Сталь влияние размеров образца при растяжени

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Наиболее сложным видом деформации, при котором определяется внутреннее трение, является изгиб вследствие потерь энергии в опорах, заделках, системе подвеса и наличия двух механизмов затухания, за счет тангенциальной и нормальной вязкости. Поэтому данные о внутреннем трении при изгибе носят наиболее противоречивый характер по сравнению с данными о внутреннем трении при кручении и растяжении-сжатии. Результаты опытов по определению влияния размеров образцов на внутреннее трение при изгибе стали достаточно четкими лишь с переходом к материалам с большим внутренним трением. Так, [c.17]

На основе динамической кривой растяжения было установлено и доказано, что при истинно изгибных напряжениях у мягкой стали имеет место такая же усталостная прочность, как и при испытаниях на осевое нагружение. Это исследование наводит на мысль о том, что никакого влияния размеров при изгибе не было бы обнаружено, если бы рассматривались действительные напряжения в поверхностном слое, а не номинальные напряжения. Необходимо при этом предположить, что данный материал обладает способностью выдерживать неограниченное циклическое пластическое течение без разрушения, и подтвердить это допущение тем фактом, что образцы при работе на пределе выносливости могут оставаться нагретыми лишь вследствие пластических деформаций. [c.60]

Однако это падение наблюдается не у всех материалов, а только у некоторых сплавов с неравновесной структурой. Та же сталь после отпуска при 500° С, а также некоторые алюминиевые сплавы не дают понижения прочности с увеличением диаметра образцов. У гладких образцов величина сопротивления разрушению после отпусков при 500 и 200° С понижается на 10—15% при увеличении диаметра образца с 10 до 20 мм, одновременно уменьшается сужение шейки. Сопротивление пластической деформации с увеличением размеров образцов не изменяется или изменяется незначительно. Сильнее может проявляться влияние абсолютных размеров при изгибе надрезанных образцов [14, 24]. Это сказывается как при изгибе сосредоточенной силой (рис. 18.8,0, б), так и при растяжении с перекосом (рис. 18.9 и 18.10, табл. 18.3), которое вызывает в надрезанном образце одновременно растяжение и изгиб. [c.119]

Приведем последнее замечание, иллюстрирующее сложность явления разрушения. Если испытать на растяжение или изгиб цилиндрические образцы из одного и того же хрупкого материала (например, из фарфора), но различных размеров, то, как установлено экспериментаторами, прочность на разрыв оказывается тем меньшей, чем больше размеры образца. Аналогичные наблюдения были проведены при сравнении прочности на разрыв геометрически подобных цилиндрических стержней различных размеров, полученных путем механической обработки из одной и той же выплавки мягкой стали ). Вопрос о том, влияют ли размеры геометрически подобных образцов на их прочность при растяжении или изгибе для материалов, деформирующихся до разрушения лишь упруго, является пока открытым ввиду крайней трудности получения однородных образцов разных размеров (например, из таких материалов, как плавленый фарфор). С той же трудностью приходится сталкиваться и в отношении образцов, вырезанных из мягкой стали илп другого пластичного металла, предварительно подвергнутого холодной или горячей обработке—прокатке или ковке. Постулируя возможность существования масштабного фактора , влияющего на величину временного сопротивления хрупких материалов (как плавленый фарфор), В. Вейбулл ) развил статистическую теорию прочности материалов, которая объясняет понижение прочности крупных образцов по сравнению с мелкими тем, что для крупных образцов существует относительно большая вероятность образования различных трещин и дефектов. К тому же типу явлений следует отнести также и предполагаемое влияние пространственного градиента напряжений на прочность образцов, подвергнутых чистому изгибу или кручению. [c.216]

Влияние масштабного фактора (уменьшения размеров) при микромеханических испытаниях конструкционных сталей, подвергнутых закалке и отпуску, проявляется главным образом в увеличении истинного сопротивления разрушению 5к на 30—50 /о по сравнению с полученным при испытаниях образцов диаметром 5 мм. Для сплавов меди, железа, алюминия расхождение результатов испытаний при растяжении образцов диаметром 0,8—1,2 к Ъ мм незначительно. Можно считать, что вообще масштабный фактор сказывается в увеличении прочности и пластичности. [c.28]

Рис. 258. Влияние размеров образца из фосфористой стали на сопротналенне отрыва при изгибе (/) и растяжении (2)

Специальные исследования влияния размеров образцов на образование нераспространяющихся усталостных трещин были проведены В. Линхартом при испытаниях на симметричное растяжение-сжатие больших -плоских образцов из нйзкоуглероди- стой стали со следующим химическим составом (%) и механическими свойствами после нормализации 0,11 С 0,30 Si 0,45 Мп 0,026 Р Ов = 421 МПа ат = 277 МПа 6 = 37,1 % гр = = 61,8 %. Образцы имели различную ширину (50, 100 и 200 мм) при одинаковой толщине 8 мм. Каждый образец имел концентраторы напряжений в виде двух боковых V-образных надрезов (глубина t = b мм, радиус при вершине г = 0,5 мм, угол раскры- [c.79]

Влияние размеров образцов на механические свойства металлов при растяжении. Остановимся только на выводах, вытекающих из результатов испытания микрообразцов, изготовленных из некоторых материалов чистая медь, дюралюминий Д1, сплав В95 и конструкционные стали 40ХН2МА и ЗОХГСА [25]. [c.95]

Смещения критическ 1х температур Ltd зависят от размеров поперечных сечений (толщи(1ы Я и ширины В) (рис. 48 и 49) [2J. Наибольшим ока.зы-вается увеличение вторых критических температур при статическом растяжении с варьированием толщины сечения образца. При этом интервал температур квазихрупких состояний сокращается. Ширина сечения оказывает меньшее влияние на увеличение критических температур, чем толщина сечения. Ударное инициирование трещин (по Робертсону) дает абсолютные значения вторых критических температур примерно на 60—70 С выше, чем при статическом инициировании. Для термически необработанных сварных соединений повышение первых критических температур происходит более интенсивно (в 1,4—1,5 раза), чем для основного металла. При увеличении предварительных пластических деформаций от О до 10 % за счет деформационного старения вторые критические температуры возрастают практически линейно для малоуглеродистых сталей это возрастание приблизительно равно 40 °С. Повышение температур старения при заданной предварительной деформации приводит к монотонному увели-ченшо вторых критических температур с максимумом при 250—300 С (если деформация равна 10 %, Д са i= 80 С), При циклических поврежден.иях, оцениваемых в относительных долговечно стях (отношение числа циклов предварительного нагружения к числу циклов до разрушения), увеличение Д/сд и для малоуглеродистых сталей (долговечность Ш ) происходит по линейной зависимости с коэффициентами пропорциональности соответственно 30— 35 и 40—80. Увеличение долговечности на порядок снижает указанные коэффициенты пропорциональности на 25— 30 %. Малоцикловые повреждения в области температур деформационногв старения (250—300 °С) повышают коэффициенты пропорциональности примерно в 2 раза. [c.71]

При установленщ влияния пластической деформации на коррозионное растрескивание высокопрочных сталей стандартные разрывные образцы, вырезанные пз листа стали ЗОХСНА вдоль проката, толщиной 2,5 мм после термической обработки (закалка в масле, отпуск при 200°С в течение 2-х ч) шлифовали на плоскошлифовальном станке до размера (в сечении) 8X2 мм и лосле травления в растворе надсернокислого аммония (100 нг/м ) в течение 60 мин подвергали пластической деформации растяжением. Затем вырезали образцы длиной 100 мм так, чтобы максимальная пластическая деформация была лосередине образца. Испытание образцов производили в 20%-ном растворе серной кислоты с добавкой хлористого натрия (30 кг/ М ) (рис. ЗП. [c.119]

Л.И.Доможиров [72, с. 15—21] исследовал влияние водопроводной воды и частоты нагружения на скорость развития усталостной трещины в стали 00Х12НЗД (а = 830 МПа, Оо,2 = 700 МПа, 5 = 16 % и t//= 67 %). Испытания проводили на плоских образцах размером 300X70X12 мм с односторонним боковым надрезом при одноосном пульсирующем растяжении. [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...