Металлы Предел выносливости — Испытани

Для цветных металлов предел выносливости определяют при базе испытаний Л ) = 10 и более циклов. [c.280]

При воздействии на металл коррозионных сред и фреттинг-кор розии на кривой усталости отсутствует горизонтальный участок, по этому установить можно только ограниченный предел выносливости. Базу испытаний значительно увеличивают, если ставится задача выяснить влияние среды, фреттинг-коррозии и т. п, [c.109]

Основной задачей испытания на усталость является определение так называемого предела выносливости (усталости). Испытание на усталость согласно ГОСТу 2860—65 заключается в определении наибольшего напряжения Ощах, которое может выдержать металл образца или детали без разрушения от усталости, теоретически при неограниченном числе циклов нагружения. Такая зависимость изображается графиком, по- [c.244]

Увеличение градиента напряжений приводит к существенному увеличению местных напряжений, соответствующих пределу выносливости (см. рис. 20). Предел выносливости при испытаниях в" условиях неоднородного напряженного состояния зависит от формы поперечного сечения и схемы нагружения. Он увеличивается с уменьшением объема металла, находящегося в области максимальных напряжений. [c.35]

На предел выносливости существенное влияние оказывает коррозия. Это влияние будет различным в том случае, когда металл, подвергавшийся коррозии до испытания на усталость, не подвергается ей при испытаниях, и в случае, когда металл подвергается коррозии во время испытаний. В обоих указанных случаях, особенно во втором, коррозия вызывает резкое снижение пределов выносливости (до 70—80%). При этом снижение предела выносливости при наличии коррозии тем более сильно выражено, чем выше предел прочности металла и чем больше последний склонен к коррозии. [c.608]

Предел выносливости сТд(х/ ) - наибольшее напряжение цикла, которое образец может выдержать, не разрушаясь, до базы испытания Л , равной 1о циклов для стали и (5... 10) lO для цветных металлов. [c.24]

У цветных металлов базы испытаний, выдержав которую образец не разрушился бы в дальнейшем, не существует. Поэтому для них за предел выносливости при одноосном напряженном состоянии принимается наибольшее максимальное при о > о, или наибольшее по абсолютной величине минимальное при о < 0 напряжение цикла, при котором образец выдержал определенное число циклов N без разрушения (часто принимают N = 10 ), и говорят, что предел выносливости определен на базе испытаний N, называя его ограниченным и обозначая (1 , — при чистом сдвиге [c.337]

Предел выносливости детали определяют экспериментально на некоторой базе испытаний (обычно 10 циклов). Разброс характеристик сопротивления усталости деталей обусловлен нестабильностью механических свойств металла даже в пределах одной плавки, отклонениями в режиме термообработки, отклонениями размеров деталей в пределах допусков, микроскопическими источниками рассеяния, связанными с неоднородной структурой материала и др. [c.264]

ДЛЯ разрушения, последовательно увеличивается. В итоге находят напряжение (принимаемое за предел выносливости), которое последний образец выдерживает без разрушения в течение заданного числа циклов, называемого базой испытаний. Согласно ГОСТ 2860-65 базой испытаний для сталей в обычных условиях принимается 10 миллионов циклов, для цветных металлов— 100 миллионов. В случае сравнительных испытаний допускаются базы, соответственно равные 5-10 20 10 циклов. [c.41]

Испытания плоских образцов, упрочненных объемно, и с покрытиями проводятся на комбинированных экспериментальных установках, позволяющих определять предел выносливости, строить кривые малоцикловой усталости, наблюдать за процессом зарождения трещины в покрытии от заранее созданного концентратора напряжения, определять кинетику распространения трещины в покрытии и в основном металле. [c.34]

Благодаря статистическому анализу результатов усталостных испытаний сплавов удается выявить некоторые закономерности усталостных свойств титана, которые не удается раскрыть при обычном определении среднего предела выносливости. Следует отметить, что большой разброс данных при циклических испытаниях сплавов заставляет строить полные вероятностные кривые не только для определения гарантированного предела выносливости металла с заданной надежностью (вероятностью) неразрушения, но даже при выборе сплава, так как по средним значениям предела выносливости (при Р-, = Б0 %) может быть выбран один сплав, а по вероятности неразрушения 99,9 % —другой сплав из-за меньшего разброса данных по его долговечности. При статистическом анализе более точно можно подобрать и математическую форму кривой усталости в координатах а—1дЛ/, что дает более точные сведения о пределе выносливости при большом количестве циклов нагружения. Например, при сравнении крупных поковок из сплавов ПТ-ЗВ и ВТ6 среднее значение предела выносливости у первого оказалось на 20 МПа выше, что находится в пределах разброса данных при построении полных вероятностных диаграмм из этих сплавов выяснилось, что сплав ВТ6 по пределу выносливости с вероятностью неразрушения 99,9 % при Л/= 10 цикл превосходит сплав ПТ-ЗВ более чем на 70 МПа. Статистический анализ позволил определить предел выносливости сплава ВТЗ-1 при если при Л/=10 цикл средние пределы были равны 430, 320, 197 МПа (соответственно для гладких образцов и надрезанных при а. =1,4 и . = 2,36), то при N- °° пределы выносливости оказались равными только 312, 217 и 72 МПа [96]. [c.142]

Литой и деформированный металл. Литой металл имеет заметно более низкий предел выносливости, чем деформированный металл, если он определен на гладких образцах. При испытании надрезанных образцов разница в усталости литого и деформированного металла оказывается заметно меньше [ 130]. В табл. 23 приведен предел выносливости отечественных литейных и деформированных сплавов идентичного состава [94,122]. [c.149]

База испытаний для определения пределов выносливости принимается равной а) 10-10 циклов для металлов и сплавов, имеющих практически горизонтальный участок на кривой усталости б) ЮОХ ХЮ циклов для легких сплавов и других металлов и сплавов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов. [c.51]

Для срав нительных испытаний база для определения предела выносливости для черных и цветных металлов соответственно принимается 5 10 и 20-10 циклов. [c.51]

В последние годы проведены работы, в которых исследуется корреляция между пределом выносливости и параметрами истинных диаграмм деформирования металлов. Результаты усталостных испытаний достаточно хорошо соответствуют зависимости [3] [c.101]

Методы ускоренного испытания на выносливость основаны на изменении параметров, связанных с неупругостью металлов температуры, деформации, крутящего момента и количества энергии, затрачиваемой на деформацию образца при наступлении предела выносливости (при напряжениях, немного превышающих предел выносливости, все указанные величины возрастают). [c.104]

Указанное уравнение позволяет определить предел выносливости гладких стальных образцов при низких температурах по результатам испытаний при +20°С, если сохраняется вязкий характер разрушения и отсутствуют структурные изменения в металле. [c.146]

Сопротивление таких кривых, полученных при испытании металла на воздухе и в коррозионной среде (например, воде, паре), дает информацию по влиянию Коррозионной среды на предел выносливости. Однако не всегда такое сопротивление может быть успешно использовано для оценки стойкости металла к коррозионной усталости. Это объясняется тем, что для некоторых металлов определяющую роль в усталостном разрушении играет скорость распределения трещины, а не возникновение первоначального дефекта, из которого она начинает свой рост. Целесообразно в этой связи исследовать развитие усталостной трещины на образцах с предварительно нанесенным надрезом, а данные о влиянии коррозионной усталости представлять в виде зависимостей роста усталостной трещины от интенсивности напряжений. [c.184]

Результаты исследований показали, что длительное влияние статических напряжений и среды не вызывает существенных изменений механических свойств и коррозионного растрескивания. В то же время циклическими испытаниями установлено, что у образцов сварных соединений значение условного предела выносливости значительно меньше, а интенсивность снижения коррозионноусталостной прочности больше, чем у основного металла. Металлографические исследования свидетельствовали о том, что разрыхления и трещины возникают главным образом по границам зон термического влияния. Это обусловлено тем, что циклическая нагрузка интенсифицирует коррозию под напряжением по сравнению со статической, в большей степени приводя к неоднородности физикомеханических и электрохимических свойств в металле сварного соединения. Трещины распространяются преимущественно внутрикристаллитно, что говорит [c.236]

Следующим шагом в исследованиях влияния высокой концентрации напряжений на сопротивление усталости металлов было получение полной экспериментальной зависимости пределов выносливости от теоретического коэффициента концентрации напряжений. Такая зависимость впервые была построена Фростом по результатам испытаний образцов из горячекатаной листовой стали (0,22% С 0,086 % S 0,022% Р 0,51 % Мп ат = 295 МПа Ств = 434 МПа 6 = 45%). [c.13]

Учитывая результаты микроструктурного исследования и данные механических испытаний (см. табл. 1), а также то, что усталостная прочность в основном определяется состоянием поверхностного слоя металла, можем полагать, что существуют по крайней мере две причины повышения предела выносливости и циклической трещино-стойкости после индукционной закалки 1) повышение всех прочностных свойств поверхностного слоя за счет образования в нем структур закалки в условиях возможности протекания пластической деформации и исключения тем самым закалочных трещин и 2) возникновение системы остаточных напряжений, исключительно благоприятно распределенных по сечению поверхностно закаленных образцов. [c.180]

Образцы, имеющие резкие переходы от сварного шва к основному металлу, а также риски, царапины, поверхностные поры я т. п. при вибрационных испытаниях дают значительное снижение предела выносливости. Резкие переходы способствуют концентрации местных напряжений. [c.570]

Изучение влияния условий нагружения на характер изменения остаточных напряжений II рода показало [34], что при упруго-пластическом деформировании железа (выше предела выносливости) в воздухе уже при малой базе числа циклов нагружения (10 — 5 10 циклов) остаточные напряжения растут до 300—350 МПа и при дальнейшем увеличении базы испытания изменяются мало. В присутствии такой поверхностно-активной среды, как 2 %-ный раствор олеиновой кислоты в вазелиновом масле, характер изменения остаточных напряжений существенно меняется. При малых базах испытания уровень напряжений ниже, чем при испытании в воздухе, а при больших базах — значительно выше и достигает 900 — 950 МПа. Отсюда следует, что поверхностно-активные среды уменьшают энергию выхода на поверхность дислокаций и при напряжениях, превышающих предел выносливости, упрочнение металла происходит медленнее, но степень упрочнения с увеличением числа циклов нагружения значительно выше, чем при испытании в воздухе. При этом по данным рентгеновского анализа зерна феррита в поверхностно-активных средах более интенсивно дробятся на различно ориентированные субзерна, что выражается в большой степени наклепа. При низких уровнях напряжений вследствие охвата пластическим течением большого количества зерен поверхностно-активная среда разупрочняет металл. [c.16]

При исследовании сопротивления усталости металлов в воздухе ГОСТ 23026 — 78 регламентирует длительность испытаний при /V = Ю цикл для металлов и сплавов, имеющих горизонтальный участок на кривой усталости, и 10 цикл для легких сплавов и других металлов, не имеющих истинного предела выносливости. При сравнительных испытаниях в воздухе для определения пределов выносливости рекомендуется база 5 Ю" и 20 10 цикл соответственно. [c.30]

Предел выносливости. Многочисленные испытания позволяют предполагать, что кривая Велера для стали, чугуна и ряда других тяжелых металлов и сплавов имеет горизонтальную асимптоту, не совпадающую с осью абсцисс. Далее, существует напряжение а,-> О, такое, что из неравенства Стщах I с достаточно большой вероятностью следует, [c.152]

Определение предела выносливости значительно сложнее. Из металла, предел выносливости которого требуется определить, вытачивается не один, а несколько образцов шесть—восемь. Каждый из них испытывается в отдельности. Чаше всего испытание на выносливость производят так, как это схематично показано на фиг. С на изгиб при крученр.и. При таком испытании поверхностные [c.30]

Пусть образцы испытывают напряжение, равное 1,5ст х при 10 5-10 10 и т. д. циклов. Во время последующего испытания на усталость часть образцов, подвергнутых перенапряжению длительностью, допустим, свыше 10 циклов, разрушается образцы, подвергнутые перенапряжению при меньшем числе циклов, остаются целыми. Это значит, что при числе циклов более 10 в металле возникают необратимые повреждения, делающие деталь неработоспособной при циклическом нагружении даже при напряжениях, находящихся на уровне предела выносливости. Напротив, длительность нагружения меньше 10 циклов является безопасной. Точку, соответствующую напряжению, равному 1,5ст 1 и длительности 10 циклов, наносят на диаграмму усталости (рис. 166, а). [c.286]

Испытания показывают, что с росто.м N уменьшается абсолютное значение За/йМ и кривая распределения предела выносливости имеет горизонтальную асимптоту. Значит, при каком-то числе циклов испытание образца необходимо прекратить. Это число циклов Л о принято называть базой испытаний. Для различных материалов приняты различные базы испытаний так, для стальных образцов Уо=10 , для цветных металлов и сталей, закаленных до высокой твердости, Л/о = 10 и т, д. Наибольшее напряжение цикла, при котором еще не происходит усталостного разрушения до базы испытания, называется пределом выносливости и обозначается (рис. 2.112). Для образцов при коэффициенте асимметрии цикла —1 пределы выносливости при нормальных напряжениях обозначаются 0 , а при касательных напряжениях т , . [c.246]

А. Вёлер ввел понятие о физическом пределе выносливости — максимальном циклическом напряжении, при котором нагрузка может быть приложена неограниченное число раз, не вызывая разрушения при выбранной базе (числе циклов до разрушения К). Для металлических материалов, не имеющих физического предела выносливости, предел выноашлости (7ц - значение максимального по абсолютной величине напряжения цикла, соответствующее задаваемой долговечности (числу циклов до разрушения). Для металлов и сплавов, проявляющих физический предел выносливости, принята база испытаний Ю циклов, а для материалов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, - 10 циклов (рис. 2). Первый тип кривой особенно характерен для ОЦК - металлов и сплавов, хотя может наблюдаться при определенных условиях у всех металлических материалов с любым типом кристаллической решетки, второй тип -преимущесгвеипо у П (К - металлов и сплавов (алюминиевые сплавы, медные сплавы и др.). N(11 и N( 2 на рис.2 обозначают базовые числа циклов нагружения. На рис. 3 представлены основные параметры цикла при несимметричном нагружении и возможные варианты циклов при испытаниях на усталость. [c.7]

Для определе1шя усталостной прочности (предела выносливости) прибегают к испытаниям на усталосп, (на изгиб, растяжение и кручение при переменных нагрузках). При этом определяют максимальное напряжение, которое выдержал образец на базе 10 циклов не разрушаясь, что соответствует пределу вьшосливости металла или сварного соединения. Испытание проводят на плоских или цилиндрических образцах специальной формы и размеров, вырезаемых, как правило, поперек сварного шва. [c.214]

Для цветных металлов кривая, как правило, не выполаживает-ся в горизонтальный участок. Поэтому для них принимается условный предел выносливости. Условный предел выносливости — это напряжение, при котором не происходит разрушения при достижении заданного числа циклов, соответствующего той или иной принятой базе испытаний. [c.346]

У цветных металлов и у сталей при повышенных температурах диаграмма Вёлера не имеет асимптоты, предел выносливости определяется условно, как величина напряжения, при котором образец разрушается после заданного числа циклов. Это число, называемое базой испытаний, устанавливается в зависимости от назначения изделия, т. е. от его требуемой долговечности. [c.679]

Коррозионная усталость. Коррозионная среда отрицательно влияет на усталостную прочность практически всех конструкционных металлов и сплавов. Так, в речной воде, являющейся сравнительно малоагрессивной средой, усталостная прочность нержавеющих сталей снижается на 10— 30 %, углеродистых и легированных конструкционных сталей —в 1,5—2 раза, высокопрочных алюминиевых сплавов —в 2—3 раза. Особенно сильное воздействие среды наблюдается при наличии концентраторов напряжений. Как правило, при испытании в коррозионных средах не наблюдается физический предел выносливости, поэтому при большом числе циклов (10 —10 ) нагружения несущая способность образца может оказаться очень низкой. Это заставляет значительно увеличивать запасы прочности конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам и работающих в коррозионной среде. [c.158]

Этот метод предусматривает определение предела выносливости металлов путем испытания одного (или лучше двух-трех образцов с последующим усреднением оценок предела выносливости) при ступенчатом увеличении нагрузки Он основан на гипотезе Паль-мгрена — Майнера о линейном характере накопления усталостных повреждений в материале при программном изменении нагрузки. По этой гипотезе степень повреждения материала пропорциональна отношению числа циклов нагружения при данном уровне напряжения 4i к долговечности при этом уровне напряжения в условиях постоян-k [c.74]

На рис. 2 для металлических конструкционных материалов представлены графики, характеризующие влияние частоты симметричного циклического однородного растяжения — сжатия на относительные значения предела выносливости. При этом значения ст 1, взятые на базе 100 млн. циклов на одной из частот циклического нагружения, отнесены к значению предела прочности Ов, определенному при обычной скорости рас-тяигения на стандартных образцах. В таблице даны значения обычных частот в диапазоне 7-о11 по кривым усталости проводилась экстраполяция последних до базы 10 циклов Высокочастотные усталостные испытания велись на базе 10 —10 циклов на образцах с диаметром рабочей части около 6—7 мм в условиях водяного (для черных металлов) или воздушного (для легких сплавов) охлаждения [2]. Критерием усталостного разрушения образца во время обычных низкочастотных испытаний было его окончательное разрушение, а для высокочастотных испытаний — появление достаточно развитой усталостной трещины (глубиной 2—3 мм), вызывающей заметное снижение резонансной частоты продольных колебаний образца. [c.333]

В настоящее время кривые предела выносливости наиболее часто строят в полулогарифмических координатах (ащах — ординаты и Ig jV — абсциссы) и двойных логарифмических. Испытание стали и чугуна обычно производят при N = = Ю циклов, а цветных металлов при N = 2-10 циклов. [c.246]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

Многими советскими и зарубежными авторами качественно установлено смещение электродного потенциала металла в процессе коррозионной усталости в отрицательную сторону. Автором совместно с А.М.Крох-мальным [118] изучен характер изменения электрохимических свойств сталей при коррозионно-усталостном разрушении. Показано, что условный предел коррозионной вьжосливости образцов железоуглеродистых сплавов в 3 %-ном растворе Na I по сравнению с испытаниями в воздухе резко понижается и его абсолютная величина при базе 5-10 циклов находится в интервале 20—50 МПа и мало зависит от исходной прочности сталей. Предел выносливости армко-железа и сталей 20 и 45 в воздухе соответственно составлял 150 220 и 250 МПа. [c.50]

Выбранные нами жидкие среды при испытании на одинаковых уровнях циклического нагружения выше предела выносливости увеличивают, хотя не в одинаковой мере, продолжительность периода / и уменьшают абсолютное приращение стрелы прогиба по сравнению с теми же параметрами на воздухе (см. рис. 35), что в значительной мере обусловлено охлаждающим действием среды. Сравнительный анализ изменения прогиба образцов в инактивной и поверхностно-активной средах показывает, что более интенсивно в периоде / упруго-пластическое деформирование металла протекает в поверхностно-активной среде. В периоде // в обоих средах наблю-дется стабилизация величины прогиба, стадия ускоренного упрочнения отсутствует. По сравнению с воздухом в сухом очищенном вазелиновом масле заметно возрастает время до разрушения стали в области высоких напряжений и несколько повышается ее предел выносливости (рис. 36), что связано с охлаждением, а также частичной изоляцией металла от влияния воздуха. Поверхностно-активная среда в данном случае снижает предел выносливости, поскольку, с одной стороны, в результате адсорбцион- [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...