Поверхностные дефекты, влияние на прочность

Для армирования монослоя применяют различные волокна стеклянные, борные, углеродные и др. Большинство из этих волокон являются хрупкими, и поэтому их прочность в большой мере зависит от поверхностных дефектов. Влияние этих дефектов проявляется в виде разброса опытных данных при экспериментальном исследовании прочности волокон постоянной длины. Кроме того, влияние дефектов сказывается и на снижении прочности волокон при увеличении их длины. Таким образом, волокна, которыми армирован монослой, не разрушаются одновременно. Когда степень разрушения наименее прочных волокон достигает определенного уровня, начинается лавинное разрушение волокон. Так, например, установлено, что лавинное разрушение волокон стеклопластика начинается при степени разрушения 10-15 %. Учитывая, что в процессе лавинного разрушения волокон напряжения изменяются в очень узком интервале, можно принять, что деформация армированного пластика, т.е. монослоя в процессе лавинного [c.294]

На поверхности образцов с помощью установки (см. рис. 27) можно создать искусственным путем дефекты, сопоставимые по влиянию на прочность с дефектами, появляющимися в процессе производства и эксплуатации стекла. Данные, приведенные на рис. 86—88, показывают, что разрушающее напряжение незакаленных образцов стекол и неупрочненных ситаллов заметно понижается с увеличением длины поверхностной царапины от 0,1 до 2 мм. При одинаковой длине поверхностных царапин наиболее прочными оказываются ситаллы, промежуточное положение занимают стекла ЛК-5, ВВС, 316, К-8, наименее прочным является стекло марки ТФ-5. [c.105]

Из приведенных данных видно, что влияние коррозионной среды на снижение механической прочности микрообъемов металла в контактирующем слое определяется временем воздействия этой среды. Чем длительнее время пребывания образца в агрессивной среде, тем больше в его контактирующем слое зарождается поверхностных дефектов, снижающих механическую прочность металла. Развитие коррозионных дефектов усиливается напряженным состоянием рабочей поверхности образца. Под влиянием этих факторов в контактирующем слое возникают и развиваются микротрещины, в которые проникает агрессивная среда (рис. 38). 68 [c.68]

Дефекты сварки и их влияние на прочность сварных соединений. При сварке плавлением в сварных швах могут образовываться дефекты различного вида. По правилам контроля и техническим условиям на прием готовой продукции оценку качества сварного соединения производят по внешнему осмотру и результатам физических методов контроля. Внешним осмотром определяют наружные дефекты, а физическими методами контроля — внутренние и невидимые поверхностные и подповерхностные дефекты. С этой точки зрения образующиеся при сварке дефекты целесообразно разделить на наружные и внутренние. В предлагаемой книге рассмотрены внутренние дефекты, которые подлежат выявлению ультразвуком (рис. 1.1). [c.8]

В случае обычной усталости разброс усталостной прочности при постоянной долговечности (или, точнее говоря, разброс усталостной долговечности при постоянной амплитуде напряжения) является чаш е всего результатом наличия внутренних неоднородностей и вызываюш,их концентрацию напряжения или деформации неровностей, таких, как малые царапины, канавки от машинной обработки и т. д. С феноменологической точки зрения влияние этих неровностей на усталостную прочность часто можно описать, вводя механически эквивалентную совокупность плотностей поверхностных дефектов в том же смысле, как для хрупкого разрушения недеформируемых пластически материалов. В тех случаях, когда такое представление справедливо, можно получить аналогичное соотношение между усталостной прочностью прототипа и прочностями модельных лабораторных образцов. [c.176]

Азотирование снижает вязкость стали и повышает ее прочность, ослабляет влияние поверхностных дефектов на предел выносливости и существенно повышает предел выносливости стали, особенно у тонких деталей и при работе в некоторых коррозионных средах. Азотирование повышает сопротивление задирам и налипанию металла под нагрузкой, особенно при повышенных температурах. [c.175]

Для многих элементов теплосилового оборудования в поверхностном слое действие окислительной среды сочетается с действием растягивающих напряжений, что оказывает существенное влияние на процессы образования и распространения термоусталостных трещин. Усталостная прочность стали в воде снижается особенно заметно при повышенной концентрации кислорода в ней и в тех случаях, когда защитная пленка магнетита на поверхности металла имеет дефекты. Например, при стендовых испытаниях с заданной цикловой базой в случае нагрева труб из углеродистой и аустенитной стали изнутри перегретым паром [c.49]

Приведенные данные показывают, что надрезы, порезы, царапины и другие поверхностные дефекты могут оказывать решающее влияние на работу разрушения и ударную прочность полимеров. Для оценки поведения полимеров в реальных изделиях ударные испытания должны проводиться на образцах с надрезом, предпочтительно с различными радиусами кривизны его вершины [172, 235]. [c.185]

Благодаря влиянию поверхностных дефектов прочность стекла зависит от таких факторов, как размер используемых образцов (масштабный фактор), состояние края образца (степень его дефектности), характер окружающей среды. Предел прочности стекла при изгибе или растяжении уменьшается с увеличением размеров образца (особенно толщины), при повышении влажности воздуха (при увеличении относительной влажности от О до 100 % прочность снижается на 15 %). [c.189]

В настоящее время хорошо известно, что в подавляющем числе случаев зарождение усталостных трещин начинается в поверхностных или приповерхностных слоях металла. Поэтому очень важно знать закономерности пластического поведения приповерхностных слоев металла в условиях циклического деформирования. Особенности поведения приповерхностных слоев металла при усталости и их влияние на циклическую прочность рассмотрены в ряде работ [9, 10, 12, 39, 48, 49, 118-124]. Предложены различные специальные механизмы генерации дислокаций в приповерхностных слоях металла в условиях циклического деформирования, В частности, В.П. Алехин [48] предложил диффузионно-дислокационный механизм микродеформации, сущность которого заключается в том, что в поле приложенных внешних напряжений изменяется химический потенциал точечных дефектов и в материале возникают соответственно направленные диффузионные потоки, В приповерхностных слоях и, в особенности, в условиях циклического нагружения указанные процессы протекают более интенсивно, вследствие того что свободная поверхность является областью облегченного зарождения и стока точечных дефектов. Следует отметить, что вопрос о механизмах действия дислокационных источников в условиях циклического деформирования требует дальнейших теоретических разработок и проведения специальных экспериментов. [c.186]

Пластическая деформация при обработке давлением и при таких операциях, как растяжение, сжатие или изгиб, а также при упрочнении поверхности (дробеструйной обработкой или обкаткой), изменяет плотность и структуру дефектов кристаллической решетки пластичных фаз металлических материалов и поэтому всегда влияет на их усталостную прочность. В макроскопически неоднородно деформированных материалах наряду с влиянием деформационной структуры необходимо также исследовать зависимость усталостной прочности от остаточных макронапряжений. Остаточные напряжения сжатия, как правило, способствуют дополнительному повышению циклической прочности. Изменение в процессе деформации высоты поверхностных микронеровностей влияет на циклическую прочность [13, 45-48]. [c.232]

Теоретическая прочность силикатных стекол оценивается величиной 800—1200 кГ/мм , в то время как прочность промышленных стекол, прошедших все технологические операции изготовления и транспортировки, определяемая по методу растяжения или изгиба, составляет 5—12 кГ/мм , т. е. на два-три порядка меньше теоретической. По общему мнению большинства исследователей, такая малая прочность промышленных стекол вызывается наличием на поверхности стеклянных изделий различного рода дефектов (трещин, включений и т. п.), которые при указанных методах испытания являются начальными источниками их разрушения. Природа дефектов, их величина, форма и распределение в образце стекла, а также характер изменения их иод влиянием окружающей среды и в процессе испытания до сих пор пока не изучены. Наиболее опасными, как уже указывалось ранее (стр. 22), являются дефекты, находящиеся на поверхности образца, так как в условиях растяжения или изгиба образца разрушение обычно начинается с его поверхности. Действительно, образцы стекла в виде волокон или цилиндрических стержней диаметром до 6 мм, полученные непосредственно из расплава при тщательном предохранении их от воздействия внешней среды как в процессе изготовления, так и при испытании, обладают прочностью, близкой к теоретической, но малейшее повреждение поверхности резко снижает их прочность. Таким образом, значения прочности стекла, определяемые методами растяжения или изгиба, зависят главным образом от состояния поверхности испытуемых образцов стекла или, точнее, от целостности поверхностного слоя, так как любые дефекты, включая и трещины, имеют три измерения, т. е. являются объемными. [c.156]

Макро- и микроструктурный анализ излома образцов по трещине показал, что поверхностный слой после термообработки обезуглероживается на глубину до 0,2 мм. Вследствие структурной неоднородности высокопрочных сталей окалина на поверхности имеет вид оспин. Поверхностный слой с такими дефектами оказывает существенное влияние на выносливость деталей. Удаление окалины и обезуглероженного слоя абразивной лентой на легких режимах способствует повышению выносливости образцов в 1,5 раза. Например, если предел прочности черных образцов после упрочняющей термообработки составлял 520 МПа (рис. 4.16, а, кривая 1), то после удаления окалины и обезуглероженного слоя — 750 МПа (кривая 2). [c.103]

Твердость и прочность поверхностного слоя повышается на глубину 0,2—1,0 мм в нем создается благоприятное распределение остаточных напряжений по сечению детали и изменяется форма и ориентация кристаллических зерен в направлении более эффективного их сопротивления пластической деформации и разрушению резко снижается чувствительность металла к поверхностным дефектам. Дробеструйный наклеп устраняет неблагоприятное влияние на усталость обезуглероженного поверхностного слоя стальных деталей. [c.237]

Межатомные (или межмолекулярные) силы сцепления, связывающие между собой частицы в кристалле, очень трудно измерить экспериментально, поскольку основные механические характеристики, в том числе пределы упругости и прочности, зависят прежде всего от наличия дефектов в структуре. Вместе с тем очевидно, что тот или иной вид сил связи между частицами вещества (в кристалле) оказывает определенное влияние на величину и характер поверхностных сил. В дальнейшем это обстоятельство будет рассмотрено подробнее. [c.36]

Вместе с тем смазка вступает во взаимодействие с металлами деталей, вследствие чего существенно изменяются их механические свойства, износоустойчивость и усталостная прочность. Механические свойства металла зависят от структуры и дефектов кристаллического строения. Дефекты структуры на поверхности трения в виде пустых, не занятых атомами (ионами) в решетке мест, мозаичности, микротрещин и микрополостей, вызванных местным перенапряжением металла и изменением формы кристаллитов и их взаимным расположением, влиянием переходного слоя на границе зерен, скопления вакансий и т. п. приводят к значительному понижению прочности твердого тела. Поверхностные дефекты [c.57]

Изменение значений пределов выносливости образцов, отмеченное в табл. 13, не связано с остаточными напряжениями, так как ширина этих образцов была мала (поперечное сечение 12 X 40). Результаты этих испытаний могут быть использованы для более полной оценки влияния отжига, а также позволяют судить о влиянии обработки поверхности образцов на их прочность. Как видно, обработка поверхности оказывает весьма существенное положительное влияние на вибрационную прочность. Это связано с тем, что обработка устраняет концентраторы напряжений в виде отдельных поверхностных дефектов, характерных для прокатной корки. Существенное значение обработка поверхности имеет для сварных образцов, в которых она устраняет также и дефекты поверхности в месте перехода от шва к основному металлу. Как видно по данным табл. 13, в этих случаях вибрационная прочность сварных стыковых соединений гораздо выше, чем для необработанных образцов из основного металла и несколько выше, чем для образцов из основного металла с шлифованной поверхностью. [c.113]

При кислородно-флюсовой резке не исключена возможность появления дефектов, снижающих механическую прочность материала. При кислородно-флюсовой резке изменяется структура металла кромки, а поверхностный слой металла у кромки реза обедняется легирующими элементами. Такие дефекты не имеют существенного значения, если кромка, полученная при резке нержавеющей стабилизированной хромоникелевой стали, предназначена для сварки. В этом случае предполагается, что во время сварки металл, примыкающий к поверхности реза, будет расплавлен, и образованная резкой зона термического влияния практически не повлияет на механические и коррозионные свойства сварного соединения. В случае обработки не-стабилизированной стали, как показал опыт ряда заводов, резку следует сопровождать интенсивным охлаждением кромки водой (расход воды при этом должен составлять около [c.65]

Таким образом, низкая прочность и существование хрупкого разрушения сухой каменной соли в интервале температур от 4 20 до —100° С обусловлены наличием ослабляющего действия поверхностных дефектов первичных, существующих до опыта на поверхности кристалла и раскрывающихся в процессе растяжения, и вторичных, возникающих в процессе растяжения за счет пластической деформации в местах сопряжения зон деформации с поверхностью кристалла. Мы полагаем, что высокая пластичность и прочность каменной соли в воде не есть результат изменения механических свойств кристалла из-за изменения окружающей среды, но есть результат устранения (растворения) вредного влияния искажений, как первичных, так и вторичных, возникающих в процессе растяжения. С устранением искажений, приводящих к разрыву, открывается возможность приложить к кристаллу большие напряжения, а как следствие этого реализовать на опыте больший участок диаграммы растяжения. Изменение пластичности с температурой (диаграммы растяжения) приводит к изменению характера действия воды. В области низких температур воздействие воды проявляется в небольшом повышении величины хрупкой прочности, обнаруженной в работе [5] в области комнатных тем- [c.40]

На основании имеющихся данных о положительном влиянии окисления на прочность волокна можно считать, что эта обработка вскрывает дефекты (см. рис. 9-20,6), находящиеся под поверхностным слоем, одновременно удаляя часть из них. Кроме того, на основании наблюдений глубокого окисления углеродных волокон на сканирующем микроскопе можно считать, что преимущественно удаляются участки неорганизованного углерода, принадлежащие прежде всего аморфному полимеру, и поверхностные отложения. [c.173]

Для высокопрочных легированных сталей коэффициент чувствительности д близок к единице, т. е. эффективный и теоретический коэффициенты почти одинаковы. Для конструкционных углеродистых сталей среднее значение д = 0,6 н- 0,8, причем максимальные значения относятся к более прочным сталям. Поэтому особенно осторожно следует подходить к выбору способов и режимов механической обработки металлопокрытий, деталей из легированных сталей, поскольку влияние шероховатости поверхности здесь будет весьма большим. В заключение отметим, что электролитические и наплавочные покрытия при всех видах нагрузки работают заодно с основным металлом. Поэтому дефекты поверхностного слоя изношенной детали, особенности структуры покрытий и остаточные напряжения в нем, а также качество механической обработки будут в той или иной мере влиять на усталостную прочность восстановленных деталей. Металлизационные покрытия, имеющие низкую прочность сцепления при знакопеременных нагрузках, как показывает исследование [94], не работают как целое с основным металлом. Следовательно, неоднородность структуры металлизационного слоя, остаточные внутренние напряжения в нем и механическая обработка деталей не сказываются на снижении усталостной прочности. Решающее влияние на уста- [c.123]

Пневматическое фо1)моваиие — см. Вакуумное и пневматическое формование Поваренная соль см. Галит Поверхггостные дефекты, влияние на прочность конструкции 3—86 Поверхностный наклеп, влияние на прочность [c.514]

Для предотвращения отрицательного влияния на прочность и выносливость деталей при их травлении следует контролировать качество их поверхности перед данной операцией. Царапины, микротрёщины и другие дефекты ускоряют действие адсорбционно-расклинивающего эффекта, который заключается в том, что проникающие в такие трещины молекулы поверхностно-активных веществ способствуют ускорению процессов усталостного разрушения. Следовательно, чем ниже чистота и качество поверхности деталей, тем меньше должна быть продолжительность их травления и тем тщательней их последующая промывка. [c.235]

По следующей гипотезе — о сплошности тел металлы рассматриваются как непрерывная бездефектная среда, причем взаимодействие между отдельными атомами не учитывается. На самом же деле решетка реальных металлов (сплавов) насыщена дефектами — несплош-ностями, имеющими размеры от субмикроскопических до макроскопических. Эти дефекты оказывают большое влияние на прочность материалов в различных рабочих средах, так как среды часто воздействуют на металл именно через дефекты. Например, адсорбцион-но-расклинивающий эффект Ребиндера [101, 45] связан с наличием поверхностной активности среды и клинообразных дефектов в твердом теле влияние молекулярного водорода связано с наличием дефектов твердого тела типа замкнутых коллекторов [46, 47] и т. п. [c.5]

Метод производства оказывает большое влияние на прочность стеклянных волокон высокой прочностью обладают волокна, вытянртые с большой скоростью из расплавленного стекла (вытягивание из фильер), наименьшей прочностью— волокна, полученные штабиковым способом и раздувом. При формовании волокна из фильер образуется меньше поверхностных дефектов и трещин, чем обусловливаются их лучшие механические свойства, главным образом прочность. [c.410]

Концентрация напряжений зависит от разлгеров и формы трещины, а также от ее ориентации в механическо.ч поле. Поскольку трещины распределены по объему статистически, техническая прочность может изменяться от образца к образцу материала [449— 455]. В неоднородном материале наиболее напряженные или ослабленные из-за малых локальных сил взаимодействия участкп являются опасными дефектами . В работах М. С. Аслановой и П. А. Ребиндера [452] показано также влияние поверхностно-активных сред на прочность твердых сред, вследствие чего при прочих равных условиях наиболее опасными оказываются поверхностные дефекты. [c.184]

Прежде чем перейти к рассмотрению наиболее характерных меха-лиамов разрушения, заметим, что из-за неравнозначности дефектов, приводящей к существованию более или менее опасных из них (обусловливающих соответственно большую или меньшую концентрацию напряжений или пониженные относительно внешних воздействий локальные силы сцепления), проявляется влияние на прочность масштабного фактора . Поскольку опасны поверхностные [c.184]

Попытки понять закономерности разрыва кристаллов были предприняты в работах Орована [3, 71, 72]. Мы не будем излагать подробно все его взгляды, так как они по существу мало отличаются от представлений Смекала, а остановимся лишь на интересных для нас соображениях о возможном влиянии пластической деформации на прочность кристаллов. Орован пришел к заключению [3], что трудности, возникающие с размера-ьш трещин при применении теории Гриффитса к кристаллам, можно устранить, если предпо.ложить, что рост первичной трещины может происходить за счет пластической деформации. При наличии такого механизма роста трещины влияние на прочность могут оказать дефекты меньших размеров. Он предложил следующую модель разрыва. Пусть АВ — поверхностная трещина в плоскости куба, расположенной перпендикулярно направлению растяжения (рис. 3). Пусть вдоль плоскости скольжения СВ от точки С начинается скольжение. Соскользнувшая ранее часть будет тянуть за собой другие части плоскости до тех пор, пока скольжение не дойдет до точки Р, которая находится вблизи трещинь1 этот момент материал, находящийся между Р н концом трещины, должен выдерживать напряжения, которые требуются для того, чтобы вызвать скольжение части РВ, лежащей ниже трещины. В противном случае произойдет разрыв вдоль РА и вдоль трещины. Так как скольжение происходит по ряду соседних плоскостей, то в бо.льшинстве случаев будет иметь место углубление трещины, которое или прямо приведет к разрыву при повторении подобного процесса, или косвенно через механизм Гриффитса, если будет достигнута критическая глубина трещины. [c.29]

Поверхностные дефекты могут оказывать влияние на водородное или сульфидное растрескивание умеренно- или высокопрочных сталей в пластовых водах, содержащих сероводород. Заметная склонность к растрескиванию в этих средах вынуждает значительно понижать допустимый уровень напряжений, чтобы избежать опасности разрушения. Так как прочность стали связана с ее твердостью, эмпирически определенная максимально допустимая твердость по Роквеллу Нц = 22, что отвечает пределу текучести примерно 1,37 МПа [631. Критические значения коэффициента интенсивности напряжения для стали в водных растворах HjS свидетельствуют, что указанный уровень твердости соответствует критической глубине поверхностных дефектов около 0,5 мм [64]. При такой или большей глубине дефекты дают начало быстрому развитию трещин. Поскольку избежать дефектов такого размера практически очень трудно, в нефтяной промышленности, имеющей [c.153]

Пример построения такого соотношения был дан Мак-Клинто-ком [19] при рассмотрении влияния на усталостную прочность локализованных полей высокого напряжения в надрезанном образце по сравнению с гладким образцом. Мы применим эти результаты к проблеме перехода от модели к прототипу. Таким образом, при феноменологическом представлении плотности усталостных поверхностных дефектов выражением типа (3) мы найдем при постоянной усталостной долговечности соотношение для отношения усталостной прочности прототипа Ор к усталостной прочности модели а в равномерном поле напряжений [c.176]

Если менять материалы, из которых изготавливается волокно, или метод их изготовления, то можно получить волокна бора с различными свойствами. Исследование механических свойств нескольких борных волокон было осуществлено в [22] полученные результаты дали большой разброс прочностных свойств для каждого типа волокна. Этот разброс есть следствие потери пластичности, когда дефекты в материале приводят к катастрофическому разрушению при относительно низких напряжениях. Гистограмма значений прочности на растяжение для двух типов непрерывных борных волокон показана на рис. 3. Один тип низкого качества, а другой — высокого. Приведены результаты для волокон в состоянии поставки и для протравленных волокон, в которых влияние поверхностных дефектов сведено к минимуму. При анализе временньгх свойств прочности волокнистых композитов, армированных борными волокнами, необходимо помнить о форме функции распределения прочности. [c.272]

При уходе атома из узла решетки возможио efo внедрение в решетку. Атомы внедрения — это избыточные атомы, прошедшие в решетку, но не занимающие ее узлов. Небольшие атомы водорода, углерода, кислорода и азота легко образуют дефекты внедрения и решетках металлов. Более крупные дефекты — линейные дислокации и поверхностные дефекты наружная яовер.хность тела, границы зерен и другие внутренние границы. Дефекты структуры оказывают сильное влияние яа электрическую проводимость, прочность, потери на гистерезис в ферромагнитных материалах. [c.33]

Однако введение механической обработки не решает проблему эффективного использования материалов. Не говоря з же об увеличении затрат по изготовлению детали, механическая обработка часто усугубляет потерю прочности материала вследствие возникновения новых микро- и макротрещин, вырывов и др. Различный вид нагружения при точении, резании, фрезеровании, шлифовании и пр. обусловливает изменение текстуры, деформацию и степень проявления пластичности и хрупкости материала. Наряду с изменением физико-механических свойств поверхностного слоя металла наблюдается возникновение остаточных растягивающих напряжений. Механизм возникновения этих дефектов и их влияние на свойства деталей достаточно полно освещены в работах М. О. Якобсона, С. В. Серенсена, Г. В. Карпенко, Н. Ф. Сидорова, А. Д. Манасевича и других специалистов. Причинами возникновения остаточных напряжений являются неравномерный локальный нагрев поверхностных слоев металла и его неоднородная пластическая деформация. Их величина и знак зависят от физико-механических свойств обрабатываемого металла, теплового и силового воздействия [c.7]

Чем выше качество поверхности сапфировых волокон, тем более высока их чувствительность к снижаюш,им прочность поверхностным реакциям очень небольшие дефекты на почти совершенной поверхности пламенно-полированного сапфира приводят к сильному снижению измеряемой прочности. Плавная волнистость, показанная на рис. 3, вызывает лишь очень незначительную концентрацию напряжений и даже субмикроскопические ямки термического травления, наблюдаемые па пламенно-полированных волокнах [31], не являюш,иеся дефектами, сильно снижающими прочность такие дефекты характерны для некоторых нитевидных кристаллов с высокой прочностью [23]. Таким образом, пламенно-полированные волокна служили идеальным объектом для изучения влияния поверхностных реакций на прочность. [c.182]

Это соотношение дает значения коэффициентов концентрации напряжения от 10 до 20 для типичных дефектов, контролирующих разрушение борных волокон с прочностью 300 ООО— 600 ООО фунт/кв. дюйм (210,9—421,8 кгс/мм ). Если такие дефекты расположены на поверхности волокна, они имитируют трещины с острой вершиной и реакция между волокном и матрицей может не повлиять на их интенсивность. К тому же Уовнером были представлены доказательства того, что доминирующий источник разрушения борных волокон часто является внутренним [36], поэтому в любом случае будет выполняться условие неподверженности исходных дефектов волокна влиянию поверхностной реакции. [c.283]

Наиболее высокие механические свойства имеют стали 70СЗА, 60С2ХА и 60С2Н2А > 1800 МПа сто,2 > 1600 МПа 6>Ъ% ф>2 %. Их предел упругости составляет o-q qi = 880. .. 1150 МПа, а твердость — 38 - 48 HR . При такой прочности и твердости стали чувствительны к концентраторам напряжений, поэтому на сопротивление усталости большое влияние оказывает состояние поверхности. При отсутствии поверхностных дефектов (обезуглероживания, окалины, грубых рисок и др.) предел выносливости сталей при изгибе не ниже 500 МПа, а при кручении [c.352]

Для материалов, работающих в условиях граничной смазки, самосмазывающихся материалов, в ряде других случаев фрикционного взаимодействия твердость поверхностного слоя не является определяющим параметром износостойкости. Большое значение приобретают способность поверхностных слоев многократно передеформироваться, не испытывая сильного наклепа, химическая активность поверхности в отношении окружающей среды и контртела, возможность образования поверхностных слоев с развитой анизотропией механических свойств. С точки зрения структуры, сопротивление материала усталостному изнашиванию определяется прежде всего энергией, необходимой для зарождения трещин, и скоростью их распространения. Положительное влияние ионной имплантации на прочность при малоцикловой усталости связано прежде всего с появлением радиационных дефектов, улучшающих гомогенность деформации (измельчение полос скольжения), и снижением энергии дефектов упаковки при образовании поверхностных сплавов. В условиях многоцикловой усталости большое значение приобретают остаточные напряжения, возникающие при легировании поверхности. В большинстве случаев глубина зарождения усталостных трещин при изнашивании значительно превосходит глубину имплантированного слоя. Исходя из этого, можно предположить, что имплантация влияет не на зарождение трещин, а на их развитие и выход на поверхность. В табл. 3.4 суммированы некоторые результаты исследования износостойкости ионно-легированных слоев в условиях граничной смазки и усталостного изнашивания [26]. [c.97]

При грубой обработке поверхности поверхностные дефекты снижают предел выносливости материала, На предел выносливости влияет также и технологический процесс механической обработки. Влияние качества обработки поверхности детали учитывается коэффициентом поверхностной чувствительности вц, равным отношению предела выносливости при симметричном цикле для образца с заданным состоянием поверхности к пределу выносливости такого же образца с тщательно полированной поверхностью. На рис. 11.17 представлены графики коэффициента Ед в зависимости от предела прочности стали. На этом графике / — зеркальное полирование 2 — грубое полирование 3 — тонкое шлифование или тонкая обточка 4 — грубое шлифование или грубая обточка 5 — испытание в пресной воде при наличии концентрации напряжен ний 6 — испытание в пресной воде при отсутствии конценграции и и э морской вода при наличии концентрации 7 — испытание в морской воде при отсутствии концентрации. [c.240]

Богуславский и Сильвестрович [26] предложили производить закалку стекол в кремнеорганических жидкостях, в результате которой прочность их достигала 40—50 кГ/мм , что в два раза больше прочности стекол, подвергнутых воздушной закалке при той же величине А (1.5—2.5 Л /см). Дополнительный эффект упрочнения стекла был объяснен тем, что при этом процессе улучшается состояние поверхностного слоя обрабатываемого образца стекла за счет цементации поверхностных дефектов полимерными соединениями, имеющими большое химическое сродство со стеклом. Однако дальнейшие исследования этого процесса упрочнения стекла показали, что цементация имеет незначительное влияние на увеличение его прочности. Дополнительная обработка закаленного в кремнеорганических жидкостях стекла в растворе плавиковой кислоты увеличивает прочность стекла до 100— 150 кГ/мм . Метод закалки стекла в кремнеорганических жидкостях с последующим травлением его в растворе плавиковой кислоты [26—37] получил название термофизического метода упрочнения стекла. [c.171]

При травлении снимается поверхностный слой стекла. При этом трещины и поверхностные дефекты либо удаляются вместе с поверхностным слоем стекла, либо их острые углы и грани закругляются. Прочность стекла при травлении плавиковой кислотой может быть повышена в 2—4 раза. Так, Г. М. Бартеневу [520] удалось травлением упрочнить стекло в 4,3 раза (механическая прочность возросла от 600 до 2560 кГ1см ). Коррозия поверхности листового стекла плавиковой кислотой происходит неравномерно. Коррозия начинается в беспорядочно разбросанных точках на поверхности стекла, и ее характер свидетельствует о том, что на поверхности стекла имеются активные центры, особенно подверженные коррозии. На свежей поверхности тянутого листового стекла микроскопически были обнаружены кристаллы, которые противостоят коррозии значительно сильнее, чем окружающие их стекла [521]. Специфика в химизме кислот и особая активность высокоэлектроотрицательного и исчезающего малого по размерам протона водорода вносят в намеченные выше закономерности существенные коррективы. На разложение минерала кислотами очень большое влияние оказывает состав получающихся в результате реакции продуктов. Разложение идет особенно легко в случае образования газообраз- [c.202]

Большее влияние на способность стали к глубокой вытяжке оказывает старение после холодной деформации, чем старение после отжига. Холодная деформация увеличивает нестабильность феррита, пересыщенного растворенными злемслтамк Бнедрения, уменьшает их растворимость в пересыщенном феррите, что ускоряет процесс старения. Скорость старения, кроме того, зависит также от степени пересыщенного феррита и температуры, при которой протекает процесс старения. При старении, однако, наступают диффузия атомов С и N, свободно растворенных в феррите, к дислокациям и выпадение нитридов и карбидов. Это приводит к повышению прочностных и снижению пластических свойств и способности к глубокой вытяжке материала. Старение увеличивает пределы прочности и текучести и твердость, уменьшает удлинение и глубину выдавливания колпачка (ом. рис. 53). iKpOxMe того, снова появляется. площадка текучести, которая снималась дрессировкой при этом не изменяется нормальная и плоскостная анизотропия механических свойств (рис. 57) [96]. После ста- рения при штамповке на стали опять образуются линии скольжения, что может быть причиной преждевременного появления трещин, повышенного брака, различных поверхностных дефектов и т. п. [20]. [c.152]

Микроструктурный анализ излома образцов по трещине показал, что поверхностный слой после термообработки обезуглероживается на глубину до 0,2 мм. Вследствие структурной неоднородности высокопрочных сталей [17] окалина на поверхности имеет вид оспин. Поверхностный слой с такими дефектами оказывает существенное влияние на выносливость деталей Удаление окалины и обезуглероженного слоя абразивной лентой на легких режимах способствует повышению выносливости образцов до 1,5 раза. Например, если предел прочности черных образцов после упрочняющей термообработки составлял 52 кгс/мм2 (рис. 31, а, кривая 1), то после удаления окалины и обезуглероженного слоя — 75 кгс/мм (кривая 2). Влияние величины остаточных напряжений растяжения и метода шлифования на характер распределения кривых выносливости было проверено при испытании образцов, обработанных абразивными кругами и лентой на оптимальных режимах. Установлено, что при шлифовании образцов из стали 40ХЗСМВФЮ сплощными и прерывистыми кругами в поверхностном слое формируются остаточные напряжения растяжения соответственно около 100 и 55 кгс/мм , при шлифовании лентой 20 кгс/мм . Этим напряжениям соответствуют кривые 3, 2 и 1 (рис. 31,6), анализ которых показывает, что Для принятых условий и режимов обработки процесс шлифования снижает выносливость стали тем больше, чем больше возникающие напряжения растяжения. Например, при напряжении 20 кгс/мм (шлифование лентами> снижается предел выносливости до 72 кгс/мм против исходнога 75 кгс/мм . При шлифовании прерывистыми и обычными кругами остаточным напряжениям растяжения 55 и 100 кгс/мм соответствует снижение предела выносливости до 49 и-38 кгс/мм . Однако с уменьшением числа циклов нагружений степень влияния остаточных напряжений уменьшается. Если при 2-105 циклов нагружений выносливость образцов относительно исходной составляет при шлифовании лентой, прерывистым и обычным кругом соответственно 97, 66 и 53% (табл. 13), то при Л = 0,6-105 она составляет соответственно 106, 87 и 75%. [c.66]

Инженерные расчеты деталей машин на прочность обычно бывают основаны на теории пругости, рассматривающей однородный абсолютно упругий материал, свойства которого характеризуются только модулем пругости и коэффициенто.м Пуассона. При таких расчетах не учитываются структура и текстура материала и наличие первоначальных дефектов в не.м. Не принимается во внимачие также сложная проблема остаточных напряжений. Между тем из фмзик.ч металлов хорошо известно, что свойства реальных конструкционных материалов в первую очередь определяются внутренними и поверхностными дефектами структуры металла и что эти дефекты, посторонние включения и местные нарушения сплошности оказывают решающее влияние на предельное напряженное состояние, которое, в свою очередь, определяет условия возникновения пластических деформаций или разрушения детали. [c.6]

Мы считаем, что объяснение эффекта Иоффе, даваемое Смекалом, неправильно и противоречит следующим опытным фактам а) Н.Н. Давиденковым и М. В. Классен-Неклюдовой было показано. что нельзя пол> ить повышение прочности в результате растворения у кристаллов с частично защищенной от растворения поверхностью [92] б) различные растворяющие среды дают одинаковый эффект (Рексер [86]). В опытах Ванденбурга [851 замечено некоторое различие в действии разных растворяющих сред, но эти опыты недостаточно убедительны в) насыщенный раствор не оказывает действия г) прямыми опытами показано повышение прочности в результате растворения поверхностных дефектов [94] Классен-Неклюдовой выяснено, что не существует соответствия между наличием или отсутствием воды в объеме кристалла и его механическими свойствами ]93, 96]. В ряде случаев обнаружено влияние газов, поглощенных объемом кристалла, на его прочность (Бургсмюллер [53, 54], Берг [95]). [c.37]

Из формулы Гриффитса следует, что значение среднего напряжения в образце, при котором начинается рост трещин, зависит от величины поверхностной энергии а. Помещая образцы в различные среды, можно изменять поверхностную энергию и, следовательно, прочность. Это было подтверждено для случая аморфных тел. Прочность кварцевых нитей оказалась наибольшей в вакууме [19, 20]. При этом было показано влияние конденсированной влаги. Нами были проведены также опыты по разрыву кристаллов хлористого натрия в вакууме 10 мм и в атмосфере, насыщенной водяными парами. Перед опытом не проводились прогрев и обезгаживание кристалла. Целью исследования была проверка влияния лишь капиллярной адсорбции, действие которой на прочность было выявлено на кварцевых нитях [19, 20]. Оказалось, что прочность осталась неизменной. Так, среднее значение прочности на воздухе Плим , в вакууме — 400 Пмм . Последняя работа [99] подтвердила этот результат. Так как кристаллы были шлифованные и полированные, то несомненно на их поверхности было значительное количество дефектов и капилляров. Следовательно, отличие в результатах, полученных на кварцевых нитях, следует приписать различию в механизме действия первичных дефектов в аморфных телах и кристаллах. [c.41]

Азотирование немного снижает вязкость стали, повышает ее прочность, ослабляет влияние поверхностных дефектов на снижение предела выносливости и существенно повышает предел выносливости стали, особенно у тонких деталей при работе в некоторых коррозионных средах. Например, азотирование стали марки 38ХМЮА повышает предел выносливости при повторно-перемен-ном изгибе с 49 (образцы диаметром 7,5 мм) до 58 кГ мм при азотировании на глубину [c.291]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...