ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические методы исследования (тепловые, объемные, электрические, магнитные) (Б. Г. Лившиц, А. С. ЛилеТепловые свойства из "Металловедение и термическая обработка стали Т1 " Кавитационная стойкость как характеристика конструктивной прочности материалов. Поскольку кавитационное разрушение имеет специфический характер и природа этого явления очень сложна и многообразна, оценочная характеристика сопротивления металлов и сплавов кавитационному воздействию возможна лишь с помощью сравнительных испытаний. [c.265] В зависимости от условий возникновения кавитационной эрозии при эксплуатации желательно проводить испытания с возможно более полной имитацией реальных параметров работы деталей свойств среды, температуры и ресурса испытаний, так как иначе характеристики кавитационной стойкости теряют смысл. [c.265] Многочисленные попытки установления связи между кавитационной стойкостью и какими-либо механическими, физическими и химическими свойствами успеха не имели, хотя в рамках определенных групп материалов и удавалось получить определенные зависимости между кавитационной стойкостью в воде и такими характеристиками, как упругие свойства, твердость, временное сопротивление, предел текучести, пластичность или их производные [15, 16, 50]. [c.265] Кавитационную стойкость оценивают по потерям массы (в граммах) Ат образцов после определенного времени испытания, отнесенным к единице площади поверхности 5 (в квадратных миллиметрах), т. е. Ат/8, или при сравнительных испытаниях однотипных образцов— просто по весовым показателям Ат. [c.265] Важные данные о стойкости сплавов в условиях кавитации дают измерения рельефа поверхности с помощью профилографа — профилометра, изучение упрочнения поверхности путем измерения микротвердости или твердости. [c.265] При определении сопротивления материалов кавитационному воздействию большое значение имеет внешний вид разрушения и микро-структурное изучение испытуемой поверхности (желательно в местах разрушения). Для оценки применяют и такие показатели, как глубина разрушения и глубина упрочнения, которые определяют при изучении поперечного сечения образцов или методами поэтапного стравливания. [c.265] Для определения кавитационной стойкости деталей, работающих под действием внешней нагрузки или при ползучести, используют такие показатели, как скорость ползучести в условиях кавитационного воздействия, время до разрушения, пластичность. Для оценки влияния кавитационных повреждений на уровень механических свойств последние определяют либо после опреде.ленного времени кавитационного воздействия на рабочую зону образца, либо непосредственно в процессе кавитационного нагрулсения. [c.265] Для изучения механизма кавитационного воздействия и влияния внешних факторов (скорости потока, количества растворенных газов, наличия твердых частиц и др.) используются гидродинамические трубы [16]. Однако интенсивность получаемой в них эрозии невелика, а испытания длительны и трудоемки. [c.265] В металловедении для изучения кавитационной стойкости сталей и сплавов наибольшее распространение получили струеударные и магнитострикционные установки. [c.265] В связи с многообразием видов эрозионного разрушения используют различные методики и установки для оценки стойкости материалов. При конструировании испытательных установок стремятся сохранить близкими к реальным условиям основные параметры (скорость газового потока, температуру, давление и др.) и в то же время усилить эффект разрушения, чтобы сократить длительность испытаний. [c.266] При испытаниях материалов для теплозащитных экранов сопловых устройств и обшивки летательных аппаратов широко применяют установки на базе экспериментальных реактивных двигателей с различными сопловыми устройствами (рис. 16.18) [1]. [c.267] В газодинамическом стенде использована аэродинамическая труба непрерывного действия, в рабочей камере которой имеются системы для нагрулсения образцов, контроля температуры и параметров потока. [c.267] Испытания могут проводиться в потоке воздуха или газа при скоростях ОсМСЗ и в диапазоне от комнатной до температуры плавления образцов. [c.268] При испытании образцов в скоростном воздушном потоке питание установки производится от компрессора через ресивер, а нагрев при пропускании через образец тока. [c.268] При испытаниях в продуктах сгорания жидкого топлива газовый поток создается в камере сгорания. В этом случае образцы в рабочей камере нагреваются горячими газами. Температура газового потока регулируется подачей топлива и воздуха. [c.268] Стойкость материалов оценивают либо по результатам измерений массы, либо по изменениям механических характеристик, либо по времени до появления трещин или времени до полного разрушения. [c.268] Поскольку большинство деталей, работающих в скоростных воздушных и газовых потоках, находится в сложном напряженном состоянии, то возникновение даже небольших повреждений поверхностных слоев, изменение их состава и структуры существенно отражаются на свойствах и эксплуатационной стойкости. [c.268] В работах [9, 51—53] приведены данные испытаний наиболее широко применяемых в технике металлов и сплавов в скоростных воздушных и газовых потоках (СВП) некоторые результаты представлены в табл. 16.5. [c.268] Многочисленные исследования влияния структуры сплавов на эрозионную стойкость позволяют сделать вывод, что в общем случае гомогенные или мелкодисперсные структуры обладают более высокой стойкостью, чем грубые, гетерогенные. Особенно отрицательно сказываются крупные выделения малопрочных или хрупких фаз по границам зерен. [c.269] При выборе материалов для деталей, работающих в скоростных газовых потоках, приходится учитывать многие, часто противоположные требования. Так, в большинстве случаев материалы должны иметь высокую жаропрочность и минимальную плотность, высокие механические и хорошие технологические свойства, высокое сопротивление термической усталости и газовой коррозии и эрозии. [c.269] Вернуться к основной статье