Предел выносливости при высоких температурах

При определении предела выносливости при высоких температурах в качестве базы принимают 5-10 10-10 50-10 н 100-10 циклов. [c.340]

При понижении температуры испытаний стали А до —195 °С предел выносливости по трещинообразованию для образца с (Ха = 4 увеличился почти вдвое по сравнению с пределом выносливости при нормальной температуре (табл. 18). Вместе с тем уже небольшая усталостная трещина ведет к мгновенному разрушению образца, т. е. в отличие от усталостного разрушения при нормальной и умеренной пониженной (—55 °С) температуре, при температуре —195°С разрушение происходит хрупко. Не-распространяющихся усталостных трещин в этих условиях, несмотря на высокое значение теоретического коэффициента концентрации напряжений, обнаружить не удалось. [c.104]

Сопоставление результатов испытаний на усталость высокопрочной стали Г и мягкой раскисленной стали В показало, что, несмотря на существенную разницу прочностных и усталостных характеристик этих сталей при нормальной и пониженной температурах, полученных на гладких образцах, их пределы выносливости при наличии резкого концентратора напряжений и температуре —55 °С практически одинаковы, а при температуре —195°С мягкая сталь В обладает более высоким пределом выносливости. Наибольшие пределы выносливости при всех температурах были обнаружены у высокопрочной стали после закалки и отпуска (сталь Д). [c.105]

При определении выносливости при высоких температурах на соответствующей кривой не возникает горизонтального участка (см. усталость металлов), поскольку разрушающая нагрузка непрерывно уменьшается с увеличением числа циклов. Пределом выносливости ot в условиях заданной температуры считают наибольшее напряжение, при котором образец выдерживает заданное число циклов. При этом обычно за базу принимают 5-10 , 10-10 , 50-10 и 100-10 циклов. [c.421]

Многие детали при высоких температурах испытывают также и переменные нагрузки. В зависимости от уровня температур, напряжений, а также от формы образца (детали) соотношение между пределами ползучести и усталости может меняться. Так, обычно при высоких температурах у гладких образцов предел ползучести ниже, чем предел выносливости. Однако у надрезанных образцов предел выносливости при повышении температуры может понижаться сильнее, чем предел ползучести. [c.330]

На рис. 7.24 показана схема кривых предельных напряжений при повышенной Гг и высокой Ti температурах по параметру тр. При температуре Ti для рт— -0 разрушение определяется в основном временем, которое слабо зависит от частоты, и при Оа=0 <Тт=(з,)г1, где (з т1 — предел длительной статической прочности при температуре Ti и времени тр. С уменьшением От возрастает амплитуда Оа, достигая при От=0 предела выносливости при симметричном цикле ( r-i)ri для времени Тр, получаемого по кривой усталости, наносимой в координатах и монотонно спадающей с рос- [c.162]

Из приведенной на рис. 104 диаграммы видно, что повышение температуры испытания более резко снижает предел текучести, чем предел выносливости. Кроме того, как правило, асимметрия цикла (наложение статического растяжения) наиболее резко снижает предел выносливости при достижении статических напряжений более 0,5сЦ) j. Интересно отметить влияние асимметрии цикла на предел выносливости при одновременном действии концентраторов напряжений (рис. 105). Концентраторы напряжений заметно усиливают действие асимметрии цикла при статических напряжениях менее 0,5aQ 2> в области высоких статических напряжений надрезанные образцы выдерживают более высокие суммарные статические и циклические напряжения. [c.170]

Метод определения долговечности предусматривает испытания жаропрочных материалов при одновременном действии статических растягивающих и переменных изгибающих напряжений в условиях ползучести при высоких температурах. С целью ускорения испытаний пределы ограниченной выносливости определяют как разность между пределом ограниченной выносливости при симметричном. .цикле и статическим растягивающим напряжением при сохранении прежней базы. [c.118]

Исследованиями жаропрочных сплавов па никелевой основе, применяемых в конструкциях ГТУ, в широком диапазоне температур установлена весьма сложная зависимость их сопротивления циклическим нагрузкам. Предел выносливости с повышением температуры испытаний примерно до 1000 К сохраняется постоянным или изменяется весьма незначительно. В области температур 1050— 1100 К обычно заметно некоторое повышение сопротивления усталости и лишь для более высоких температур характерно его снижение. Особенно существенные изменения претерпевает форма кривой усталости. Как правило, в области комнатной и умеренно высоких температур кривая усталости состоит из наклонного и горизонтального участков. При температурах, превышающих температуру старения, горизонтальный участок кривой усталости исчезает и появляются резкие переломы кривых усталости в сторону снижения сопротивления циклическим нагрузкам [5, 6]. [c.376]

Прочность материала, работающего при высоких температурах в условиях переменного режима. Специфической является работа материала в условиях одновременного наличия высоких температур и переменных силовых воздействий. Материал, работающий в таких условиях, должен обладать свойствами выносливости (высокий предел усталости) и (или) термической стойкости (высокий предел термической усталости). [c.310]

Рис. 34. Механические свойства серого чугуна при высоких температурах 1 — предел прочности при растяжении 2 — твердость по Бринелю 3 — предел прочности на растяжение при длительном испытании 4 — предел выносливости при изгибе [2]

Отсюда следует, что при высоких температурах предел прочности и предел текучести не могут служить критериями прочности. Критериями в этом случае надо считать предел ползучести и предел длительной прочности. При оценке усталостной прочности лопаток критерием прочности служит предел выносливости (усталости) при симметричном цикле а 1. Величину его следует принимать во внимание при выборе материала для лопаток наряду с пределами текучести и длительной прочности. Так же, как и последние, предел выносливости уменьшается с ростом температуры. На сопротивление усталости большое влияние оказывает чувствительность материала к концентрации напряжений, о которой можно судить, сравнив значения пределов выносливости гладких (0-1) и надрезанных (0-1) образцов. [c.155]

Для деталей, работающих при высоких температурах в условиях ползучести и воздействия вибрационных нагрузок, в настоящее время методы расчета на выносливость практически отсутствуют. Поэтому допускаемые напряжения для этих деталей должны выбираться на основании опыта эксплуатации аналогичных конструкций, а если его нет, то эти напряжения должны быть в 2,5ч-3 раза ниже предела длительной прочности, определенного для статической нагрузки. [c.58]

Скорость охлаждения после отпуска также оказывает больш-пс влияние на остаточные напряжения. Чем медленнее охлаждение, тем меньше остаточные напряжения. Ускоренное охлаждение после отпуска пр 550—650 С повышает предел выносливости з.а счет образования в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия. 0,дк ткс изделия сложной формы ко избежание их коробления после отпуска при высоких температурах следует охлаждать медленно, а изделия из легированных сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости, после отпуска при 500—650 С во всех случаях следует охлаждать быстро. [c.216]

Высокое с о и р о т и в л е и и е усталости при комнатной н высоких температурах. Предел выносливости гладких образцов при комнатной температуре должен составлять не менее 45% предела прочности, а при 400° С не менее 50% предела прочности при соответствующих температурах. Эта характеристика особенно важна для деталей, подверженных вибрациям в процессе работы, как, например, лопатки компрессоров. [c.11]

Частота и длительность нагружения. Сопротивление усталости конструкционных материалов зависит от скорости изменения нагрузки. В работах i[31, 72] определены две области частот, влияние которых на сопротивление усталости противоположное. Пределы выносливости конструкционных сталей при повышении частоты до 1000 Гц увеличиваются на 5... 20%. Значение a i для никелевых жаропрочных сплавов вследствие способности материалов к де формационному старению при высоких температурах с повышением/от 15 до 1000 Гц может увеличиваться до 30%. При f= [c.58]

Кроме повышения износостойкости ЭМО повышает также сопротивление усталости поверхностного слоя. Это связано с наличием остаточных напряжений сжатия, появляющихся в мартенситной структуре при умеренных температурах ЭМО (которые выше точки A j) и небольших давлениях. Однако необходимо помнить о том, что при высоких температурах и значительных давлениях можно ожидать появления растягивающих остаточных напряжений в светлой зоне поверхностного слоя, несмотря на его мартенситное строение, что приводит к снижению предела выносливости. В условиях ЭМО знак и величина напряжений будут зависеть от совокупности температурного и силового воздействия на поверхностный слой. Следует также отметить, что применение постоянного тока не дает повышения сопро- [c.561]

Испытания на усталость при высоких температурах, соответствующих условиям эксплуатации, проводятся с целью определения гарантированных пределов выносливости (предельного числа циклов) с заданной степенью вероятности, используемых в расчетах на прочность [7, 8]. На рис. 1 представлена зависимость от температуры пределов выносливости некоторых сталей и сплавов при симметричном изгибе, определенных по средним значениям 10(вероятность Я=0,5). [c.134]

Окисление и обеднение легирующими элементами поверхностного слоя при высокой температуре способствуют усилению роли фактора времени. Увеличение частоты нагружения от 50 до 1000—2000 гц при испытаниях жаропрочных сплавов в условиях нагрева до 700—90W С повышает их предел выносливости на 5—25%. [c.138]

Окисление поверхности при высоких температурах с глубоким обеднением легирующими элементами вследствие длительной наработки (500 и более часов) снижает пределы выносливости образцов и деталей из жаропрочных сплавов на 10—15%. [c.138]

В зависимости от материала детали, типа напряженного состояния и характера изменения напряжений во времени в качестве предельного напряжения принимают одну из следующих механических характеристик материала предел текучести (физический или условный) при статическом нагружении детали из пластичного или хрупко-пластичного материала предел прочности при статическом нагружении детали из хрупкого материала предел выносливости при возникновении в детали напряжений, переменных во времени. Все сказанное, а также сведения, приведенные ниже, относятся к работе деталей при комнатной или слегка повышенной температуре общие понятия о механических характеристиках материалов при высоких температурах даны на стр. 21. [c.10]

Сталь, применяемая для пружин и рессор, должна обладать высоким пределом упругости (текучести) и пределом выносливости при достаточной пластичности и вязкости. Для получения этих свойств стали должны содержать не менее 0,5% С и подвергаться закалке и отпуску при температуре 350—520° С (в зависимости от состава стали) для получения трооститной структуры. Величина [c.284]

Механические испытания при высоких температурах позволяют определять и такие свойства, как твердость и предел выносливости. [c.318]

Анализ кривых усталости, полученных при высоких температурах, показывает, что >в этих условиях предел выносливости стали снижается с возрастанием числа циклов и длительности испытаний. Такое поведение материала может быть обусловлено влиянием нескольких факторов. Например, при максимальном напряжении цикла может и.меть место ползучесть материала. Пластические дефор-мации и возможное старение могут вызывать изменение свойств материала, приводящее к дальнейшему изменению его поведения в условиях усталости. Таким образом, в материале под нагрузкой может происходить ряд изменений. [c.66]

Определение свойств металлов и сплавов при повышенных температурах обусловлено широким применением высоких температур в различных отраслях техники. Поэтому в технические условия на металлы и сплавы, предназначенные для работы при повышенных температурах (жаропрочные металлы и сплавы), все чаще включают такие механические характеристики, как пределы прочности, текучести, выносливости при повышенных температурах, а также пределы ползучести и длительной прочности. В последнее время все большее распространение получает определение горячей твердости. Особенно важное значение имеют определение пределов ползучести и длительной прочности. [c.21]

Усталостная долговечность при малоцикловом нагружении сильно зависит от параметра сталей (табл. 5.3) при разных температурах испытания. При температуре выше 400-4S значения расчетного параметра ml увеличиваются (рис. 5.25), что приводит к снижению ограниченного предела выносливости при высоких температурах. Важно отметить, что прирост у стали 12ГН2МФАЮ при 550 С (по сравнению с таковым при 300 С) примерно в два раза больше, чем у сталей 09Г2С и 16Г2АФ. [c.241]

Предел выносливости о [ (при заданной те лпературе) — наибольшее напряжение, при котором образец выдерживает без разрушения заданное число циклов. При определении предела выносливости при высоких температурах в качестве базы принимают 5, 10, 50 и 100 млн. циклов. [c.29]

Изломы, образовавшиеся при комнатной температуре, состоят в большинстве случаев лишь из двух зон практически однородной по макростроению усталостной зоны вместе с очагом и зоны долома. Лишь в редких случаях между ними располагается переходная зона, соответствующая стадии ускоренного развития усталостного разрушения. Наличие переходной зоны на изломах сопровождается, как правило, повышением долговечности. Эта связь отмечалась как на образцах одной партии, так и при переходе к другому структурному состоянию сплава, в частности при модифицировании азотом сплава ЖС6У. Модифицирование азотом, несколько повышая предел выносливости при комнатной температуре, не изменило этой характеристики при высоких температурах. [c.147]

Таким образом, правильный выбор напряжений для металлов, предназначенных к длительной работе в услозиях высоких тегмпе-ратур, возможен только тогда, когда известны характеристики, полученные при длительных испытаниях металлов и сплавов на ползучесть и длительную прочность. Обе эти характеристики в основном зависят от температуры, величины нагрузки (напряжения) и структуры сплава. Наряду с этим от сплавов, предназначенных для работы при высоких температурах, требуются еше высокое со-яротивление термической усталости (разрушению в результате повторных нагревов и охлаждений), малая чувствительность к надрезу и высокий предел выносливости при рабочих температурах. [c.205]

Испытания на выносливость при высоких температурах, проделанные с различного рода сталями на машинах, вращающих образец ),. а также на машинах, производящих знакопеременные осевые напряжения ), указывают, что вплоть до 300-=-400°С температ)фа не окзг зывает большого влияния на предел выносливости. Наибольший предел выносливости обычно получается в промежутке от 300° С до 400° С, между тем как от 100° С до 200° С предел выносливости обычно несколько меньше, чем при комнатной температуре. Опыты также показывают,, что кривые о—п не приближаются к своим асимптотам так быстро, как при комнатной температуре, и что для определения величины предела выносливости требуется более чём 10 циклов. [c.405]

Однако в ряде случаев наблюдается довольно сложная зависимость значений пределов выносливости от часзоты нагружения. На рис. 53 представлены данные по влиянию частоты нагружения на пределы выносливости ряда теплоустойчивых сталей при высоких температурах. Видно, что сначала наблюдается повышение пределов выносливости с увеличением частоты на1ру-жения, а затем резкое снижение. [c.86]

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

Первое свойство — это способность выдерживать не разрушаясь переменные нагрузки при высоких температурах характеристикой его является условный предел выносливости, определяемый при заданной температуре и символически обозначаемый так сГшбоо- Индекс W указывает на то, что данное напряжение является условным пределом выносливости, второй числовой индекс указывает продолжительность испытания в часах. Можно поставить цель — исключить возможность разрушения от усталости. Тогда достаточно добиться того, чтобы условные пределы выносливости (с шюо. продолжительности испытания пределы длительной прочности (сгщо, Osoo. ) [c.310]

Установлено, что повышение температуры аустенизации стали 11Х12Н2МВФБА перед закалкой с 1020 до 1130 С существенно влияет на величину предела выносливости образцов. Более низкая температура закалки (1020°С) обусловливает более резкое снижение предела выносливости с повышением температуры отпуска (с 660,до 545 МПа), чем сталь, закаленная с 1130°С (с 620 до 580 МПа). Сталь, закаленная с 1020 или 1130°С и отпущенная при 600°С, состоит из мартенсита и мелкодисперсных легированных карбидов, причем в стали, закаленной с 1130°С карбидов меньше, чем в стали, закаленной с 1020°С, так как при низшей температуре аустенизации не происходит полное растворение карбидов ниобия а аустенита. Сталь, закаленная от 1020°С, меняет характеристики прочности и пластичности более заметно с изменением температуры отпуска, чем после закалки от 1130°С, т.е. повышение температуры аустенизации обусловли вает большую стабильность свойств стали при повышенных температурах. Высокий предел выносливости стали 11Х12Н2МВФБА после закалки и отпуска при 600 °С достигается в основном за счет выделения упрочняющей метастабильной фазы (Сг, W, Мо, V )j( N) и карбонитридов ниобия Nb( N). Повышение температуры отпуска до 660 и УОО С обусловило-снижение предела выносливости в воздухе соответственно до 580 и 500 МПа вследствие выделения и коагуляции сложного карбида /№,, С . [c.59]

При термовибрационной обработке процессы термической обработки совмещают с поверхностным наклепом деталей. В ряде случаев дополнительно наносят тонкий слой другого металла, который в измельченном виде предварительно вводят в камеру машины. Таким способом можно получить тонкое покрытие алюминием, медью и другими металлами, что обеспечивает коррозионную стойкость стальных деталей и повышенный предел выносливости лри высокой влажности и значительной температуре. [c.407]

Результат наложения ка переменные напряжения статических напряжений сжатия зависит от температуры и уровня предела выносливости при симметричном цикле. Эффективность сжимающей нагрузки, измеряемая отношением оаМ-ь как показали испытания сплава ХН77ТЮРУ при 250 С значительно выше, чем при 550° С. Отсюда следует, что применение поверхностного наклепа для деталей из сплава ХН77ТЮРУ, эксплуатируемых при 550° С, мен еэф-фективно, чем при т-емпературах до 250 С. Кроме того, длительное действие высокой температуры способствует релаксации и перераспределению остаточных напряжений в поверхностном слое детали. Статические напряжения сжатия компенсируют отрицательное влияние остаточных напряжений второго и третьего рода в высоколегированных сплавах, которое проявляется в понижении сопротивления усталости при нормальной температуре. На рис. 2.36 приведена кривая Wa-i =f( (T-i)> построенная по результатам испытания образцов гладких и с концентраторами напряжений из сплава ХН77ТЮРУ при базовом числе циклов Л б = 2-10 ... 2-10 . [c.69]

Легкие сплавы, а также все материалы при высоких температурах и при испытаниях Б коррозионных средах имеют кривые усталости в координатах — gN без горизонтального участка. В этом случае определяют ограниченный предел выносливости, соответствующий определенной базе испытаний [обычно УУ = (О, - - ) 10 циклов]. Для получения надежной оценки предела выносливости число неразрушив- [c.26]

В механических испытаниях при высоких температурах определяются таклш твердость, предел выносливости. [c.62]

Пружинные сплавы долж1НЫ обладать. не только высоким пределом упругости и пределом выносливости, но и сочетать жаропрочность (стабильность упругих свойств при. высокой температуре и длительной работе) с высокой электропроводностью или жаропрочность с высокой коррозионной стойкостью и немагнитностью. [c.7]

Низкотемпературную нитроцементацию проводят в среде цементующего газа (эндогаза) с добавкой аммиака или в продуктах пиролиза триэтаноламина. Для уменьшения выделения смолистых веществ и сажи при поступлении триэтаноламина в печь с температурой 550—650° С его разбавляют водой или проводят предварительно пиролиз при 900° С. Температура нитроцементации принимается 600° С, длительность 6—10 ч. Повышение температуры до 650—700° С вызывает хрупкость слоя понижение температуры ниже 600° С приводит к увеличению длительности выдержки для получения требуемой толщины слоя. Общая- толщина слоя получается равной 0,25—0,35 мм, карбонитридного слоя — 7—10 мкм. Структура карбонитридного слоя после медленного охлаждения состоит из е-фазы [Feg (N, С)], Feg (N, С) и v -фазы [Fe4 (N, С) ]. Твердость слоя углеродистых сталей достигает HV 250—350, легированных конструкционных сталей HV 500—700. Диффузионный слой обладает высокой износостойкостью в условиях сухого и жидкого трения. Стойкость против задира улучшаемых конструкционных сталей увеличивается в 1,5 раза. Значительно повышается предел выносливости. При наличии концентраторов напряжений предел выносливости возрастает на 100%. Это объясняется тем, что в диффузионном слое образуются остаточные сжимающие напряжения, причем максимум этих напряжений сосредоточен на поверхности в местах концентраторов напряжений. Внедрение этого процесса в промышленность значительно повысит долговечность многих деталей. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...