Усталость термическая — Влияние различных факторов

Усталость термическая — Влияние различных факторов ч. 2. 223 [c.365]

С целью использования титановых сплавов на более длительный ресурс авторами было изучено влияние различных факторов на основные свойства (жаропрочность, усталость, термическая стабильность и т. д.). [c.32]

Усталостная долговечность сильно зависит от схемы циклического нагружения. Кроме того, в том случае, когда поверхность раздела исходной и мартенситной фаз, поверхность раздела мартенситных кристаллов с различной ориентировкой или границы зерен кристаллов участвуют в деформации, усталостная долговечность в сильной степени зависит от этих факторов. Чтобы исследовать влияние указанных факторов, была определена усталостная долговечность поликристаллических образцов из сплава Си — А1 — N1 составов А, В л С (рис. 2.60) [61]. Точка у этих сплавов составляла —93 °С (А), 0 °С (В) и 147 °С (С). В связи с этим схема деформации при комнатной Т отражает упругую деформацию исходной фазы И), деформацию, обусловленную возникновением напряжений в мартенситной фазе (В), деформацию, обусловленную перераспределением кристаллов мартенситной y -фазы, образовавшейся термически (С). Испытания на усталость осуществлялись с заданной амплитудой, поэтому по оси ординат на рисунке указаны напряжения за один цикл деформации. [c.116]

Влияние температуры на сопротивление усталости зависит от многих факторов и неоднозначно для различных металлов и сплавов. С повышением температуры на микромеханизм образования и роста усталостных трещин накладываются диффузионные процессы, особенно в зоне границ зерен и включений примесей. Микромеханизм усталостного разрушения кристаллических тел существенно усложняется в случае переменных тепловых воздействий (тепло-смен), когда взаимодействуют процессы циклического упрочнения материала, повышающее его долговечность, и процессы термического разупрочнения и накопления повреждений при повышенных температурах. [c.121]

Влияние различных температурных параметров на сопротивление термической усталости часто рассматривается на примере опытов с одновременным изменением амплитуды деформации и одного из параметров температурного цикла. Так, первые опыты по исследованию влияния средней и максимальной температуры цикла проводили на установках, в которых изменение амплитуды деформации и разности АТ были взаимосвязаны [1, 18, 22]. Поэтому относительное значение того или другого фактора часто оставалось неопределенным. [c.84]

Наряду с положительным защитным влиянием от воздействия газовой среды, покрытие изменяет- физико-механические свойства поверхностного слоя, в частности уменьшается пластичность его при низких температурах, что снижает сопротивление термической усталости. Повреждающее действие покрытий можно выявить при испытаниях на термоусталость без воздействия газовой среды, т. е. при разделении двух различно влияющих факторов снижения механических свойств и защитного действия от влияния среды. При этом выясняется, что долговечность материала с покрытием меньше, чем материала без покрытия. Влияние алитирования на сопротивление термической усталости литейного никелевого сплава по-казано на рис. 5.14. Алитирование круглых образцов с диаметром рабочей зоны 6,5 мм производилось диффузионным методом при 950 С в течение 4 ч, глубина алитированного слоя составляла 40 мкм. Как видно, алитирование несколько снижает долговечность при термоциклическом нагружении. Однако влияние алитирования уменьшается по мере уменьшения размаха деформаций. [c.174]

Имеющиеся данные позволяют считать, что влияние остаточных напряжений может отличаться в различных случаях в зависимости от материала и геометрической формы элементов конструкции, напряженного состояния, величины напряжений от внешней нагрузки, тина цикла напряжения и, возможно, других факторов. При многих исследованиях испытываемые элементы конструкции подвергались различной термической обработке для устранения остаточных напряжений. В некоторых случаях влияние такой термической обработки на сопротивление усталости оказывалось ничтожным [21]. I [c.55]

Влияние различных факторов на термическую усталость довольно противоречиво и с трудом поддается краткому резюмированию. Прежде всего отметим, что сопротивление термической усталости должны повышать все факторы, уменьшающие температурную деформацию, но без ухудшения полезных механических свойств. Сюда относятся уменьшение коэффициента линейного расширения и увеличение теплопроводности. Неоднократно отмечавшееся сильное влияние покрытий связано с их одновременным влиянием на тепловые и механические свойства. Нередко с изменением состава и структуры влияние теплофизических и механических свойств оказывается противоположным. Так, например, при переходе к более легированным сплавам прочость и жаропрочность обычно растут, но теплопроводность уменьшается. Для сопротивления термической усталости первое из этих изменений полезно, второе — вредно. Однако предварительное сопоставление материалов по их сопротивлению термической усталости весьма условно и потому часто оценку получают при испытаниях в условиях, близких к эксплуатационным. [c.223]

Один из основных видов коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудовармя — статическая водородная усталость (СВУ), т.е. снижение длительной прочности стали в результате водородного охрупчивания в условиях статического нагружения металла. Предел статической водородной усталости, соответствующий максимальному напряжению, при котором не наблюдается коррозионного растрескивания, зависит от многих взаимосвязанных факторов химического состава, термической обработки и механических свойств стали, уровня приложенных напряжений, количества поглощенного водорода, состояния поверхности и др. Влияние этих факторов не только взаимосвязано, но в некоторых случаях и противоположно. Поэтому нельзя рассматривать предельные напряжения, при которых не происходит сероводородного растрескивания, как абсолютные значения дог скаемыч напряжений. которые могут быть использованы при проектировании оборудования их следует рассматривать как сравнительные величины при сопоставлении стойкости различных металлов. [c.35]

I4l. Взаимодействие поверхностей трения уже случайно их микрогеометрия (шероховатость) может быть описана только при помощи функций распределения участков поверхности по высоте опорными кривыми [6]. Так как выступы на поверхностях имеют различную высоту и форму (не говоря уже о возможной неоднородности свойств материала), то и величина напряжений и деформаций, возникающих при их взаимодействии, также будет характеризоваться определенным спектром [17]. Сам процесс усталостного разрушения вследствие его природы также случаен [32]. В процессе износа, протекающего по усталостному механизму, возникает фрикционно-контактная усталость материалов. То, что в поверхностном слое в период разрушения наблюдаются физические, физико-химические, механо-химические и химические процессы (окисление, деструкция, фазовые переходы и т. п.), не противоречит представлениям об усталостной природе износа, а, наоборот, подтверждает их, так как аналогичные процессы происходят и при динамической усталости материалов (в обычном понимании этого явления). Современная флуктуационная теория прочности твердых тел 7] рассматривает в единстве влияние термических и механических факторов на вероятность флуктуации, приводящей к разрушению материала. Применительно к износу данный термоактивационный механизм разрушения подтверждается последними исследованиями 129]. Усталостная теория износа не исключает возможности разрушения в результате одного акта взаимодействия выступов шероховатых поверхностей трения, когда возникающие деформации или напряжения велики и достаточны, чтобы сразу наступило разрушение. При этом наблюдается абразивный износ (микрорезание) или износ в результате когезионного отрыва (схватывание). Но и в этих случаях характер взаимодействия и разрушения поверхностей случаен. Условия работы пары трения всегда характеризуются определенным спектром нагрузок, скоростей и подобных параметров, что также оказывает влияние на износ [17]. [c.6]

Необходимо отметить, что указанные факторы — амплитуда деформации, длительность и максимальная температура цикла — являются основными, но не единственными параметрами, определяющими вид разрушения. Не изменяя в целом вид диаграммы, границы областей, характеризующих разрушения различного вида, можно сдвигать в ту или иную сторону для учета воздействия технологических и экшлуатационных факторов (например, шособа и режима выплавки металла, влияния среды, защитных покрытий). Так, вакуумная выплавка никелевого сплава существенно повышает прочность границ зерен, вследствие чего при одних и тех же условиях нагружения смещается область величин сре, фо Ф 1 в которой разрушение происходит по границам зерен. Наоборот, при активном повреждении границ зерен, например при эксплуатации в газовых средах или при склонности материала к межкристаллитной коррозии, разрушение от термической усталости почти всегда начинается по границам зерен еледовательно, в этом случае уменьшаются области Л и 5 на рис. 58 (по границам зерен развивалось разрушение при нагружении стали 12Х18Н9Т при 750° С тв=1,5 [c.102]

Большое количество переменных факторов, определяющих ход процесса термической усталости, не всегда дает возможность точно установить диапазон влияния каждого из них. Позтому невозможно разработать единый универсальный метод исследования термической усталости, который был бы адекватен различным процессам. Понятно. что результаты, полученные на образцах, испытанных при одноосном напряженном состоянии, не будут то>кдественны фактическим нагружениям деталей при двухосном или объемном напряженных состояниях. [c.103]

При термоциклическом нагружении существуют три области, характеризующие разрушение различного характера область усталостного разрушения, область смешанного и область статического разрушения [28]. Конкретное соотношение величин Де, Гщах, обусловливает тот или иной вид разрушения. Аналогичные данные получены и по другим сплавам. Они свидетельствуют о необходимости учета для характеристики типа разрушения всех факторов, определяющих долговечность при термической усталости. Неучет одного из них может привести к неправильным ёыводам о причинах разрушения. Необходимо отметить, что указанные факторы—амплитуда деформации, длительность и температура цикла являются основными, но не единственными, определяющими вид разрушения. Не изменяя в целом общих закономерностей, большое значение имеют технологические и эксплуатационные факторы, например, способ и режим выплавки металла, влияние среды, защитные покрытия. Так, вакуумная выплавка никелевого сплава существенно повышает прочность границ зерен, вследствие чего в одних и тех же условиях нагружения смещается область значений величин Де, Тт х, in, в которой разрушение происходит по границам зерен. Наоборот, при активном повреждении границ зерен, например при эксплуатации в газовых средах или в случае склонности материала к межкристаллитной коррозии, разрушение от термической усталости почти всегда начинается по границам зерен. [c.176]

Анализ термопластическ-их напряжений, приводящий к изменению остаточных напряжений, обусловленных термообработкой, затвердеванием, фазовыми превращениями и т, д., представляет собой первый шаг к решению различных задач расчета как в области технологии металлов, так и для конструкций, например при прогнозировании сроков жизни в условиях малоцикловой термической усталости. Такие факторы, как зависимость свойств материала от температуры, динамический характер охлаждения поверхности при закалке, наличие внутренних источников тепла в элементах ядерных реакторов и т. д., усложняют анализ напряжений и деформаций. Поэтому для глубокого изучения проблемы необходимо выделить отдельные эффекты и изучать их влияние раздельно. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...