Механические свойства усталость

Определение физико-механических свойств - усталость материалов, степень окисления поверхности, износ. [c.400]

Основными механическими свойствами, характеризующими материалы, считаются твердость, прочность, пластичность сопротивление усталости, ползучесть, износостойкость. [c.127]

Снижение температуры испытания ниже комнатной у гладких образцов приводит к повышению прочностных характеристик механических свойств (но к снижению характеристик пластичности) и пределов выносливости гладких образцов (рис. 50). При определении влияния температуры испытаний необходимо помнить о возможности фазовых превращений в сплавах и явлениях динамического возврата. Следует также нс путать влияние температуры при усталости с термической усталостью, которая имеет другую природу. [c.82]

Как известно, водород широко применяется во многих отраслях техники и промышленности. Вместе с тем, обусловленное водородом повреждение металлов считается в настоящее время причиной многих аварий и катастроф, приносящих значительный ущерб. Среди разнообразных проявлений вредного влияния водорода на механические свойства (предел прочности, пластичность, характеристики усталости, ползучести и т. п.) особого внимания заслуживает обусловленное водородом облегчение зарождения и роста трещин в металлах. Связано это с тем, что независимо от того, насколько совершенны технология и качество изготовления, практически все конструкционные материалы и изделия из них содержат дефекты (или врожденные, или возникшие в процессе эксплуатации). При этом водород, воздействующий на металлы, значительно увеличивает их чувствительность к трещинам и увеличивает вероятность разрушения конструкций, обладающих при обычных условиях достаточной несущей способностью. Таким образом, эксплуатация металлов в атмосфере водорода приводит к необходимости оценки их трещиностойкости, а исследование закономерностей роста трещин в таких условиях приобретает большое значение. [c.325]

Сопротивление усталости элементов конструкций существенно зависит от механических свойств и остаточных напряжений в поверхностных слоях материала в наиболее нагруженных зонах концентрации напряжений. Для повышения несущей способности при циклическом нагружении ис- [c.155]

Предел выносливости детали определяют экспериментально на некоторой базе испытаний (обычно 10 циклов). Разброс характеристик сопротивления усталости деталей обусловлен нестабильностью механических свойств металла даже в пределах одной плавки, отклонениями в режиме термообработки, отклонениями размеров деталей в пределах допусков, микроскопическими источниками рассеяния, связанными с неоднородной структурой материала и др. [c.264]

При длительных испытаниях кислород и водяные пары понижают предел усталости меди, содержащей 0,04 % кислорода, даже при 20 X. ТАБЛИЦА 7. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИ ПРИ СКОРОСТИ РАСТЯЖЕНИЯ 1 мм/мин (ЧИСЛИТЕЛЬ) И 20 мм/мин (ЗНАМЕНАТЕЛЬ) [c.34]

При длительных испытаниях на механические свойства свинца оказывает влияние атмосферный воздух. Так, например, длительность испытания на усталость в воздухе (межкристаллитное разрушение) на порядок меньше, чем в вакууме 0,7 Па (разрушение вдоль сдвигов под углом 45° к оси образца ). [1] ------- [c.58]

При замене воздуха высоким вакуумом (10" Па) в процессе испытания технического никеля на малоцикловую усталость при 550 °С результаты существенно изменяются вместо межкристаллитного разрушения в атмосфере воздуха происходит транскристаллитное разрушение при значительной деформации зерен с образованием линий сдвига. Сопротивление усталости никеля при испытании в вакууме существенно повышается [1]. Все это свидетельствует о важной роли внешней среды, которая изменяет не только механические свойства металла, но и характер разрушения. [c.163]

Баббит марки Б83 более хрупок, чем упомянутые выше баббиты, но обладает высокими механическими свойствами, достаточной пластичностью и высокой стойкостью при ударных нагрузках. Однако из-за низкого предела усталости он не может быть применен в подшипниках, заливаемых тонким слоем и подвергающихся вибрационным нагрузкам. [c.326]

Как указывал в своем известном труде по физике твердого тела проф. В. Д. Кузнецов при трении двух металлических тел происходят в миниатюре почти все те явления, которые мы наблюдаем при исследовании механических свойств металлов . Явления, связанные с разрушением поверхностей из-за усталости или других причин, при трении двух тел осложняются производными процессами, из которых основную роль часто играет окисление. [c.234]

Условие A0t 2o-o,2 в большинстве практических ситуаций не выполняется, поскольку пластическая деформация в цикле охлаждение— нагрев существенно зависит от механических свойств металла, характеристик его упрочнения при циклическом деформировании, часто охлаждения — нагрева и других параметров, которые могут существенно влиять на форму петли упруго-пластического гистерезиса. Также необходимо учитывать то, что при термической усталости материала циклическое деформирование происходит в определенном интервале температур и полуциклы нагрева и охлаждения могут оказывать различное влияние на металл. [c.237]

Величина предела выносливости в косвенных методах связывается с другими характеристиками механических свойств металлов или с явлениями, сопутствующими процессу усталости, а не с параметрами, характеризующими сам этот процесс. [c.99]

Для оценки влияния поверхности раздела на механические свойства рассмотрены результаты аналитических и экспериментальных исследований композитов с металлической матрицей. Для конструкционных композитных материалов наиболее важными являются следующие свойства модуль упругости, пределы текучести и прочности, характеристики микродеформации, ползучести и усталости. Поверхность раздела наиболее полно определяют структура, стабильность и прочность связи. Для оценки прочности связи и эффективности передачи нагрузки полезно простое правило смеси при этом необходимо, однако, учитывать все допущения и ограничения такого подхода. [c.263]

Несколько глав книги посвящено обсуждению зависящих от времени механических свойств — длительной прочности и усталости. Большое внимание уделяется микромеханическим аспектам и вязкости разрушения композитов. [c.4]

Характер и скорость развития усталостного повреждения зависят от свойств материала (структурного состояния и механических свойств). Наиболее существенным критерием малоцикловой усталости является предел выносливости ст . Прямое испытание на усталость позволяет оценить предел выносливости с высокой точностью, но требует большой продолжительности [c.184]

Применительно к задачам оценки малоцикловой прочности изделий определение расчетных характеристик сопротивления малоцикловой усталости конструкционного материала требует учета ряда специфических особенностей и прежде всего технологических. К таким особенностям относятся состояние материала, влияние на сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению места и направления вырезки образцов, особенности работы металла сварного шва, представляющего собой разнородное По механическим свойствам соединение. Для оценки циклических свойств материала изделия необходимо проводить испытания образцов из металла толщины, способа изготовления (прокат, поковка и т. п.) и термообработки, соответствующих штатным. При этом вопрос рационального и правильного выбора места вырезки образца должен решаться с учетом данных по напряженному со- [c.155]

Наряду с положительным защитным влиянием (от воздействия газовой среды), покрытие изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя повышается прочность, но уменьшается его пластичность при низких температурах изменяются также величины а я Е. Поскольку пластичность покрытия невелика (особенно при /min), то происходит быстрое исчерпание ресурса пластичности покрытия и образование в покрытии трещин, являющихся очагами разрушения. Влияние хрупкости покрытий отмечено не только при термоциклическом нагружении [99], но и при многоцикловой механической усталости [9 ГО]. Положительное влияние покрытий проявляется лишь при защите металла от воздействия газовой среды. [c.92]

Расчет на термическую усталость при режимах нагружения, исключающих возможность одновременного накопления циклического и статического повреждений (например, при быстро чередующихся пилообразных циклах нагрева и нагружения), можно проводить двумя способами с иопользованием непосредственных экспериментальных данных по сопротивлению материала термической усталости и по исходным механическим свойствам материала. Второй способ целесообразно использовать лишь при отсутствии опытных данных, однако в некоторых случаях, например при необходимости прогнозирования долговечности на большой ресурс, он часто является единственным. При использовании кривых термической усталости, примеры которых приведены в гл. 3, расчет можно выполнять по следующим схемам [c.164]

В книге приведены общие соотношения для расчета гармонических составляющих э.д.с. накладного датчика в зависимости от коэрцитивной силы, остаточной и максимальной индукции ферромагнитных материалов при одновременном воздействии Переменных и постоянных полей. Даны рекомендации по выбору оптимальных значений намагничивающих полей и конструктивных элементов датчиков. Рассмотрены основные типы феррозондов с поперечным и продольным возбуждением. На основании общих соотношений теории дислокаций описаны процессы упрочнения, ползучести, изменения магнитных и механических свойств металлов при деформации и усталости нагружения. Даны рекомендации по применению методов и приборов по контролю качества термообработки и упругих напряжений, однородности структуры. [c.2]

Оггределение физико-механических свойств - усталость материалов котроль прижогов. [c.389]

Для получения максимального сопротивления контактной усталости количество углерода может быть повышено до 1,1—1,2 %. Более высокая концентрация углерода вызывает ухудшение механических свойств цементуемого изделия. [c.233]

Леонардо да Винчи был одним из первых, кто изобрел простейшее устройство для определения механических свойств железных проволок при растяжении. Метод заключался в следующем один конец проволоки жестко закреплялся на перекладине, а ко второму концу прикреплялось ведерко, в которое засыпалась дробь. Метод квазистатического растяжения проволоки путем увеличения количества дроби позволил установить, что короткие проволоки прочнее длинных. Этот принцип испытания, введенный более 500 лет назад, был положен впоследствии для определения механический свойств металла при квазистатическом нагружении. Современные испытательные машины доведены до совершенства, так как оснащены компьютерами и позволяют не только задавать необходимый режим нагружения, но и рассчитывать прочность на разрыв, пластичность и другие свойства деформируемого образца. Для учета реакции металла на внешнее воздействие, зависящей от способа пршгожения нагрузки, были выделены кроме квазистатических испытаний на разрыв, также испытания на удар (ударная вязкость), циклическое нагружение (усталость), статические нагружение (ползучесть) и другие виды. [c.229]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Высокая равноосность и ультрамелкозернистость структуры при слабой или отсутствующей текстуре обеспечивает благоприятный комплекс механических свойств в условиях работы при невысоких температурах — высокий предел текучести, ударной вязкости и сопротивления усталости и их изотропность, а также хорошее качество поверхности. [c.569]

Один из основных видов коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудовармя — статическая водородная усталость (СВУ), т.е. снижение длительной прочности стали в результате водородного охрупчивания в условиях статического нагружения металла. Предел статической водородной усталости, соответствующий максимальному напряжению, при котором не наблюдается коррозионного растрескивания, зависит от многих взаимосвязанных факторов химического состава, термической обработки и механических свойств стали, уровня приложенных напряжений, количества поглощенного водорода, состояния поверхности и др. Влияние этих факторов не только взаимосвязано, но в некоторых случаях и противоположно. Поэтому нельзя рассматривать предельные напряжения, при которых не происходит сероводородного растрескивания, как абсолютные значения дог скаемыч напряжений. которые могут быть использованы при проектировании оборудования их следует рассматривать как сравнительные величины при сопоставлении стойкости различных металлов. [c.35]

Достоинства чугуна с шаровидным графитом — это высокие предел прочности, отношение предела текучести к пределу прочности (ат/ав 0,8), предел усталости, однородность механических свойств, повышенная пластичность (удлинение и ударная вязкость), большая, чем у стали, циклическая вязкость. Все это позволяет получать из высокопрочного чугуна толстостенные отливки (коэффициент квазинзотропии составляет 0,04—0,17), прочность чугуна сохраняется до 500 °С. Благодаря своим ценным качествам высокопрочный чугун — полноценный заменитель стального литья, поковок, ковкого чугуна. Его используют при произ- [c.30]

Ковкий чугун наиболее рационально применять там, где серый чугун, а иногда и сталь не позволяют получить изделия нужной конфигурации при высоких механических свойствах. Ковкнй чугун дает возможность отливать детали с довольно тонкой стенкой (3—6 мм) при хорошей чистоте поверхности отливок. Он характеризуется высоким отношением предела текучести к пределу прочности (около 67%), высоким пределом усталости, хорошей циклической вязкостью, высокой износоустойчивостью и др. (табл. 18). [c.31]

Ул<е более ста лет назад было замечено, что части машин и сооружений, подвергающиеся длительное время переменным напряжениям, могут разрушаться внезапно без заметных остаточных деформаций при напряжениях, значительно меньших предела прочности материала. Это явление было названо усталостью материалов. Для выяснения причины этих поломок прежде всего стали прове-. рять, не снижается ли предел прочности материала после длительного действия переменных напряжений. Однако опыты показали, что длительно действующие переменные напряжения не изменяют механических свойств материала. Не подтвердилось и предположение, что переменные напряжения изменяют структуру материала и делают его хрупким. Это предположение основывалось на том, что материал с достаточными пластическими свойствами при переменных напрях ениях разрушается, как хрупкий, без заметных остаточных деформаций. [c.346]

Известно также, что параметры шероховатости поверхности оказывают существенное влияние на сопротивление усталости. В общем случае предел усталости повышается с улучшением качества поверхностного слоя. Кроме того, на них влияет направление следов обработки при их совпадении с действием главного напряжения предел усталости выше. Финишная обработка поверхности, которая в основном определяет конфигурацию микроскопических рисок и механические свойства поверхностного слоя, существенно влияет н а предел выносливости даже при одинаковом классе шероховатости. Например, в работе [127] приведены результаты испытаний на выносливость образцов из сталей Р18, 9ХМФИ9Х, обработанных алмазным и обычным шлифованием. Сопротивляемость усталостному разрушению при шлифовании кругами из синтетических алмазов повышается на 20—45% при контактных нагрузках и до 30% при изгибе. Это связано с характеристикой рельефа поверхности, когда число царапин на единицу поверхности и их глубина значительно меньше при алмазном шлифовании, чем при абразивном, а рельеф становится более гладким (см. также рис. 150). Проведенные исследования позволили повысить стойкость валков для станов холодной прокатки вследствие правильного выбора технологического процесса. [c.439]

По современным представлениям [169], именно в поверхностных слоях металла из-за их физической неравноценности с основным объемом происходят первые пластические деформации, приводящие к усталости. Поэтому качество поверхности и состояние поверхностных слоев металла при его циклическом нагружении имеют принципиальное значение. Под качеством поверхности обычно понимают шероховатость, т.е. макро- или микрогеометрическую неровность поверхности под o tohj нием поверхностных слоев — изменение их физико-механических свойств в результате обработки (главным образом конечной или финишной) при изготовлении детали или образца. [c.177]

Зависимости между критериями усталости и механическими свойствами металлов использую1Ся для ориентировочного определения предела выносливости. [c.100]

В присутствии ингибиторов улучшаются физико-механические свойства металлов, уменьшается количество шлама, загрязняющего поверхность, наблюдается уменьшение ее шероховатости и выравнивание микрорельефа, резко снижается новодороживание металла. В результате этого уменьшается количество брака и непроизводительный расход металла и энергии при последующих процессах обработки металла — холодной прокатке, нанесения гальванических лакокрасочных покрытий, при горячем цинковании и т. д. [52 109 127]. Появляется возможность снятия окалины со сталей (например, электротехнические стали ЭО, 300, ЭО, 400), для которых процесс кислотного травления без ингибитора совершенно неприемлем из-за неравномерного растворения поверхности металла [131]. Существенно снижается водородная хрупкость и повышается сопротивление металлов коррозионной усталости [24 39 52 58]. [c.82]

Для сравнительных лабораторных исследований коррозионной усталости сварных соединений труб и основного металла вырезали образцы размером 180Х38Х 10 мм из прямошовных (сталь 17ГС) и спирально-шовных (сталь 17Г2СФ) сварных труб диаметром 820 мм. Механические свойства и химический состав соответствовали ГОСТам и техническим условиям. Учитывая, что в реальных условиях эксплуатации концентраторы напряжений испытывают упруго-пластические деформации, тогда как остальное тело трубы деформируется упруго, т. е. в концентраторах имеет место жесткая схема нагружения, усталостные испытания проводили на машине с задаваемой амплитудой деформации (максимальная тангенциальная деформация 0,22 и 0,3% или интенсивность деформации 0,25 и 0,34% в наружных волокнах) чистым изгибом с частотой 50 циклов в минуту. Коррозионную среду подавали с помощью капельницы (для обогащения кислородом) или влажного тампона. [c.230]

Ранее указано, что повреждаемость в обоих полуциклах минимальна при таком сдвиге петли а—е вверх, при котором максимальное и минимальное напряжения цикла находятся примерно в одинаковом соотношении с пределом текучести материала соответственно при температуре /тш и imax. При этом цикл нагружения асимметричен как по напряжениям, так и по деформациям. Поскольку при неизотермическом нагружении понятие симметричного и асимметричного цикла должно быть основано не только на величинах предельных напряжений и деформаций в цикле, но и на соотношении долей повреждаемо1Сти, то и уравнения типа (5.87) — (5.90) для термической усталости оказываются непригодными. Кроме того, по-прежнему остается неясным, при какой температуре следует определять механические свойства Е, ф, (Тв, если температура в цикле изменяется от тш до тах- [c.156]

Расчет по исходным механическим свойствам материала (Ов, <7дл, сУ-ь Фдл, Е и др.) основан на иапользовании зависимостей, аппроксимирующих опытные данные для материалов одного класса. Подобно тому, как в нор.мах общества инженеров и механиков США (ASME) использована единая кривая малоцикловой усталости для материалов корпусов ядерных реакторов, аппроксимированная Лэпджером в виде [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...