Сталь Усталостная прочность — Зависимость

Для оценки действительного понижения усталостной прочности в зависимости от концентрации напряжений при переменных нагрузках вводится эффективный (практический) коэффициент концентрации, представляющий собой отношение предельных номинальных напряжений, вызывающих разрушение деталей, не имеющих и имеющих концентраторы напряжений. Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического (расчетного) коэффициента и только для высокопрочных материалов с малой пластичностью эффективный коэффициент концентрации почти равен теоретическому. Чем выше прочность стали и хуже пластические свойства, тем сильнее влияние надрезов, причем с увеличением размера образца влияние надреза увеличивается. Чем менее пластичен материал, тем выше эффективный коэффициент концентрации напряжений и наоборот. Пластичные материалы обладают способностью сглаживать неблагоприятные для усталостной прочности пики напряжений концентратора. [c.410]

Несмотря на то, что между коррозионной стойкостью стали и ее коррозионно-усталостной прочностью прямой зависимости не существует, все же можно констатировать, что чем больше повышается [c.161]

Усталостную прочность стали с нанесенным электролитическим покрытием можно заметно изменить последующей термообработкой (рис. 8.22). Сложный характер изменения усталостной прочности в зависимости от температуры отпуска объясняется происходящими в результате нагрева изменениями остаточных напряжений в слое покрытия. В интервале 200—300° С растягивающие остаточные напряжения растут вследствие остаточной усадки хрома. При температуре выше 400° С в слое хрома начинают уменьшаться растягивающие напряжения, а при более высоких температурах появляются сжимающие остаточные напряжения. [c.301]

Растрескивание металла под воздействием знакопеременной нагрузки или периодической динамической нагрузки называют усталостным разрушением. Чем больше приложенное в каждом цикле напряжение, тем быстрее разрушается металл. График зависимости напряжения 5 от числа циклов до разрушения N представлен на рис. 7.14. При значениях N, лежащих справа от верхней сплошной линии, соответствующие им напряжения приводят к растрескиванию, но если напряжение равно так называемому пределу усталости (или пределу выносливости) или ниже его, металл не разрушается даже при бесконечно большом числе циклов. Для сталей реальный предел усталости составляет около половины прочности на растяжение (но это правило не обязательно распространяется на другие металлы). Усталостная прочность любого металла — это значение напряжения, ниже которого металл не разрушается при заданном числе циклов. Частота приложения на- [c.155]

Масштабный эффект. Для образца диаметром 100 мм из стали предел выносливости может оказаться примерно на 40% ниже, чем для образца диаметром 10 мм. Это объясняется тем, что разрушение начинается от некоторого дефекта, слабого места. Чем больше объем образца, тем больше вероятность нахождения в нем опасного дефекта. Статистическая теория прочности, объясняющая масштабный эффект, будет изложена в 20.3 применительно к иным объектам, а именно, тонким хрупким волокнам. Приведенный там анализ переносится на задачу об усталостном разрушении, для зависимости прочности от напряженного объема получается следующая формула [c.680]

Исследования показали, что сопротивление усталости при рабочих температурах образцов и лопаток из жаропрочных сплавов и стали после ЭХО определяется в основном шероховатостью поверхности и наличием следов растравливания по границам зерен. После ЭХО с последующим шлифованием абразивной лентой, фетровым кругом и виброконтактным полированием, а также деформационным упрочнением после ЭХО с шероховатостью поверхности у9—VlO усталостная прочность в основном определяется поверхностным наклепом. Поверхностный наклеп в зависимости от методов и режимов окончательной обработки может изменяться в широких пределах, соответственно меняются и характеристики усталости материалов. Он является наиболее чувствительным параметром качества поверхностного слоя, и для каждого сплава и температуры нагрева суш,ествует своя оптимальная степень наклепа, обеспечивающая максимальную усталостную прочность. [c.223]

На машинах ЦНИИТМАШа можно определять предел выносливости сварных соединений на крупных гладких и ступенчатых валах диаметром от 150 до 200 мм, а также экспериментально изучать влияние масштабного фактора, концентраторов напряжений, термической обработки, состава и структуры стали и поверхностного упрочнения на предел выносливости крупных валов. Например, с помощью машины У-200 определено влияние размеров (диаметра d образца) на изменение предела выносливости (коэффициента К изменения предела выносливости) в зависимости от однородности металла. Как показано на рис. 70, в неоднородном металле, каким является литая сталь (кривая 2), влияние размеров на усталостную прочность выражается в значительно большей степени, чем в однородных металлах, например прокатанной стали (кривая I). [c.246]

Усталостная прочность поверхностно закаленных образцов из стали марки 45 в зависимости от глубины закаленного слоя [c.93]

На рис. 7.4 изображена диаграмма значений предела усталости соединений из стали 45, выполненных сваркой трением, в зависимости от последующей технологической обработки в процентном отношении к пределу усталости основного металла. В соответствии с этой диаграммой для повышения усталостной прочности соединений рекомендуются следующие способы 1) термическое улучшение 2) поверхностная закалка токами высокой частоты. Результаты определения рассеивания значений усталостной прочности показали, что эти методы обеспечивают стабильность прочностных показателей, вариационный коэффициент предела усталости не превышает 2%. [c.192]

В табл. 96 приведены данные о влиянии азотирования на предел уста,лости стали в зависимости от состояния поверхности образцов, а в табл. 97 — влияние глубины азотированного слоя на усталостную прочность. [c.135]

Рис. 9 и 10 иллюстрируют влияние скорости охлаждения на структуру свинцовистой бронзы, залитой по стали. Сплав № 5 был испытан с различной толщиной слоя как видно из рис. 11, усталостная прочность возрастает примерно в 10 раз при уменьшении толщины слоя вдвое. На исследованном нами участке зависимость числа циклов N от толщины слоя при = 5.0 кг/мм имеет прямолинейный характер. [c.314]

Для предварительных расчетов переменную составляющую напряжений в корневом сечении лопасти можно найти на основании экспериментальных данных, полученных на турбинах Волжской ГЭС она равна 10% статической составляющей. Если учесть характеристики усталостной прочности этой стали, полученные ЦНИИТМАШем o i — 20 кгс/мм = 0,4 = 0,35, то можно построить графики допускаемых динамических напряжений в лопасти в зависимости от уровня статических напряжений (рис. 54). [c.118]

Характер изменения концентрации напряжений в зависимости от соотношения размеров концентратора и детали показан на рис. 3.35. С увеличением коэффициента концентрации напряжений для большинства сталей и алюминиевых сплавов резко снижается предел усталостной прочности. [c.129]

Для сварного шва трубной стали класса прочности Х70 экспериментально получены зависимости длины трещины от числа циклов нагружения (рисунок 10). Топография усталостной трещины, которая развивалась от концентратора напряжений в виде v - образного надреза, приведена на рисунке 11. [c.20]

Зависимость усталостной прочности проволоки диаметром 0,5 мм из стали У8А от степени деформации волочением и температуры последующего отпуска [c.209]

Состояние поверхности деталей, концентраторы напряжений, окружающая среда, температура и прочие факторы настолько сильно влияют на сопротивление усталости, что сама по себе усталостная прочность металла гладких шлифованных образцов не является сколько-нибудь показательной. Кроме того, между пределом выносливости a i образцов и временным сопротивлением разрыву для сталей существует довольно устойчивая зависимость (рис. 12), которую можно использовать для расчетного определения предела выносливости на основе кратковременных испытаний на растяжение [81]. В большинстве случаев испытания на усталость ведут при напряжениях от изгиба или кручения. Реже применяют осевые (растяжение-сжатие) или сложные нагрузки (изгиб -f кручение и др.). При этом различают испытания при заданных величинах напряжений (мягкая нагрузка) и деформаций (жесткая нагрузка). В последнем случае усталостной характеристикой испытуемого объекта является предельная величина [c.19]

Рис. 40. Зависимость между теоретическим коэффициентом концентрации напряжений и усталостной прочностью 1235) стали

Зависимость между величинами (средних напряжений, амплитуд напряжений и числами циклов до разрушения для различных сталей является той важной информацией, которая требуется расчетчику. Если такая зависимость известна, то, как показано в гл. 7, можно оценить усталостную прочность при наличии концентрации напряжений для любых условий нагружения. Удивительно мало исчерпывающих испытаний было выполнено до настоящего времени на сталях и это затрудняет получение общей схемы их усталостного поведения. Действительно, значительно больше внимания было уделено накоплению данных по (алюминиевым сплавам, чем по сталям. Объясняется это тем, что алюминиевые сплавы имеют более низкие пределы выносливости в сравнении с их пределами прочности, а, также потому, что они широко применяются в авиации. Кроме того, высокая усталостная прочность сталей часто позволяет производить расчет просто по пределу выносливости, дак как снижение веса, достигаемое расчетом по долговечности, может оказаться небольшим, [c.28]

Прочность при раст я жен и и. Результаты опубликованных данных по усталостной прочности сталей представлены на рис. 2.4 в зависимости от их пределов прочности при растяжении. Эти данные приводят к приближенной зависимости [c.34]

Технические характеристики. Стали после цементации обладают повышенной износостойкостью при высокой вязкости сердцевины, высокой прочностью при статических и динамических нагрузках. При цементации на поверхности возникают напряжения сжатия, способствующие повышению усталостной прочности (при знакопеременном изгибе, кручении или растяжении). После контрольной ( слепой ) закалки образцов, не подвергавшихся цементации, в зависимости от марки стали, выбранной закалочной среды и диаметра образца поставщик гарантирует следующие минимальные значения механических свойств сердцевины [c.227]

Изменение усталостной прочности стали в зависимости от ее механической обработки в связи с предварительной коррозией объясняется напряженным состоянием в приповерхностных слоях стальных образцов, упрочнением или разрыхлением их поверхности, а также развитием дефектов (например, их завальцовкой), т. е. изменением физико-механических свойств под влиянием различных видов обработки. [c.74]

В реальных конструкциях действие одних простых и постоянных напряжений встречается редко. Большинство узлов конструкций подвергается действию циклических напряжений, очень сильно влияющих на напряженность всей конструкции и могущих привести к ее разрушению при напряжениях, намного меньших расчетных. Для сталей усталостная прочность сначала уменьшается по логарифмической зависимости от числа циклов, а затем остается постоянной при значениях, которые для многих высокоупругих сталей определяются постоянным значением предела прочности на растяжение. [c.40]

Коэффициент масштабного фактора зависит от свойств материала, геометрических форм детали и типа напряженного состояния. При асимметричных циклах абсолютные раз-амплитуде напряжений. У высокопрочных сталей с большими значениями наблюдается более значительное понижение f i с увеличением размеров, чем у сталей с меньшими величинами а . Сильное изменение усталостной прочности в зависимости от размеров заготовки отмечается и у чугунов (табл. 35). [c.180]

Значительное с 1ижение усталостной прочности материала происходит из-за различных рисок на поверхности деталей, вызванных грубой механической обработкой. Сильно снижает усталостную прочность коррозия. На рис. 214 показано, как снижаются пределы усталости стальных образцов от вышеназванных причин в зависимости от предела прочности стали. Пределы усталости полированных образцов (прямая а) приняты за 100% кривая б — пределы усталости шлифованных образцов, кривая в—обточенных резцом , кривая г—образцов с [c.374]

На рис. 96 показана зависимость предела выносливости образца сплава ПТ-ЗВ от его диаметра. С увеличением диаметра образцов предел выносливости титанового сплава с 0 = 720 790 МПа снижается примерно на 40 %, что не превышает снижения усталостной прочности сталей. Более подробно изучение особенностей проявления масштабного эффекта при изменении диаметра образцов от 8 до 32 мм проведено на воздухе и в 3 %-ном растворе Na I [107]. Испытывали большое количество образцов каждого размера (диаметром 8 мм 108 шт., диаметром [c.144]

Об устойчивости остаточных напряжений во вре.мени можно судить по косвенным показателям, например, как это сделано в работах И. В. Кудрявцева, по сохранению с течение.м времени эффекта этих напряжений в усталостной прочности стальных деталей. В этих работах на опытах с образцами из углеродистой стали марок 40 и Ст. 5 показано, что длительное вылеживание (в течение 1—2 лет) не приводит к понижению их усталостной прочности, а следовательно, и к снятию остаточных напряжений это положение подтверждено испытаниями образцов, подвергавшихся еще более длительному вылеживанию (в течение 4 лет). Имеются аналогичные результаты, полученные на образцах после 10-летнего вылеживания. Показано также влияние переменных нагружений на устойчивость остаточных напряжений. Была использована зависимость между пределом пропорциональности при растяжении стальных образцов и остаточными напряжениями в них. Исследования проводились на образцах из углеродистой стали марок 40 и Ст. 5. Показано, что величина остаточных напряжений может снижаться под влиянием усталостной тренировки. Но это уменьшение, происходящее в начальном периоде тренировки, имеет место только при напряжениях, больших 0,9 предела выносливости данного материала. [c.224]

Требования к усталостной прочности, вытекающие из условий работы рес-сорно-пружинных изделий при циклически изменяющихся нагрузках, опреде-, ляют повышенные требования к качеству поверхности проката. На поверхности полос и прутков не долншо быть трещин, закатов, плен, волосовин, раковин, пузырей, несочин, вдавленной окалины и расслоений. Качество поверхности определяется наружным осмотром с применением при необходимости светле-пия (зачистки) мелким напильником или мягким шлифовальным кругом. Местные дефекты на поверхности допустимо удалять методом пологой зачистки или шлифовки в пределах допустимых наименьших значений размеров на поперечное сечение проката. Вырубка дефектов не допускается. В зависимости от наличия или отсутствия обезуглероженного слоя рессорно-пружинная сталь подразделяется на две категории 1) без обезуглероженного слоя, 2) по нормам ГОСТ 14959-69. [c.49]

Сопротивление усталости сталей при бигармоническом нагружении. Значительная часть машиностроительных и энергетических конструкций работает в условиях сложных режимов нагружения. Поэтому в прочностных расчетах необходимо учитывать влияние закона изменения напряжений на усталостные характеристики материалов. Гарф и Кавамото [17, 112] изучали усталостную прочность материалов в зависимости от формы цикла изменения напряжений. Образцы подвергались воздействию двух высокочастотных нагрузок, отличающихся одна от другой в 2— [c.50]

Прочность сталей при асимметричном цикле нагружения зависит как от механических свойств материала, так и от концентраторов напряжения. Поэтому при расчете на усталостную прочность деталей машин необходимо учитывать влияние асимметрии цикла на его предельную амплитуду в зависимости от механических свойств материала, концентраторов напряжения и среды, в которой они эксплуатируютс я. [c.72]

В разделе 6.2.2 рассмотрено влияние высокотемпературного окисления (см. рис. 6.26) на распространение трещины при высокотемпературной малоцикловой усталости. У гладких образцов также наблюдается различие усталостной долговечности при испы-таниях в вакууме и на воздухе. Коффин показал, что это обусловлено влиянием атмосферы в высоком вакууме не обнаруживается такой зависимости от времени нагружения, которую можно было бы объяснить влиянием ползучести. Поэтому зависимость от времени следует рассматривать как результат влияния среды на усталостные характеристики [601. Результаты, иллюстрирующие влияние атмосферы на независимость усталостной долговечности гладких образцов из стали А 286 от частоть нагружения (соответствующие данным рис. 6.26) приведены на рис. 6.51. При испытаниях на высокотемпературную малоцикловую усталость в вакууме или атмосфере инертного газа влияние времени не наблюдается, усталостная прочность почти не отличается от малоцикловой усталостной прочности при комнатной температуре (рис. 6.52). [c.234]

Ковка. Уменьшение усталостиой лрочности благодаря ковке (Поверхности материала является значительной и существе нно изменяется в зависимости от прочности на разрыв исследуемой стали (рис. 14.4). Большая часть усталостной прочности может быть /го восстановлена дробеструйной обработкой. [c.377]

В отличие от хромирования, твердость никелированного слоя может изменяться от 150 до 500 по Виккерсу в зависимости от условий, однако Мур [131] приводит результаты, показывающие, что твердость не оказывает влияния на усталостную прочность. Мур также приводит данные, свидетельствующие о том, что усталостную прочность можно значительно повысить, покрывая поверхность оловом толщиной 0,0127 мм с последующим омеднением до никелирования. Предел выносливости стали SAE 4330 без гальванического покрытия составляет 55,5 кГ1мм , а после никелирования на толщину 0,025 мм уменьшался до 30,9 однако после покрытия оловом [c.390]

Цементация стали осуществляется путем поверхностного насыщения изделия угле родом до эвтектоидной или заэвтектоид ной концентрации Конечные свойства изделий до стигаются в результате последующей термической обработки При цементации наиболее существенно изменяются поверхностная твердость, износостойкость и усталостная прочность изделий Глубина цементованной зоны может быть различна для разных деталей и составляет 0,3 — 2,5 мм в зависимости от размеров и назначения изделия Цементацию проводят в твердой, жидкой и газовой сре дах, наибольшее развитие получила газовая цементация Цементация является трудоемким и длительным процессом, поэтому в последнее время применяют разные способы ин тенсификации этого процесса ионную цементацию, цемен тацию в активизированных газовых средах, в электропро водном кипящем слое, в виброкипящем слое и др [c.175]

Драйгор Д. А. Износостойкость и усталостная прочность стали в зависимости от условий обработки и процесса трения. Изд. АН УССР, 1959. [c.181]

В работе Ритчи [14] изложены соображения о причинах этого явления, связанного с влиянием среднего напряжения на распространение усталостной трещины в легированной стали средней прочности (сгц 2 = 750 МН/м [76 кгс/мм ]), испытанной в охру-пченном и неохрупченном состояниях после отпуска. В этих двух состояниях пределы текучести и параметры разрушения при испытаниях на растяжение были идентичны, но в охрупчен-ной стали при испытаниях образцов с надрезом разрушение происходило по границам зерен. Кривые зависимости длины трещины 236 [c.236]

В. Л. Кирпичев охарактеризовал первенствующую роль поликристалли-ческого неоднородного строения металла для объяснения процесса его усталостного разрушения. Конструкционные стали и другие сплавы представляют собой мелкокристаллический конгломерат, кристаллиты которого часто имеют случайную ориентировку. Кристаллиты, составляющие структуру металла, обладают анизотропией, т. е. различными упругими свойствами и различной прочностью в зависимости от, ориентировки кристаллографических осей. Поэтому при деформировании конгломерата напряжения в отдельных кристаллитах существенно отличаются одно от другого, и вычисляемые обычными способами сопротивления материалов напряжения являются лишь их статистическим осреднением. В связи с такой неоднородностью строе- [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...