Концентрация Появление трещин

Хрупкие материалы, напротив, весьма чувствительны к концентрации напряжений. Например, разрушение при кручении ступенчатого вала, изготовленного из закаленной стали, может произойти и при статической нагрузке, так как вследствие концентрации напряжений в местах перехода двух смежных диаметров возможно появление трещин. Поэтому 3 расчетах на статическую прочность деталей из хрупких и малопластичных материалов учитывать концентрацию напряжений необходимо, причем для таких материалов эф( ктивный коэффициент концентрации весьма близок по своему значению к теоретическому. [c.219]

Интересной особенностью водородного растрескивания является специфическая задержка в появлении трещин после приложения нагрузки. Эта задержка в малой степени зависит от напряжения и уменьшается с повышением концентрации водорода в стали и с увеличением твердости или прочности при растяжении [56]. При малых концентрациях водорода разрушение может произойти через несколько дней после приложения нагрузки. [c.150]

Существует критическое минимальное значение напряжения, ниже которого растрескивание не происходит. Значение критического напряжения снижается с увеличением концентрации водорода. На рис. 7.12 представлены такие зависимости для стали SAE 4340 (0,4 % С), насыщенной водородом при катодной поляризации в серной кислоте, затем кадмированной для удержания водорода и подвергнутой действию статической нагрузки. Концентрацию водорода систематически снижали отжигом. Задержка перед появлением трещин связана, по-видимому, с тем, что для диффузии водорода к специфическим участкам вблизи ядра трещины и для достижения достаточной для разрушения концентрации требуется время. Эти специфические участки окружены дефектами, возникающими в результате пластической деформации металла. Атомы водорода из кристаллической решетки, диффундируя к дефектам, переходят в более низкое энергетическое состояние. Тре- [c.150]

При усталостных испытаниях основными характеристиками являются предел выносливости , усталостная долговечность чувствительность к концентрациям напряжений и к коррозионной среде, температуре, частоте цикла скорость роста трещин число циклов до появления трещин и т.д. [c.54]

В подавляющем большинстве случаев появление трещин в деталях и их поломка в условиях эксплуатации машин происходят в местах надрезов, обусловливающих концентрацию напряжений, оказывающих существенное влияние на прочность деталей (рис. 13.3). [c.250]

Развитие усталостных трещин в лопатках компрессоров и турбин в пределах существующего ресурса двигателя явление частое, наблюдаемое по различным причинам. Появление трещин, например, может быть связано с различными повреждениями лопаток в результате попадания постороннего предмета и возникновением в результате этого вмятин, надрывов и изгибов пера лопатки. У поврежденной лопатки могут изменяться или оставаться теми же резонансные колебания. Она попадает на короткий период времени в условия резонансных колебаний по одной из частот, которые типичны для проходных режимов работы двигателя, что приводит к накоплению в лопатке усталостных повреждений. При наличии высокой концентрации напряжений в результате появления повреждения происходит резкое снижение периода зарождения трещины и в лопатке возникает и развивается усталостная трещина. Такая ситуация может быть реализована на разных стадиях эксплуатации двигателя. [c.566]

При усталостных испытаниях основными характеристиками являются предел выносливости, усталостная долговечность, чувствительность к концентрации напряжений, степень поврежденности циклическими нагрузками, скорость роста трещины, число циклов до появления трещины, длительность периода живучести, характеристики петли гистерезиса, изменение деформации образца в процессе циклического нагружения, изменение величины раскрытия трещины. [c.7]

Изложенные выше особенности неизотермического деформирования цилиндрических образцов не позволяют использовать их для проведения указанных выше базовых экспериментов, так как не может быть воспроизведен контролируемый режим неизотермического нагружения. Такие условия удается получить при применении корсетных образцов, дающих незначительную концентрацию напряжений в минимальном сечении образца, которой оказывается достаточно для подавления эффектов перераспределения деформаций по длине образца. При этом использование поперечного деформометра обеспечивает измерение деформаций в максимально нагруженном сечении, где возникает разрушение (появление трещины), и позволяет строго выдерживать заданный режим деформирования при управлении нагружением в режиме заданных циклических деформаций. [c.259]

Горячий метод нанесения расплавленного металла приемлем только для материалов, точка плавления которых значительно выше точки плавления металлического покрытия. Необходимо учесть, что во время обработки основной металл подвергается отжигу. В случае пайки (где в некоторой степени может быть локализована передача тепла в процессе нанесения покрытия) отжига можно избежать, но тем не менее возможность его возникновения следует всегда учитывать при нанесении на изделие покрытия горячим методом. Детали, имеющие тонкое се-ч-ение или профиль переменной толщины, а также сборочные узлы, особенно в местах концентрации напряжения, за счет неравномерного прогрева подвержены деформации. Такая тепловая деформация в отливках переменной толщины в предельных случаях может привести к появлению трещин. Целесообразнее наносить покрытие на отдельные элементы, а не на всю конструкцию в сборе. [c.69]

Неразрушающий контроль рекомендуется проводить на стадии конструирования и создания опытных образцов. В этот период необходимо согласовать методы неразрушающих испытаний с другими производственными испытаниями и установить, насколько пригодна конструкция для испытаний определенными неразрушающими методами. Кроме того, надо проверить соответствие некоторых разрушающих и неразрушающих методов и получить информацию по результатам неразрушающих испытаний, которая помогает улучшить конструкцию. На этой стадии также устанавливается и целесообразность применения данных материалов, а также в случае необходимости возможность замены их другими материалами. Конструкция изделия должна быть такой, чтобы при его эксплуатации можно было на критических участках контролировать неразрушающими методами возникновения коррозионных процессов, концентрацию напряжений, появление трещин и др. Наиболее широкое распространение получили в настоящее время такие испытания на стадии производства. Эффективность их использования зависит от степени оснащения предприятия приборами, автоматизации про- [c.257]

Прямоугольные окна в стенках следует закруглять, иначе около углов будет концентрация напряжений, что приведет к появлению трещин и к поломкам деталей. Следует иметь в виду, что в том случае, когда стенка работает на продольное нормальное напряжение, в ее участки, расположенные перед прямоугольным окном и за окном, силовые линии заходить не будут (фиг. 17). Эти участки можно удалить, делая окна овальными. [c.202]

При постоянной концентрации ионов хлора в растворе длительность испытаний до появления трещин на образцах зависит от концентрации кислорода в растворе. Чем меньше концентрация кислорода, тем через больший промежуток времени наступает явление коррозионного растрескивания. Так, при концентрации кислорода 38—42 мг л (концентрация ионов хлора 0,1 мг/л) трещины зафиксированы через 221 час, при 0,5—1,0 мг л — через 1985 час. При концентрации кислорода 0,2—0,4 ж л коррозионное растрескивание не появилось до конца испытаний (продолжительность испытаний 2055 час). По этой причине испытания с более низкой концентрацией ионов хлора (0,05 ж л) и кислорода (0,1—0,2 мг л) были прекращены после 880 час. При этом следует заметить, что в растворе с 0,1 мг л ионов хлора и 0,2—0,4 ж л кислорода в ходе испытаний наблюдалось кратковременное (порядка нескольких часов за каждый 40-часовой цикл) увеличение концентрации кислорода до 6—8 ж л при [c.153]

В котлах среднего давления нитраты обеспечивают надежную защиту металла от появления трещин при отношении концентрации ионов N0 (нитратное число) к избыточной щелочности не менее чем 0,35, в котлах высокого давления — не менее 0,50. [c.265]

В условиях работы турбины при циклически изменяющихся температурах возможно, как показали исследования ЦНИИТмаш [96], появление трещин, идущих в шов от места стыка лопаток между собой. Эффективным средством их устранения является засверловка отверстия в данном участке для уменьшения концентрации напряжений. [c.158]

На рис. 7.14 приведены результаты ресурсных испытаний (до появления трещин) сосудов и образцов с надрезами (точки), а также кривые малоциклового усталостного разрушения, построенные в соответствии с уравнением (7.1). Верхняя кривая (1) соответствует коэффициенту асимметрии Гд = —1, а нижняя (2) — Гд = = —0,45 (минимальному, полученному при испытании исследованных объектов). Коэффициент асимметрии цикла по напряжениям Гд в зоне концентрации напряжений вычисляли по формуле [6] [c.148]

Особое внимание при выполнении сварочных работ необходимо обратить на недопустимость подрезов на корпусе печи, наличие которых в условиях тяжелого режима работ печи может привести вследствие концентрации напряжений к появлению трещин. [c.582]

Перенапряжение металла в барабане возникает при изготовлении и монтаже, а также неправильной эксплуатации котла. Частые пуски и остановы котлов без соблюдения равномерного прогрева и о.хлаждения отдельных узлов агрегатов, зажатие труб в обмуровке и в обшивке также являются причиной появления трещин. Наличие перенапряжения и деформации металла вызывает неплотность и пропаривание воды в котлах, вследствие чего в этих местах сильно возрастает концентрация едкого натрия, вызывающая электрохимический процесс коррозии между кристаллами металла. [c.99]

Сопротивление детали паровой турбины малоцикловой термической усталости в значительной мере зависит от наличия концентраторов. Для области действия термической усталости следует говорить не о концентрации напряжений, а о концентрации деформаций. К концентраторам следует отнести не только неравномерности поверхности детали (надрезы, выточки, острые кромки, отверстия), но также неоднородность структуры и механических свойств (анизотропия), вызываемые несовершенной термической обработкой, наклепом и т. д. Ускорение образования трещин термической усталости при наличии концентраторов подтверждается многочисленными экспериментами. Так, например, мелкие неровности на поверхности деталей оказывают существенное влияние на появление трещин. При грубой шлифовке, когда высота неровностей доходит до 2,5 мкм, число циклов, вызывающее трещины, оказывается втрое меньшим, чем при более чистой обработке, когда высота неровностей равна 0,25 мкм. Большое значение имеет не только чистота поверхности, но и ориентация неровностей (рисок) относительно направления термических напряжений. [c.23]

При обнаружении лунки в целях уменьшения концентрации напряжений и возможного появления трещин производят заблаговременно подтяжку заклепки, около которой обнаружена лунка. [c.291]

Трещины в основном металле около отверстий (рис. 8.13) вызываются концентрацией напряжений. Совместное действие вибрационных нагрузок, повторного и неравномерного нагрева в процессе работы приводит к снижению усталостной прочности детали (узла) и появлению трещин после сравнительно небольшого числа циклов нагружения изделия. В этом случае рекомендуется поврежденное место удалить и наварить накладку. зг [c.324]

Рассмотренные нами решетки с внутренней системой скачков уплотнения имеют ряд существенных недостатков. Во-первых, применение профилей с острыми кромками приводит к значительным трудностям в обеспечении необходимой прочности лопаток (вследствие концентрации напряжений в кромке и появления трещин) и к технологическим трудностям в их изготовлении. Во-вторых, в условиях эксплуатации из-за попадания в компрессор твердых частиц острые передние кромки выкрашиваются и скругляются. Поэтому решетки с внутренней системой скачков широкого применения не получили. [c.73]

Усталость хвостовиков. Наиболее частой причиной обрыва рабочих лопаток по сечениям хвостовиков является появление в них трещин и их развитие до критического размера. Само же появление трещин часто связано с проникновением вибрации с рабочей части вглубь хвостового соединения, высоким уровнем статических напряжений растяжений и изгиба, наличием концентрации напряжений, обусловленной сложной формой хвостового соединения, т.е. из-за процесса усталости, происходящей на фоне высоких статических напряжений. Для рабочих лопаток ступеней, работающих в зоне фазового перехода и за ней, появление трещин интенсифицируется процессами язвенной коррозии. [c.471]

Появление трещин в хвостовиках происходит в зонах концентрации напряжений. На рис. 16.42 показан пример разрушения по третьему зубу хвостовика елочного типа и появления усталостной трещины по первому зубу. [c.471]

Вследствие вибрации в материале диска проявляется явление усталости металла, ведущее к появлению трещины усталости. Как обычно, трещины возникают в местах концентрации напряжений разгрузочных отверстиях, галтелях, царапинах и рисках. [c.490]

Обогащение расплава фосфором также вызывает образование горячих трещин по границам кристаллитов. Появление трещин тем вероятнее, чем выше концентрация фосфора и ниже его растворимость в твердом металле. Так как растворимость фосфора в аустени-те меньше, чем в феррите, опасность возникновения кристаллизационных трещин в аустенитных швах значительно больше. [c.30]

В работе [68] выполнен анализ долговечности в зонах концентрации напряжений, В целях определения влияния ползучести на число циклов до разрушения (появления трещины) рассчитали долговечность при циклическом осевом растяжении плоских образцов (пластина с отверстием при повторном осевом растяжении) жаропрочных алюминиевых сплавов. Температуры испытания 120.,, 190° С являются для рассматриваемых материалов достаточно высокими ползучесть и релаксация напряжений выражены. [c.209]

Варианты конструктивного оформления штуцеров с обо-j O iKaMH корпуса разнообразны. Наиболее целесообразны те, которые позволяют получить надежное проплавление всей с епки штуцера, исключая возможность образования и роста грещины от непровара. Примеры конструктивного оформления штуцеров в аппаратах нефтегазохимического производства показаны на рис. 1.8, а-г. Варианты с дополнительным укрепляющим кольцом 1 (рис. 1.8, а) и утолщенным патр>уб-UOM 2 (рис. 1.8, б) технологически просты, но при нагружении в зонах расположения угловых швов возникает значительная концентрация напряжений, что может служить причиной появления трещин в процессе эксплуатации. Варианты с вытяжкой горловины (рис. 1.8, в) и с вварньш торовым воротником 3 (рис. 1.8, г) более сложны в изготовлении, зато достигается [c.23]

Рис. 88. Изменение коэффициента концентрации локальной деформации К вдоль реперной линии образца сплава ВТ5-1 с поверхностным гаэонасыщенным слоем (а) и схема появления трещин при деформации б)

Меюд может быть рекомендован главным образом для испытания образцов с низким уровнем концентрации напряжений, а при испытании образцов с острым надрезом и деталей машин должны быть известны исходная кривая усталости и скорректированные значения критического числа циклов. При фиксации момента появления трещины точность метода возрастает. Расхождение теоретических и экспериментальных оценок при испытании надрессорных и боковых балок ележек вагонов составило всего 5—10% [12, с. 144]. Метод рекомендуется для сокращения длительности испытания крупных деталей. [c.85]

Оценка ресурса деталей ротора турбин является сложной в связи со сложностью напряженного состояния различных элементов роторов. Ресурс ротора определяется в первую очередь надежностью высокотемпературных узлов РВД и РСД. Наиболее вероятными местами появления трещин в роторе являются зоны концентрации напряжений, такие как ободья дисков с пазами под хвосты лопаток, осевой канал, термокомпенсационные канавки. [c.45]

Повышение чувствительности к концентрации напряжений никелевого сплава ХН77ТЮР в процессе длительной эксплуатации в ряде неблагоприятных случаев (повышение температуры, напряжения, малые радиусы переходов и т. д.) приводило к появлению трещин в дисках турбин. [c.96]

Распространение усталостной трещины при симметричном цикле нагружений можно представить следующим образом. В циклически деформируемом образце, максимальные напряжения цикла на поверхности которого превосходят уровень, необходимый для появления трещины, возникает усталостная трещина. При этом в зависимости от исходного коэффициента концентрации напряжений, изменяющего жесткость напряженного состояния, действительные напряжения, при которых возникает трещина, тем больше, чем больше жесткость напряженного состояния в надрезе. В гладком образце, как и в образце с невысокой концентрацией напряжений (ао<аокр), трещина, возникнув, всегда развивается до полного его разрушения, так как у ее вершины номинальные напряжения значительно выше, а действительные напряжения равны напряжениям, необходимым для ее развития.В образцах с высокой концентрацией напряжений (аст>асгкр) возникшая трещина не распростра няется, так как в результате высокого градиента (прямая GH) действительные напряжения в области вершины трещины ниже напряжений, необходимых для ее распространения. Иными словами, когда трещина достигает определенной (критической) глубины, напряжения у ее вершины (ордината точки II) существенно нил<е напряжений, характеризующих положение точки /. [c.121]

Образование кристаллизационных трещин зависит от концентрации деформации при осты1вании соединения в пределах температурного интервала хрупкости. С уменьшением скорости охлаждения сварного соединения при данном температурном интервале хрупкости и заданной скорости деформации величина деформации в хрупком состоянии будет увеличиваться [98]. Следовательно, при сварке в условиях низких температур с увеличением скорости охлаждения вероятность появления трещин в сварном соединении уменьшается. [c.73]

Следует иметь в виду, что применение в качестве охлаждающих жидкостей воды и водных растворов поваренной соли концентрации от 10до20в/о, особенно при повышенном содержании углерода в стали, может вызвать появление трещин [2]. [c.209]

Выше уже говорилось, что при определенном содержании феррита в аустенитных сталях они становятся более стойкими к коррозионному растрескиванию. Х.Х. Улиг [111,134] отмечает, что аустенитные нержавеющие стали, близкие по своему химическому составу, существенным образом отличаются друг от друга по стойкости к коррозионному растрескиванию вследствие различия в структуре. Так, слабо магнитные и магнитные стали 18-8 не разрушались в процессе 200-часовых испытаний, в то время как немагнитные образцы разрушились за несколько часов. Именно с этой точки зрения следует рассмотреть влияние легирования кремнием на стойкость сталей к коррозионному растрескиванию. Е. Е. Денхард [111,101] указывает, что стойкость к коррозионному растрескиванию у стали 18-12, легированной 4% кремния, улучшается. Сталь 18-8, легированная 2% кремния, немагнитна и разрушается за 15 час. Та же сталь, легированная 1,1—2,7% кремния, слабо магнитна, т. е., очевидно, содержит а-фазу в количестве 5—10%, и не разрушалась по прошествии 250 час испытаний [111,134]. Высокая стойкость к коррозионному растрескиванию стали 18-8С небольшой концентрацией С (менее 0,002—0,004%) и азота (менее0,002—0,004%) [111,134] объясняется тем, что уменьшение содержания этих аустенитообразующих элементов делает сталь двухфазной — с содержанием а-фазы до 10—15% [И 1,123]. С другой стороны, сталь 19-20 с концентрацией менее 0,01% азота и углерода полностью аустенитна и достаточно стойка против коррозионного растрескивания. Та же сталь, но с концентрацией 0,2% углерода, тоже стойка к растрескиванию, но увеличение азота до 0,05% приводит к появлению трещин. Полагают, что в данном случае концентраторами напряжений были нитриды [111,142]. Сталь 18-8, закаленная при температуре 196° С, двухфазна и стойка к растрескиванию, в то время как без этой обработки она разрушалась за 6 час. Увеличение хрома в стали с 8 до 25% при концентрации 20% никеля делает сталь значительно более склонной к коррозионному растрескиванию вследствие уменьшения стабильности аустенита [111,134]. Учитывая изложенное выше, влияние легирующих элементов на коррозионное растрескивание нержавеющей стали [c.165]

По условиям работы, определяющим характер повреждений, гибы можно условно разделить на две группы. В одну из них включаются те, у которых температура рабочей среды до 400°С, в другую -с температурой свыше этого предела. В отопительных, отопительнопроизводственных и производственных котельных большинство котлов вырабатывает пар с температурой до 400°С. Поэтому, за небольшим исключением, температура металла гибов не превышает этого температурного уровня. Физические и химические процессы, протекающие при работе и простоях котлов, изменяют прочностные характеристики стали. В настоящее время взаимовлияние характеристик металла и условий его работы изучено подробно. Однако основные исследования направлялись на оценку надежности гибов котлов высокого давления. Повреждения гибов на оборудовании с давлением пара до 4 МПа изучены меньше. Это объясняется меньшей интенсивностью появления и развития дефектов при среднем и низком давлении. Вместе с тем в характере процессов, влияющих на прочностные характеристики стальных котлов, вне зависимости от давления много общего. При наличии в котловой воде кислорода появляются и увеличиваются коррозионные язвины. На краях некоторых могут возникать трещины, значительно увеличивающие концентрацию напряжений. Трещины возникают и вне язвин. [c.188]

При проведении операции термической обработки в печах необходимо предотвратить коробление изделия. Это достигается правильной установкой детали на поду печи и выбором соответствующих скоростей нагрева и охлаждения. Особую сложность представляет термическая обработка крупных изделий с разными толщинами стенок. В практике имеются случаи появления трещин в процессе термической обработки вследствие возникновения высоких термических напряжений, вызванных разностенностью конструкции. Поэтому при проектировании сварных конструкций, подвергающихся термической обработке, необходимо принимать меры к уменьшению их разностенности. Следует также устранять резкие изменения формы сечения, могущие служить источниками концентрации термических напряжений. [c.93]

Расчет строительных конструкций осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами [1]. Получаемый при этом уровень номинальной нагруженности сварных элементов и уровень концентрации напряжений свидетельствуют о возникновении в зонах концентрации локальных пластических деформаций, которые при повторном характере внешней нагрузки приводят к образованию трещины малоцикловой усталости. Так, при обследовании воздухонагревателей доменных печей появление трещин в кожухе было зафиксировано после 2—3 лет эксплуатации, что соответствовало 5 — 6 тыс. циклов. В подкрановых балках тяжелого режима работы повреждения в виде поверхностных трещин вдоль угловых швов приварки верхнего пояса к стенке наблюдались при числах циклов до 2 х 10 , или после 4 лет эксплуатации, в газгольдерах аэродинамических станций — после 4 X 10 циклов нагружения. Опасность появления трещин малоцикловой усталости в сварных конструкциях связана с тем, что трещина данной длины может при определенном соотношении уровня 4нагрузки, климатической температуры эксплуатации, скорости нагружения и других факторов оказаться критической, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению. Раз-рушение может наступить в разный период эксплуатации в зависимости от наступления критического сочетания инициирующих факторов. В этом заключается определенное отличие в разрушении циклически нагруженных конструкций по сравнению со статически нагруженными, основная масса аварий которых приходится на период эксплуатации с первыми похолоданиями при дальнейшей эксплуатации таких конструкций число хрупких разрушений резко сокращается (рис. 9.1). Для циклически нагруженных конструкций в первую зиму и во время испытаний разрушается только 34% конструкций от общего числа зарегистрированных разрушений. При последующей эксплуатации в течение примерно трех лет разрушения отсутствуют, и затем число разрушений начинает увеличиваться с 4 до 10% в год. Такой характер распределения разрушений конструкций под воздействием повторных нагрузок связан с необходимым периодом подрастания дефектов до критических размеров, и поэтому в течение определенного периода разрушения не наблюдаются. При дальнейшей эксплуатации идет накопление повреждений и развитие трещин усталости до образования полного разрушения. [c.170]

Вибрация в опасных пределах должна быть предупреждена правильным назначением размеров диска. Чрезмерный посадочный натяг мэжет привести к появлению трещины от угла шпоночного паза. Даже при нормально посаженном диске натяг во время работы может стать чрезмерным, если произойдет резкое его охлаждение. Если первоначальный натяг составлял около 0,001 d, то при охлаждении диска относительно вала примерно на 80°С этот натяг удвоится. При натяге, равном 0,001 d, напряжение в диске при тонких ступицах составляет около 1300 кг см , да еще надо учесть концентрацию напряжений в шпоночном пазе и возможность его перекоса в валу и в диске. [c.23]

Оценка склонности сварных соединений к развитию трещин при термической обработке производится с помощью жестких проб и испытаний образцов, подвергнутых нагреву по имитированному термическому циклу сварки (п. 15). Пробы и испытания, а также опыт изготовления сварных конструкций показали, что образование трещин при термической обработке наиболее вероятно при высокой жесткости соединения и наличии концентраторов напряжений в районе усиления швов, а также несплавле-ний и других дефектов на границе сплавления. При исследовании с помощью жестких проб и релаксационных испытаний установлено, что вероятность появления трещин при отпуске или стабилизации заметно снижается, если перед нагревом проведена зачистка наружной поверхности швов до плавного сопряжения с основным металлом, или если испытываются гладкие образцы. Поэтому фактор концентрации является одним из основных, способствующих появлению рассматриваемого типа трещин. С позиций межзеренного разрушения такое влияние концентрации обусловлено тем, что за счет объемности напряженного состояния подавляются сдвиговые деформации и развиваются процессы, способствующие межзеренному разрушению. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...