ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние неоднородности свойств из "Усталость сварных конструкций " В изучении этой проблемы значительный вклад был сделан проф. О. А. Бакши и его школой [7, 9]. Применительно к усталостным явлениям роль неоднородности свойств сварных соединений изучалась П. И. Кудрявцевым [99]. Им был применен метод изгибных усталостных испытаний образцов круглого сечения (018 мм) с вваренными контактным способом инородными вставками. Испытывали образцы из мягкой стали СтЗ с твердыми вставками различной длины (сталь 40Х) и образцы из твердой стали 40Х с мягкими прослойками также различной длины. Механические свойства компонентов таких составных образцов определяли различной реакцией на один и тот же режим термической обработки (закалка при температуре 840° С, отпуск 400° С). Перепад твердости в сварных соединениях составлял HV 200—250 к HV 400—450. [c.36] При изучении влияния абсолютных размеров на усталостную прочность металла экспериментально установлено У см. гл. II), что небольшие образцы более прочны, чем крупные [2, 72, 76, 87, 89, 113, 117, 127, 133, 158, 169, 178, 182]. [c.38] Оценка влияния абсолютных размеров на сварные соединения при циклических нагрузках усложняется вследствие гетерогенности сварного соединения (как по механическим свойствам, так и по структуре), наличия сварочных остаточных напряжений и концентрации напряжений, вызываемой геометрической формой шва и технологическими дефектами. Указанные факторы сильно затрудняют моделирование сварных деталей и элементов сооружений. [c.38] Испытания на усталость сварных деталей и образцов крупных сечений малочисленны и только в редких случаях имеют характер систематических исследований. [c.38] В ЦНИИТМАШе были спроектированы и построены специальные машины для испытания при симметричном изгибе крупных цилиндрических образцов, валов и осей диаметром 150— 250 мм (модель У-200, рис. 21) [1973 и крупных плоских образцов сечением 200x200 мм (модель УП-200, рис. 22). В этих машинах применен инерционный метод нагружения крупных образцов, использующий явление резонанса. При этом образцы весьма крупных сечений доводятся до разрушения сравнительно малыми усилиями (мощность приводных электродвигателей составляет 16 и 9 кВт). [c.40] Основная особенность машин заключается в возможности сочетания больших переменных нагрузок со значительной частотой их перемен (до 2000—3000 циклов/мин). [c.40] Установлено, что пределы выносливости сварных соединений (на гладких, т. е. со снятым усилением шва, образцах крупных сечений) не ниже, чем у основного металла (табл. 4). [c.40] Металл шва при электрошлаковой сварке является более чистым (по вредным примесям и неметаллическим включениям), чем основной металл — горячекатаная 22К и литая 35Л стали. [c.43] При испытаниях листового проката из стали 22К наблюдались заметные колебания в механических свойствах основного металла, связанные с наличием допустимых по техническим условиям технологических дефектов (расслоения, неметаллические включения, строчечность структуры). Указанные дефекты в большинстве случаев предопределили место и характер изломов, расположенных в образцах по основному металлу на расстоянии 25—100 мм от шва. [c.43] Отличительной особенностью большинства усталостных изломов стали 22К является наличие отчетливо выраженной шифер-ности. В усталостных изломах некоторых образцов были выявлены дефекты прокатной стали — строчечность и расслоение, неметаллические включения. [c.43] В изломе образца диаметром 150 мм (рис. 23) очагами усталости явились шлаковые включения, расположенные под поверхностным слоем образца. [c.43] Отмечались также разрушения крупных сварных образцов стали 22К по зоне сплавления. Под поверхностью образца диаметром 150 мм (рис. 24) возникло несколько начальных трещин, в результате слияния которых на поверхности излома образовались уступы. От фокуса излома расходятся усталостные линии, являющиеся следами роста трещин. [c.43] Металл шва во всех случаях оставался неповрежденным, что свидетельствует о высоком качестве соединений, сваренных элек-трошлаковым способом. Таким образом, усталостная прочность сварных соединений литой стали 35Л оказалась выше прочности основного металла. [c.45] Лишь в двух случаях отмечены поломки сварных образцов неподалеку от шва (в 3—14 мм), в зоне термического влияния, из-за наличия дефектов в стальном литье. [c.45] На усталостных изломах двух сварных образцов были выявлены дефекты литой стали — неметаллические включения и ликва-ционные выделения (рис. 25 и 26). [c.45] На основании проведенного исследования сделано заключение, что влияние размеров на усталостную прочность соединений, выполненных электрошлаковой сваркой, на исследованных сталях не больше, а может быть и меньше (учитывая отсутствие концентраций напряжений у обработанных стыков), чем на основном металле. В последнем случае отмечались разрушения образцов вблизи от зоны галтельного перехода R = 150 и 200 мм) и хвостовой части образца. [c.45] Диаметр образца в миллиметрах. [c.45] Для плоских образцов из стали 22К увеличение сечения с 50 X 75 до 200 X 200 мм привело к снижению предела выносливости на 10%. [c.46] Общие закономерности масштабного фактора в усталостной прочности, установленные для основного металла, распростра-нимы и на сварные соединения. [c.46] Вернуться к основной статье