термической усталости стали 20Х2М от расстояния от внутренней поверхности приведена на рис. 90 [165]. В приповерхностной зоне наблюдается снижение твердости и она минимальна в тонком слое толщиной 2 мм. Другой характер изменения твердости наблюдается в сплавах железа с алюминием, а также в сплавах железа с медью. Характерные изменения твердости образцов из разных материалов, подвергнутых циклическому нагреву и охлаждению по методу вращающегося диска, после термической усталости приведены на рис. 91 и 92. В тонком поверхностном слое толщиной до 0,2 мм видно значительное снижение твердости, а затем в слое толщиной от 0,2 до 1,5 мм - локальный максимум. На большем расстоянии происходит стабили ия твердости. Такой характер изменения твердости сохраняется и после различных режимов термической обработки. На рис. 93 показано изменение пластической деформации в зависимости от термических циклов. [c.107] Вернуться к основной статье