Соединения сварные 4.303 — Испытания на вязкость разрушени

Соединение сварное—Испытания на вязкость разрушения 51 [c.712]

Нами изложены лишь некоторые подходы к оценке сопротивления материалов хрупкому разрушению, основанные на испытаниях на вязкость разрушения. Именно в этом направлении следует ожидать решения многих важных задач прогнозирования поведения материалов в конструкциях в условиях низких температур, а также создания расчетных методов предотвращения хрупких разрушений деталей машин и сварных соединений. [c.34]

К статическим испытаниям относятся метод критического раскрытия трещины и метод построения R-кривых. Достаточно высокая пластичность основного материала и сварных соединений, обнаруженная при предварительных испытаниях, не позволила использовать обычные методы линейной механики разрушения. Метод критического раскрытия трещины общепризнан и включен в стандарты, а метод построения R-кривых обычно используют в США для оценки вязкости разрушения пластичных материалов. [c.209]

ЭЛС например, в случае испытаний сварных образцов без термообработки после сварки корректные значения/Си (/le) на компактных образцах толщиной 12,7 мм получить не удалось. Вязкость разрушения сварных соединений, выполненных ДЭС, несколько ниже, чем в случае ЭЛС, однако существенно выше, чем у основного материала. [c.319]

И. МР 170—85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) сварных соединений при статическом нагружении. — М. ВНИИНМАШ, 1985. - 52 с. [c.310]

Характер сопряжения 1.318, 319 Соединения сварные 4.303 Испытания на вязкость разрушения 2.61 [c.652]

Применение образцов таких размеров удобно с точки зрения техники измерений. Для свариваемых конструкционных сталей средней прочности в виде толстого листа, а также для сварных соединений для оценки надежности прежде всего используются коэффициент критической интенсивности напряжений Кс и показатель критического раскрытия трещины 6 . Вязкость разрушения Ki играет определенную роль лишь в особых исключительных случаях (очень большая толщина листа, очень низкие температуры). Так как значение Кс зависит от геометрических размеров образца, то для испытания в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации, толщина образца должна соответствовать минимальной толщине конструктивной детали. [c.81]

Определение сопротивляемости сварных соединений и конструкций хрупким разрушениям производят путем испытания стандартных надрезанных образцов на ударный изгиб, а также на основе специальных исследований. Надрезы на образцах для ударного изгиба располагают по шву, иногда в различных направлениях, чтобы определить наименьшую величину а , и в различных участках околошовной зоны, чтобы установить наиболее слабую зону термического влияния. По наименьшим величинам ударной вязкости судят о степени отрицательного влияния сварки и пригодности тех или иных материалов и режимов сварки для практического использования. [c.148]

Характеристики вязкости разрушения основного металла и сварных соединений (температура испытания —60 °С) [c.200]

Хрупкость металлов наиболее сильно проявляется при ударных нагрузках. Поэтому большинство методов для оценки сопротивляемости сварных соединений хрупким разрушениям основано на применении удара. Распространено испытание металла шва и зон сварных соединений на ударную вязкость. Надрез располагается в зоне, где производится определение свойств металла. Применение сварочных проволок соответствующего химического состава, защитных инертных газов, флюсов и обмазок при электродуговой и электрошлаковой сварке позволяют практически получать наплавленный металл шва, не [c.255]

При испытании с разрушением образца или детали определяют прочностные качества металла шва или сварного соединения. При этом способе вырезают образцы из места сварного стыка механическим путем и делают образцы для испытания на разрыв, загиб и, если требуется, на ударную вязкость. [c.209]

Влияние температуры сварки на механические свойства соединений двухфазного сплава мартенситного типа 0Т4 (3] показано на рис. 2. Давление сжатия составляло 0,98 МПа, время сварки — 60 мин. При исходной мелкозернистой равноосной структуре сплава температура 1173 К обеспечивает прочность соединений на уровне основного металла, однако образцы разрушаются хрупко в зоне сварки. При повышении температуры до 1198—1223 К прочность на разрыв практически не изменяется, но разрушение образцов при испытании происходит по основному металлу. Ударная вязкость резко возрастает. При температуре 1223 К достаточно время сварки 30 мин. Дальнейшее повышение температуры приводит к ухудшению качества соединения разрушение образцов становится хрупким из-за крупнозернистой структуры, показывая низкую ударную вязкость. Влияние давления сжатия на механические свойства сварных соединений сплава ОТ4 показано на рис. 3. Результаты показывают, что давление является весьма эффективным фактором повышения механических свойств соединений. Сварные соединения, полученные при температуре 1073—1123 К и давлении 3,9—5,9 МПа, имеют предел прочности на разрыв, соответствующий прочности основного металла, но низкую ударную вязкость. Увеличение давления до 9,8 МПа не приводит к повышению ударной вязкости до уровня основного металла. Здесь наблюдается полная аналогия с результатами сварки сплава ВТ5-1. Высокие прочностные характеристики сварных соединений сплава 0Т4 обеспечивает температура 1173 и 1223 К при давлениях соответственно 4,9 и 1,9 МПа и времени сварки 30 мин. Деформация образцов при этом составляет 6—8%. При увеличении давления сварки до 1,9—2,9 МПа время сварки сокращается до 5 мин и деформация образцов составляет примерно 4%. При снижении температуры сварки для получения качественных соединений требуется большая степень деформации. [c.152]

При необходимости, проводятся испытания образцов сварного соединения на ударный изгиб в широком диапазоне температур, например, от -40 до +100 °С с оценкой критической температуры хрупкости по критерию 50 %-ной волокнистой (вязкой) составляющей (В, %) в изломе образцов [63]. При этом параметр ударной вязкости рассматривается состоящим из двух стадий сопротивляемости металла разрушению стадии на зарождение трещины и последующей стадии на развитие разрушения, которая оценивается волокнистой составляющей. Следовательно, КТХ характеризует температуру, при которой металл начинает проявлять склонность к хрупкому разрушению при ударных нагрузках от зародившейся макротрещины. [c.160]

Испытания сварных образцов на растяжение статической нагрузкой показали высокую прочность разрушение всегда происходит вдали от стыка и вне зоны изменения зерна. Зона сварного соединения обладает высокой пластичностью, при испытании на ударную вязкость получаются величины, близкие к значениям ударной вязкости основного металла. [c.42]

Испытания основного металла на ударный изгиб по ГОСТ 9454—60, ГОСТ 9455—60, ГОСТ 9456—60 и металла сварных соединений по ГОСТ 6996—66 выполняют на образцах типа Менаже с надрезом, перпендикулярным поверхности проката. Теми же ГОСТами допускается использование образцов типа Шарпи с острым надрезом. Мерой сопротивления металла разрушению при ударном изгибе служит ударная вязкость Ян- [c.192]

Показатели механики разрушения широко применяются для расчета конструкций, подверженных опасности хрупкого разрушения (резервуары высокого давления ядерных реакторов, паровые котлы высокого давления, магистральные газопроводы), оценки дефектов сварных соединений, выбора материалов конструкций, подверженных хрупкому разрушению, анализа повреждений, а также для оптимизации свойств новых материалов. По сравнению с существовавшими ранее способами испытания для оценки характера разрушения металлических материалов (испытания на растяжение, ударную вязкость, испытание ударом на изгиб) для проведения экспериментов механики разрушения тре- [c.81]

Другой случай хрупкого разрушения барабана парового котла высокого давления с толщиной стенок 90 мм, изготовленного из специальной стали с высоким сопротивлением ползучести, произошел во время испытания котла внутренним давлением в зимних условиях, при номинальном напряжении, равном / з предела текучести материала. Очагом разрушения явилось недоброкачественное сварное соединение, в зоне которого вязкость материала была понижена. [c.292]

Разрушение сварных соединений происходит во всех случаях по основному металлу на расстоянии 3—4 мм от границы сплавления. Анализ полученных результатов и сопоставление показателей механических свойств сварнолитых, сварнокованых и комбинированных из литья и поковок сварных соединений с показателями прочности литой и кованой стали показывают, что толстостенные сварные соединения имеют сравнительно однородную прочность по всему сечению сварных соединений. По мере увеличения температуры испытания наряду со снижением прочностных свойств повышаются пластические свойства. Особенно резко повышается ударная вязкость в области рабочих температур (—580 и 600°С). Несмотря на невысокое относительное удлинение, сварные соединения из литой и кованой стали имеют исключительно высокую пластичность при деформации их в процессе испытания на загиб. Как правило, во всех случаях изгиб сварнолитых, сварнокованых и комбинированных из литья и поковок сварных соединений происходит без образования трещин и надрывов при угле загиба, составляющем 180°С. Необходимо отметить, что угол загиба для оценки пластичности таких сварных соединений является более показательным, чем относительное удлинение. [c.135]

Оценка материалов и сварных соединений по стандартам [58, 59] вызывает затруднения. Испытания на удар при температурах <76 К не удовлетворительны вследствие сложности методики и адиабатного нагрева образца. Альтернативный метод — растяжение образца с надрезом — не стандартизирован. Испытания вязкости разрушения достаточно трудоемки, чтобы их использовать для оценки качества продукции. Однако большое значение имеет сопоставление полученных данных с результатами других испытаний. Хорошим примером служит корреляция удельной энергии распространения трещины при испытании на вне-центренное растяжение алюминиевых сплавов [61], а [c.27]

Вязкость разрушения. При испытаниях вязкости разрушения основного материала и сварных соединений при комнатной температуре и 77 К наблюдалось пластичное разрушение по типу отрыва без каких-либо признаков нестабильного разрушения. При проведении на диаграмме нагрузка — раскрытие трещины линии, наклон которой на 5 % меньше, чем наклон линейной части диаграммы, признаков роста трещины не обнаружено, и истинные значения критического коэффициента интенсивности напряжений Ki определить было невозможно. Оба материала настолько вязки, что просто не хватает толщины образца для того, чтобы накопленная упругая энергия могла вызвать даже незначительное увеличение роста трещины. Проведенные ранее исследования плит сплава 5083-0 и сварных соединений, выполненных с присадкой проволоки сплава 5183, [7] показали, что при испытаниях изгибом надрезанных образцов размером 203X203 мм толщины образца недостаточно для обеспечения условий плоской деформации в материале. Было установлено, что такие условия обеспечиваются на образцах толщиной 305 и шириной 610 мм. [c.114]

Низкое содержание никеля приводит к образованию аустенита, не устойчивого при низких температурах, и мар-тенситное превращение, вызывающее большие напряжения, может отрицательно сказаться на характеристиках разрушения. Проведенная Национальным Бюро Стандартов оценка характеристики разрушения основного материала и сварных стыковых соединений стали Fe—13Сг—19Мп является частью совместной советско-американской программы исследований материалов для криогенной техники. В данной работе приведены результаты испытаний вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости (СРТУ). [c.220]

Рис. 3. Ориентировка образцов из сварных соединений а — гладкий и надрезанный образцы для испытаний на растяжение б — образец для испытаний на разднр в — компактный образец для определения скорости роста трещины усталости и вязкости разрушения

Эти испытания демонстрируют способность основного сплава 2219-Т6Е46 и его сварных соединений выдерживать нагрузку при повышенном давлении водорода при уровне интенсивности напряжений >80% от соответствующего значения вязкости разрушения, поэтому данный сплав рекомендуется в качестве материала для сосудов повышенного давления под газообразный водород [35]. [c.190]

При испытании на ударный изгиб надрезанных образцов размером 10x10x55 мм определяется ударная вязкость зон сварного соединения. Результаты испытаний оцениваются работой на разрушение [18], отнесенной к площади поперечного сечения образца в месте надреза, в том числе как а для образцов типа VI (с глубиной и шириной надреза по 2 мм и радиусом скругления 1 мм) или a 4s для образцов типа XI (с формой углового надреза глубиной 2 мм с углом раскрытия 45° и радиусом скругления 0,25 мм) с единицей измерения кгс-м/см , Дж/см или МДж/м1 [c.160]

Испытания взрывом проводят при исследовании прочности пластин со швами. Образец, представленный на рис. 2.61, а разрушился в зоне термического влияния закаленного и отпущенного сварного соединения при низком уровне поглош енной энергии, а образец из стали HY-80 при хорошем качестве сварки, представленный на рис. 2.61, б показал высок) вязкость разрушения. Эти две фотофафии наглядно иллюстрируют различие в поведении сварных соединений при указанных выше условиях. [c.78]

В отличие от стандартных испытаний на ударную вязкость (ГОСТ 9454—78, ГОСТ 6996—66) методы механики разрушения позволяют рассчитать параметры К- с и б , характеризующие вязкость разрушения конструкционных сталей и их сварных соединений в зависимости от уровня рабочих и остаточных напряжений, формы конструктивных элементов, учитывая при этом размеры наиболее вероятных и труднообнаруживаемых дефектов. Однако сложность испытаний материалов по критериям механики разрушения сдерживает их практическое использование. Поэтому в последние годы активно ведутся исследования, цель которых — установить корреляционные зависимости между стандартными характеристиками ударной вязкости и критериями механики разрушения. Успешное решение поставленных задач позволит, с одной стороны, уточнить требования к нормативным значениям ударной вязкости, а с другой, разработать относительно простые методы расчета конструкций на трещиностойкость. [c.134]

Основными дефектами при сварке в среде защитных газов могут быть непровары, лористость, подрезы, смещение кромок, трещины (внутренние и наружные), наплывы, натеки, прожоги, незаделанные кратеры, деформации сварных конструкций. Сварные конструкции подвергают контролю (испытанию) с разрушением конструкций и без разрушения. Испытания с разрушением конструкций или образцов дают возможность определить механические прочностные данные металла шва и сварного соединения (временное сопротивление, ударную вязкость) и пластические свойства (твердость, относительное удлинение, относительное сужение, угол загиба). [c.200]

Пленка ПК-4. Пленка ПК-4 сравнительно плохо сваривается из-за специфических особенностей материала как в отношении большой ориентации в поперечном направлении и способности материала увлажняться, так в отношении узкого интервала температур плавления полимера и низкой вязкости расплава. При сварке двусторонним контактным нагревом материал сварного шва и околошовной зоны характеризуется хрупкостью практически полностью теряет способность удлиняться при растяжении и в значительной степени теряет прочность. Это имеет место даже при оптимальных режимах сварки температура 212—218° С, продолжительность 10—15 сек. Практически максимальная прочность сварных соединений на сдвиг составляет 850—900 кГ/см (85—90 Мн/мР-), а прочность на раздирание не превышает 300—350 кГ/см (30—35 Мн/м ). Прочность исходного материала при одноосном статическом растяжении в поперечном направлении составляет 1800 кГ/см (180 Мн1м ), в продольном — 600 кГ/смР- (60 Мн1м ). При сварке пленки в поперечном направлении сварные соединения имеют сборки в околошовной зоне. Соединения, полученные сваркой токами высокой частоты, мало отличаются по свойствам от рассмотренных выше. Разрушение соединений при испытании на сдвиг и раздирание всегда происходит в околошовной зоне практически без деформации материала прочность на сдвиг несколько выше, чем при сварке теплоносителями. Соединения из пленки ПК-4, сваренные ультразвуком, отличаются более высокой прочностью, однако, и в этом случае сварные соединения не равнопрочны основному материалу. [c.63]

Наименее прочным участком сварных соединений высокохромистых сталей является, как правило, участок высокого отпуска и межкритического интервала, по которому обычно и проходят разрушения при испытаниях на растяжение образцов с поперечным швом. Участки околошовной зоны и шва в исходном состоянии после сварки имеют высокую твердость при низких значениях пластичности и особенно вязкости. Так, ударная вязкость околошовной зоны стали марки 1X13 с содержанием углерода 0,1% составляет лишь 2 Ka -Ml M -, с повышением содержания углерода в стали до 0,2% она снижается до 0,5 кгс-м см . При очень низком содержании углерода, как например, в стали 0X13, ударная вязкость околошовной зоны также весьма низка, но уже не из-за образования закаленных структур, а из-за роста в ней ферритных зерен. [c.205]

Согласно проведенным исследованиям, увеличение доли меж-зеренной составляющей в изломе сопровождается смещением критических температур хрупкости в область положительных температур, т. е. охрупчиванием металла. Наиболее слабым звеном металлоконструкции, как правило, являются сварные швы, поэтому электронно-фрактографические исследования проводят обычно в целях определения степени охрупчивания (повреждения) металла различных зон сварного соединения и установления причин его трещинообразования. Изломы для электронно-фрактографическо-го анализа получают при испытании стандартных образцов на ударную вязкость (ГОСТ 9454-78) при отрицательных температурах, обеспечивающих наличие на поверхности разрушения хрупкого квадрата . [c.192]

Прочность сварных соединений достаточно высокая. При испытании на разрыв разрушение происходит по основному металлу. Ударная вязкость сварных соединений составляет 50% ударной вязкости литой Сронзы. [c.566]

О СТОЙКОСТИ сварных соединений высокопрочных сталей против хрупкого разрушения судят по испытаниям на ударный изгиб стандартных образцов с надрезами полукруглым (/ U) и острым (КСМ) в различных участках околошовной зоны при температурах до — 70° С. На рис. 23 приведены результаты испытаний на ударный изгиб металла зоны термического влияния сварного соединения стали 12ГН2МФАЮ толщиной 20 мм при различных термических циклах сварки. С уменьшением в исследованном диапазоне скоростей охлаждения показатели ударной вязкости кси и K V понижаются, однако при этом сохраняются на уровне требований к ударной вязкости основного металла. Условия кси > 29 Дж/см и K V > 21 Дж/см для металла зоны сплавления при температуре — 70 °С удовлетворяются, если Шо5оо > 3 °С/с (Q B = 40...42 кДж/см). Указанные испытания позволяют оценить хладостойкость сварного соединения и ограничить верхний диапазон допустимой погонной энергии сварки. [c.66]

Экспериментальные исследования и анализ хрупких разрушений элементов конструкций показывают, что критическая температура хрупкости для них обычно бывает выше, чем получается на основании результатов определения ударной вязкости надрезанных образцов из используемого материала. Причиной этого является, с одной стороны, то, что характеристики материала реальной конструкции больших размеров с большой толщиной стенок отличаются от характеристик материала термически обработанных образцов малых размеров. С другой стороны, очагом разрушения конструкции обычно является сварное соединение, причем неоднородность материала в зоне соединения, высокий уровень остаточных напряжений и наличие дефектов сварки обычно вызывают повьинение критической температуры хрупкости. В связи с этим более высокая рабочая температура конструкции по сравнению с критической температурой хрупкости, определенной по данным испытаний ударной вязкости надрезанных образцов, еще не гарантирует от возмож1юсти хрупкого разрушения [c.289]

Кривые критической температуры сварных соединений, выполненных под слоем шлака, отличаются от соответствующих кривых для основного материала, испытания микрообразцов показывают значительное понижение (до 40%) местной вязкости материала в переходной зоне сварного соединения. Небольшие дефекты сварного соединения не оказывают влияния на прочность и предельную деформацию деталей. Несмотря на то, что трещина быстрого разрушения при испытаниях начиналась в месте резкого перехода у сварного шва, распространение трещины всегда происходило по основному материалу, а не по переходной зоне сварного шва. Это означает, что прн используемой технологии сварки средняя энергия, необходимая для образования единицы поверхности излома в переходной зоне, больше соответствующего значения для основного материала. Конструктивная вязкость и статическая прочность сварного соединения оказались близкими к основному материалу. При описываемых испытаниях образцы были отожжены для устранения остаточных напряжений. [c.369]

Следует подчеркнуть, что порог хладноломкости в большой степени зависит от величины зерна стали и резко понижается с ее уменьшением (фиг, 7). Такие испытания могут косвенно определить сопротивление металла хрупкому разрушению. Определение критической температуры хладноломкости должно получить особое распро странение при испытании сварных соединений, броневых листов, орудийных стволов и других деталей. Однако ударные испытания необходимо проводить только для материалов, склонных к хладно-.юмкости. На фиг. 8 приведены температурные кривые ударной. вязкости при понижающихся температурах. Для хладноломких металлов (цинк, железо) и частично хладноломких материалов (магний) с понижение.м температуры испытания ударная вязкость сни-J кaeт я, а для нехладноломких материалов- (алюминиевый сплав с [c.17]

При электронно-лучевой сварке получают соединения с высокой пластичностью (угол загиба 180°). При АДС этот показатель составляет 120... 160°. Ударная вязкость на )фовне 700...800 кДж/мм . Разрушение при испытании сварных соединений происходит по границе с медным сплавом. [c.198]

Надежными способами контроля являются только механические испытания и металлографические исследования, проводимые выборочным порядком, так как они связаны с разрушением шва. Механическим испытаниям подвергаются а) стандартные сварные образцы, вырезанные изшва, дляопределенияпредела прочности,угла загиба и ударной вязкости металла соединения (табл. 75) б) кольцевые образцы, вырезанные из труб для определения предела прочности и ударной вязкости металла шва (фиг. 144) в) целиком сварные изделия для испытания на растяжение или на статический изгиб. [c.255]

Металл шва сварных соединений, работающих в условиях ударной нагрузки, проверяют на ударную вязкость. При этом виде испытания образец сечением 10X10 мм, имеющий надрез, разрушают ударом бойка на специальной машине. После разрушения определяют работу, затраченную на излом образца, и относят ее к одному квадратному сантиметру его поперечного сечения. Ударная вязкость металла, наплавленного в среде углекислого газа, составляет 1 —13 кгм/см . [c.141]

Таким образом, в условиях испытания при комнятной или относительно невысоких температурах (до 350- -400° С) диффузионные прослойки в зоне сплавления могут снизить пластичность н вязкость сварных соединений и привести к появлению хрупких преждевременных разрушений. Поэтому и в условиях работы при комнатной температуре необходимо принимать меры к снижению до минимума переходных прослоек в зоне сплавления разнородных материалов. Учитывая, что при этих температурах диффузионные процессы в условиях эксплуатации развиваться не могут, необходимо лишь принять меры к их подавлению во время изготовления конструкции. Например, либо исключают операции отпуска изделия после сварки, либо снижают его температуру до минимальной по условию отпуска возможных закаленных зон. Особые ограничения в составах свариваемых сталей при этом вводить нецелесообразно. [c.182]

Экспериментальная оценка хладостойкости стали и металла сварных соединений проводится путем сериальных (при разных температурах) испытаний образцов, одинаковых по размерам и форме. Так определяют температуру Гзц при определении ударной вязкости ii U и K V. При этой температуре доли вязкости и хрупкого разрушения на поверхности излома равны. Кроме того, хладостойкость оценивают [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...