Усталость при сварных соединений

ГЛАВА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ YIJ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.217]

Характеристики усталости для сварных соединений при повышенных температурах представляют интерес в первую очередь для энергетического и химического оборудования. При повышенных температурах эксплуатируются, в частности, соединения направляющих лопаток с диафрагмами паровых турбин. Исследования прочности при повышенных температурах соединений применительно к указанным объектам были проведены в ЦНИИТМАШе . Результаты этих исследований в сопоставлении с аналогичными характеристиками паяных и прессовых соединений излагаются ниже. [c.219]

Особая роль сварных соединений в вопросах прочности конструкций при переменном нагружении привлекла пристальное внимание многих исследователей к свойствам материала соединения, а также к проблеме влияния остаточных сварочных напряжений (ОСН) на развитие трещин усталости [23, 235, 361]. Первоначально делались попытки методами механики разрушения получить интегральные сведения о сопротивлении [c.196]

Коррозионные испы тания имеют целью определение стойкости сварных соединений пр.ч обн ей н местной коррозии, а также при коррозионной усталости. [c.150]

Испытания на усталость соединений листовых конструкций. Полученных контактной точечной сваркой из сплавов ВТ1-0 и ОТ4-1, сталей и алюминиевых сплавов, показали близость предела выносливости стали и титановых сплавов [162]. По данным этой работы, уровень усталостной прочности сварных соединений определяется их конструктивным оформлением, при этом вид материала имеет меньшее значение. [c.157]

Широкое применение сварки при изготовлении высоконапряженных узлов конструкций заставляет рассматривать проблему малоцикловой усталости с учетом специфики сварных соединений. Характерными особенностями сварных соединений являются [c.189]

Влияние напряжений на коррозию многократно усиливается в местах резких изменений геометрической формы поверхности, являюш,ихся концентраторами напряжения (сварные соединения, поверхностные дефекты, царапины, задиры и т. п.), что вызывает неравномерность коррозии и ее локализацию. В результате этого может возникнуть коррозионная усталость металла, характеризующаяся развитием коррозионного процесса в вершине коррозионно-механической трещины, приводящей к разрушению. Факты подтверждают коррозионно-усталостную природу возникновения трещин при разрушениях на ряде нефтепроводов [166]. [c.222]

В работе [103] исследовано влияние усталости на критическую температуру хрупкости Т р зон стыковых сварных соединений сталей ВСт.Зсп и ЮХСНД. Накопление усталости произведено на цилиндрических образцах диаметром 11 мм с острым надрезом (г=0,25 мм, глубина 1,75 мм) при растяжении — сжатии с частотой 20-10 Гц, как и в работе [77]. Критическая температура определялась по уровню u iv = 2 кгм/см . [c.79]

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАЛОЦИКЛОВОИ УСТАЛОСТИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ДЕФЕКТОВ [c.409]

Рис. 4. Результаты испытаний на усталость при плоском изгибе (R = =0) образцов со снятыми усилением н проплавом из стыковых сварных соединений плит (сварка в вертикальном положении)-.

Сопротивление зарождению и росту трещины усталости сходно у обоих сплавов и их сварных соединений. Скорость роста трещины усталости при низких значениях К меньше в сварных соединениях по сравнению с основным материалом. [c.118]

Таблица 2. Параметры уравнения, определяющего скорость роста трещины усталости в основном металле и сварных соединениях при различных условиях испытания

Как вязкость разрушения, так и сопротивление росту трещины усталости основного металла и сварных соединений уменьшаются при снижении температуры. В интервале температур 295 — 4 К для основного металла (на образ- [c.234]

Рис. 3. Скорость роста трещины усталости в основном металле и сварных соединениях исследованных нержавеющих сталей при температуре 4 К ("V = 10 Гц)

Механические испытания сварных соединений разделяют на статические (растяжение, определение твердости, загиб) и динамические (испытания на удар, усталость и вибрацию). Испытания проводят по утвержденным стандартам. Образцы, применяемые при испытаниях, также стандартизованы. [c.568]

Сварные соединения специальных сталей, работающих под вибрационной нагрузкой. При сварке низколегированных и углеродистых сталей предел усталости сварных соединений повышается, как правило, в меньшей степени, чем их предел прочности. [c.854]

При проведении испытаний в условиях низких температур [17] предел усталости сварных соединений повышается. [c.854]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений монолитного и многослойного металла. Надежность и долговечность многослойных сварных конструкций, предназначенных для длительной эксплуатации в условиях циклического нагружения, во многом зависит от способности соединений сопротивляться усталостным разрушениям. До последнего времени наиболее полные исследования усталости сварных соединений выполнялись применительно к монолитному металлу [6]. Результаты этих исследований широко используются в инженерной практике при расчетах и проектировании монолитных сварных конструкций. Применительно к многослойным конструкциям сведения о сопротивлении усталости сварных соеди- [c.258]

Сопоставление сопротивления усталости сварных соединений монолитного и многослойного металла осуществлялось на образцах (рис. 2) со стыковым швом, выполненным ручной сваркой (сталь марки Ст. 3 сп). При испытании образцов учитывались основные факторы, определяющие сопротивление усталости сварных соединений реальных конструкций. Так, концентрация напряжений, создаваемая формой соединения, соответствовала реальным конструкциям. Образцы имели сечение достаточное для того, чтобы остаточные напряжения в них достигали максимальных значений. Образцы испытывались при осевом нагружении по описанной выше методике. Усталостные трещины в монолитных образцах зарождались на поверхности пластин — по линии сплавления шва с основным металлом. Очаги зарождения усталостных трещин в многослойных образцах чаще всего располагались между слоями тонколистового металла в зонах стыковых швов. Критерием разрушения монолитных образцов при испытаниях служила начальная стадия развития усталостных трещин, соответствующая глубине 4 мм. [c.259]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений, нахлесточных соединений с прикреплением патрубков и многослойного металла с перфорационными отверстиями. Основным видом несущего соединения многослойных конструкций является стыковой монолитный шов, выполненный автоматической или ручной сваркой. Исходя из этого, при расчетной проверке многослойных конструкций на выносливость в качестве основного расчетного сопротивления принимаются характеристики сопротивления усталости стыкового соединения, устанавливаемые нормами расчета на прочность на основании результатов соответствующих экспериментов. Таким соединениям, как вварка различного рода патрубков и устройство отводов в многослойной стенке, а также другим конструктивным особенностям (устройство перфорационных отверстий) отводится второстепенная роль. Однако эти элементы в конструкциях из монолитного металла создают повышенную в сравнении со стыковыми соединениями концентрацию напряжений, которая, в большинстве случаев, является определяющим фактором, обусловливающим инициирование и развитие усталостных разрушений. Эти виды соединений могут определять также несущую способность многослойных сварных конструкций, подвергающихся в эксплуатационных условиях воздействию циклических нагрузок. Все это потребовало выполнения специальных исследований, связанных с сопоставлением сопротивления усталости рассмотренных видов соединений. Испытаниям подвергались три серии образцов первая — эталонный многослойный образец со стыковым соединением вторая — образец, воспроизводящий устройство перфорационных отверстий в многослойной стенке третья — образец, воспроизводящий вварку угловыми швами мо- [c.260]

Скорость роста трещины усталости в сварных соединениях при низких температурах такая же или меньше, чем при комнатной температуре и очень близка к значениям этой характеристики у основного металла при соответствующих температурах (рис. 3 и 4). Исключением являются сварные образцы стали Pyromet 538, выполненные дуговой сваркой вольфрамовым электродом, у которых скорость роста трещины усталости при низкой температуре оказалась выше, чем при комнатной. Поскольку значения ао,2 и Ов возрастают при снижении температуры, более низкие значения скорости роста трещины усталости при низкой температуре рассматриваются как нормальное явление. Повышение скорости роста трещины в сварных соединениях стали Pyromet 538, однако, происходит в материале, в структуре которого имеются б-феррит и аустенит последний неустойчив при низких температурах. Таким образом, очевидно, что наличие б-феррита и (или) локальное превращение аустенита в мартенсит под влиянием деформации приводит к увеличению скорости роста трещины усталости в этой стали. [c.249]

Скорость роста трещины усталости в сварных соединениях обычно выше, чем у соответствующего основного металла. При снижении температуры испытания скорость роста трещин усталости в сварных соединениях уменьшается, за исключением сварных соединений стали Pyromet 538, выполненных дуговой сваркой вольфрамовым электродом с присадкой проволоки 21-6-9. [c.249]

Скорость роста трещины усталости в сварных соединениях сплава In onel Х750 во всех исследованных состояниях такая же, как у основного металла либо в закаленном, либо в закаленном и состаренном состоянии при 4,2 К. Никакой зависимости СРТУ от температуры в интервале от 77 до 4,2 К для сварных соединений не установлено. В то же время не ясно, почему СРТУ в сварных соединениях, выполненных обоими исследованными методами сварки (ЭЛС и ДЭС), одинакова со значениями для основного материала, несмотря на существенные различия в микроструктуре. [c.319]

Сравнение кривых усталости различных сварных соединений исследованных сталей показывает, что участки кривых, соответствующих усталостному разрушению (как это видно из рис. 9.18), могут быть с достаточной степенью точности аппроксимированы па-ралле.чьными линиями. Таким образом, при наличии данных по разрушению хотя бы для одного уровня номинальных напряжений вся кривая усталости данного сварного соединения при числах циклов до 10 может быть получена с использованием приведенных выше закономерностей, а также данных [8—10] для долговечности порядка 10 и выше. [c.186]

Рис. 19. Кривые усталости разнородного сварного соединения стали 0X12 НДЛ со сталью 20ГСЛ, выполненного электро-шлаковой сваркой (сечение 130X 300 мм). После сварки отпуск при 680° С и охлаждение при о = 50-5-70

Во-первых, при длительной эксплуатации разнородных сварных соединений сталей типа 15Х5М происходит изменение структурно-механической неоднородности. Вдоль зоны t плавления наблюдается науглероживание аустенитного металла сварного шва до 0,1-0,15 мм (рис. 3.14, б) с микротвердостью до 350-380 единиц и обезуглероживание основного металла на глубину до 0,005-0,12 мм (рис. 3.15). Микротвердость на феррритных (светлых) участках обезуглероживания (см. рис. 3.15) понижается до 90-120 единиц (900-1200 МН/м ). Микротрещины по границам ферритных зерен (см. рис. 3.14, а и б) имеют характерные признаки развития I pe-щин термической усталости. [c.157]

В результате исследований обнаружено, что металл сварного соединения при наиболее оптимальной > технологии сварки имеет предел выносливости не выше 80 % от предела основного металла. Наибольшее снижение о сварного соединения наблюдается при наличии непроваров—0,37(7 нарушения газовой защиты зоны сварки снижают усталость до О.бОо, , пористость—до 0,43а Таким образом, у технически чистого титана усталостная прочность сварнь1х соединений при отсутствии конструктивных концентраторов составляет (0,6—0,8) а, . [c.156]

Повышение коррозионной стойкости и долговечности сварных соединений в условиях малоциклов ой коррозионной усталости может быть достигнуто, в частности, уменьшением или устранением электрохимической гетерогенности путем термообработки. О некотором влиянии термообработки можно судить по результатам, приведенным па рис. 99 наружный шов подвергается более интенсивному растворению, чем внутренний, который претерпел нагрев при наложении наружного шва. [c.232]

В этой связи прежде всего следует отметить, что в последнее время все чаще встречаются предложения, касающиеся расчета сварных конструкций на усталость, в которых полностью игнорируется стадия зарождения трещины. Предполагается, что она составляет небольшую долю общей долговечности соединения, а при наличии дефектов в ихвах становится совсем ничтожной. Поэтому расчетный ресурс сварных соединений и конструкций рекомендуется определять исходя только из стадии развития усталостной трещины. Такой подход нашел отражение в некоторых зарубежных стандартах [5 и др.]. [c.185]

Таблица 8. Результаты испытаний на усталость при изгибе образцов из сварных соединений плит сплавов 5083 и АМгб

Испытания на усталость. Результаты усталостных испытаний сварных соединений при изгибе представлены в табл. 8 и на графиках рис. 4. Эти данные показывают, что сварные соединения сплавов 5083 и АМгб обладают примерно одинаковым сопротивлением возникновению усталостной трещины. [c.116]

Рис. 6. Скорость роста трещины усталости da dN в сварных соединениях плит сила ВОВ системы А1—Mg при испытаниях ком пактных образцов (см. рис. 3, ш = 64 мм В = 19 мм, Я/гв = 0,6) в атмосфере влажно го воздуха при 297 К (Д = /з. v = 20 Гц) сварка в вертикальном положении

Рнс. 6. Скорость роста трещины усталости для основного металла н сварных соединений стали Fe—13Сг—19Мп на образцах ориентации ПВ при трехточечном изгибе и S=0,1 [c.228]

Рис. /. Скорость роста трещины усталости в зоне термического влияния сварных соединений стали Fe—13Сг—19Мп на компактных образцах ориентировки ПД при Л=0,1 (а) в сравнении со скоростью роста трещины в основном металле и в зоне термического влияния в зависимости от ориентировки образца при / =0,1 (б)

Существенной разницы в скорости роста трещины усталости (СРТУ) при 4,2 К в основном материале и в сварных соединениях, независимо от режима термообработки, не обнаружено. Значение СРТУ в сварных соединениях не зависит от температуры в интервале от 77 до 4,2 К. [c.320]

Сплав имеет высокое сопротивление усталости при асимметричном растяжении при 20, 700 и 800° С и Щ1клических нагрузках достаточное электрическое сопротивление для использования его в ряде случаев в качестве нагревательных элементов сравнительно невысокий коэффициент линейного расширения и низкую теплонровод-ность, повышающуюся с температурой, что способствует большей стойкости деталей против теплосмен. Сплав хорошо сваривается различным видами сварки н имеет высокие механические свойства в сварных соединениях. [c.179]

Данные предела усталости приведены для стандартных образцов при отлаженном технологическом процессе в результате испытаний на изгиб при симметричных циклах. Предел усталости сварных соединений при дуговой электросварке не меняется заметным образом в зависимости от рода тока (постоянный или переменный). Предел усталости сварных соединений из прокатной малоуглеродистой стали составляет 11,2 KzjMM , литой — 11,1 KZjUM , соединения прокатной стали с литой — 9,85 кг млА [19]. [c.853]

Для получения таких данных в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР выполнены соответствующие сравнительные экспериментальные исследования. При проведении экспериментов характеристики усталости сварных соединений определялись на крупномасштабных образцах в зависимости от вида сварки, химического состава и механических свойств основного металла, а также конструктивных особенностей многослойных конструкций. [c.257]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...