Высокопрочные Предел выносливости

Шероховатое г ь. Значения коэффициента влияния шероховатости поверхности приведены в табл. 16.7. С повышением прочности стали растут требования к микрогеометрии поверхности. При грубой обработке поверхности предел выносливости высокопрочных сталей оказывается не выше, чем у обычных среднеуглеродистых сталей. Особенно чувствительны к качеству поверхности титановые сплавы. [c.327]

Коррозионная усталость часто бывает причиной неожиданного разрушения вибрирующих металлических конструкций, рассчитанных на надежную работу в воздушной среде при нагрузках ниже предела выносливости. Например, неточно центрированный вал гребного винта на судне будет нормально работать до тех пор, пока не появится течь и участок вала, выдерживающий максимальные знакопеременные нагрузки, не окажется в морской воде. Тогда в течение нескольких дней могут образоваться трещины, из-за которых вал быстро разрушится. Стальные штанги насосов для откачки нефти из буровых скважин имеют ограниченный срок службы ввиду коррозионной усталости, возникающей в буровых водах. Несмотря на применение высокопрочных среднелегированных сталей и увеличение толщины штанг, разрушения этого типа приносят миллионные убытки нефтяной промышленности. Металлические тросы также нередко разрушаются вследствие коррозионной усталости. Трубы, по которым подаются пар или горячие жидкости, могут разрушаться подобным образом, вследствие периодического расширения и сжатия (термические колебания). [c.157]

Эффективный коэффициент концентрации обычно меньше теоретического. Эффективные коэффициенты концентрации определяются опытным путем. Исследования показали, что более хрупкие высокопрочные стали чувствительнее к эффекту концентрации напряжений, которая сильнее сказывается на снижении предела выносливости. В расчетах Ка и Кх следует брать из таблиц или [c.334]

Для некоторых групп материалов установлены зависимости между пределами выносливости и прочности. Отношение а /ав для сталей составляет 0,35—0,55 при базе испытания 2-10 циклов, для титановых сплавов 0,45—0,55 при Л =2-10 циклов при этом более высокопрочным материалам отвечают меньшие значения a-i/aa. Для неметаллических материалов (текстолиты, органические стекла и др.) a-j = (0,2- -0,3) Ста (N=10 циклов). [c.78]

Для высокопрочных титановых сплавов в литом состоянии характерна своеобразная зависимость усталостной прочности от содержания кислорода. Если у деформированных образцов сплавов с повышением содержания кислорода (в пределах 0,02—0,3 %) увеличивается и статическая прочность, и предел выносливости, то у литых образцов из техниче- [c.149]

Как следует из данных табл. 6.1, предел выносливости наноструктурного Ti сильно зависит от его структурного состояния и по сравнению с исходным Ti повышается более чем в 2 раза, достигая 500 МПа. Это значение также является рекордным и приближается к уровню усталостной прочности для высокопрочного [c.242]

Опыты Мегера и Неля [111] были проведены на машине Амслера с роликами диаметром 40 мм. Напряжение сжатия составляло 43 кг/мм У высокопрочной стали (твердость по Бринеллю 170 предел выносливости ств = 61,7 кг/мм ) наблюдалось резкое изменение износостойкости в зависимости от нагрузки. При росте напряжения сжатия от 43 до 60 кг/мм скорость износа возросла от 19,1 до 81 мк об. У стали с (Тв = 34 кг/мм2 л твердостью НВ-95 скорость износа измерялась от 35 до 104 мк /об. Влияние термообработки на скорость износа этой марки стали видно из табл. 4 (при Р = 43 кг/мм ). [c.108]

Сопоставление зависимостей относительных пределов выносливости этих же сталей от теоретического коэффициента концентрации напряжений, приведенное на рис. 43 для образцов с различной глубиной надрезов, позволяет заключить следующее. Для мягкой стали увеличение глубины концентратора напряжений приводит к возникновению все более обширной области существования нераспространяющихся усталостных трещин. Аналогичное изменение глубины концентратора в высокопрочной стали также приводит к образованию нераспространяющихся усталостных трещин, однако область их существования для этой стали значительно более узкая. Причем различие в указанных областях объясняется тем, что пределы выносливости по трещинообразованию обеих сталей с увеличением глубины концентратора сближаются, а пределы выносливости по разрушению продолжают резко отличаться друг от друга. Таким образом, в данном случае различие свойств материалов проявляется в разной их чувствительности к наличию в них усталостной трещины. [c.99]

Сопоставление результатов испытаний на усталость высокопрочной стали Г и мягкой раскисленной стали В показало, что, несмотря на существенную разницу прочностных и усталостных характеристик этих сталей при нормальной и пониженной температурах, полученных на гладких образцах, их пределы выносливости при наличии резкого концентратора напряжений и температуре —55 °С практически одинаковы, а при температуре —195°С мягкая сталь В обладает более высоким пределом выносливости. Наибольшие пределы выносливости при всех температурах были обнаружены у высокопрочной стали после закалки и отпуска (сталь Д). [c.105]

Рис. 96. Влияние азотирования на предел выносливости высокопрочного чугуна (диаметр образцов 50 мм)

В заключение необходимо отметить, что увеличение временного сопротивления углеродистых, низколегированных и высокопрочных нержавеющих сталей до 1600—2000 МПа вследствие изменения их химического состава или термообработки приводит к повышению предела выносливости образцов до 700—800 МПа и не оказывает заметного влияния на условный предел коррозионной выносливости. Последний при Л/=5 10 цикл на- [c.65]

Таким образом, можно заключить, что высокопрочные деформируемые термически упрочняемые алюминиевые сплавы при циклическом нагружении чувствительны к воздействию жидких коррозионных сред, особенно щелочных, под воздействием которых условный предел выносливости снижается в 2—5 раз по сравнению с испытаниями в воздухе. [c.68]

Влияние качества обработки поверхности. Риски и другие дефекты поверхности детали после ее механической обработки являются концентраторами напряжений и понижают предел выносливости у высокопрочных сталей это сказывается сильнее, чем у низкопрочных. [c.390]

Высокая эффективность поверхностного наклепа для крупных деталей подтверждается и данными, полученными непосредственно при эксплуатации упрочненных деталей. Эти данные важны ввиду ограниченного количества лабораторных средств для испытаний крупных образцов на усталость, большой длительности и высокой стоимости таких испытаний. Особенно наглядно упрочняющий эффект проявляется у деталей, работающих в условиях ограниченной долговечности, при напряжениях, превосходящих предел выносливости. Характерный пример такого рода деталей — штоки штамповочных молотов. В месте запрессовки относительно тонкого штока в массивную бабу при работе молота создается высокая концентрация напряжений, приводящая к частым поломкам штоков, несмотря на применение для их изготовления высокопрочных легированных сталей. [c.158]

Рис. 6. Влияние азотирования на предел выносливости образцов из высокопрочного чугуна

Чтобы определить показатель h, по результатам испытаний были построены графики, отражающие зависимость расчетных значений пределов выносливости, полученных по уравнениям (1) и (Г), от этого показателя (рис. 1). Были найдены показатели, при которых расчетные значения совпадали с найденными ранее при постоянной амплитуде напряжений. Таким образом было установлено, что для данного материала а — сталь ЗОХГСА б — сталь 45 в — высокопрочный чугун) при определенных условиях испытаний показатель h характеризуется достаточной стабильностью, которая позволила составить обобщенную таблицу рекомендаций для выбора этого параметра (табл. 1). [c.181]

Рис. 3. Определение пределов выносливости образцов из высокопрочного чугуна по методу Локати

Рис. 4. Распределение пределов выносливости образцов из высокопрочного чугуна при плоском изгибе (о), при кручении (б) и из стали ЗОХГСА при изгибе с вращением (а)

Преимущества методики ускоренной оценки рассеяния пределов выносливости приобретают особенно важное значение применительно к испытаниям натурных деталей, когда по соображениям производственного и экономического характера количество объектов испытаний и длительность должны быть минимальными. В связи с этим была осуществлена проверка возможности применения ускоренного метода для оценки рассеяния пределов выносливости коленчатых валов тракторных двигателей Д-54, изготовленных из стали 45 и СМД-14, отлитых из высокопрочного чугуна. Испытания валов при возрастающей нагрузке и построение распределений пределов выносливости (рис. 5) проводились в полном соответствии с разработанной методикой и рекомендациями, представленными в табл. 1 и 2. Результаты статистического сопоставления параметров распределений, полученных при возрастающей нагрузке и при постоянной амплитуде напряжений (по методу экстраполяции кривых усталости), показали, что различие как между средними, так и между дисперсиями может считаться незначимым. Этот вывод позволяет рекомендовать использование ускоренного метода для оценки рассеяния пределов вы- [c.188]

Показатели выносливости характеризуются большим разбросом отдельных значений, причем высокопрочные материалы по сравнению с металлами средней и низкой прочности, как правило, имеют более высокий разброс. Разброс зависит и от асимметрии цикла при симметричном цикле он обычно меньше. Отношение предела выносливости при растяжении (сжатии) и предела выносливости при кручении к пределу выносливости при изгибе в симметричном цикле нагружения для конструкционных сталей равно соответственно 0,8—0,9 и 0,5—0,6. По этим соотношениям можно произвести ориентировочную оценку усталостных характеристик для различных видов нагружения. Как правило, с повышением оь увеличивается и предел выносливости, однако рост оь не сопровож- [c.18]

Накатка значительно повышает предел выносливости соединений из высокопрочных сталей, однако ее практическое использование при твердости более 38 HR затруднено из-за низкой СТОЙКОСТИ резьбонакатного инструмента. [c.205]

Механические свойства ПНП-сталей Og = 1500-е 1700 МПа, Со,2 == 1400-г-1550 МПа, б —- 50-е-бО %. Характерным для этой группы сталей является высокое значение вязкости разрушения Ki и предела выносливости о х. При одинаковой или близкой прочности ПНП-стали пластичнее, а при равной пластичности имеют более высокий предел текучести, чем мартенситно-старею-щие стали или легированные высокопрочные стали. Широкому применению ПНП-сталей препятствует их высокая легирован-ность, необходимость использования мощного оборудования для деформации при сравнительно низких температурах, трудность сварки, анизотропия свойств деформированного металла и т. д. Эти стали используют для изготовления высоконагруженных деталей, проволоки, тросов, крепежных деталей и др. [c.285]

Азотированию на толщину елоя 0,7 мм подвергают и коленчатые валы тепловозов, отлитые из высокопрочного магниевого чугуна, для повышения сопротивления износу и предела выносливости. Твердость на поверхности 40 НКС. После азотирования шейки валов шлифуют, а галтели полируют. [c.345]

Армирование металлов высокопрочными и высокомодульными волокнами и дисперсными частицами позволяет улучшить комплекс их физико-механических характеристик повысить предел прочности, предел текучести, модуль упругости, предел выносливости, расширить температурный интервал эксплуатации. [c.105]

Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85, а также с повышенным содержанием марганца 60Г, 65Г и 70Г в основном используют для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью. Их подвергают закалке и среднему отпуску на структуру тростит (а > 800 МПа) в сочетании с удовлетворительной вязкостью и хорошим пределом выносливости. [c.87]

Длительная эксплуатация автомобилей Волга в СССР и Форд в США показала, что коленчатые валы из высокопрочного магниевого чугуна с шаровидным графитом так же надежны, как и стальные. Лабораторные испытания коленчатых валов в целом виде, производившиеся в НАМИ, обнаружили, что предел выносливости у валов из стали 45 и высокопрочного чугуна практически одинаков, а долговечность даже в 1,5—2 раза больше. [c.164]

После сварки заготовок из стали 15231 выполняли термическую обработку по режиму закалка с температуры 890° С в воду и отпуск при 550° С (Ов = 97,4 кгс/мм ). Опыты показали, что для высокопрочной стали 15231 предел выносливости образцов с угловым швом (с радиусом галтели в зоне шва / = 10 мм) находится на уровне предела выносливости образцов с поперечным отверстием или шпоночной канавкой. Для стали 11600 (сТв = 60 кгс/мм ) прочность образцов оказалась несколько ниже, чем для образцов со шпоночным пазом или поперечным отверстием. [c.195]

При повышенных требованиях к прочности применяют чугуны с шарооид-ным графитом (табл. 2,2) их обрабатывают в расплавленном состоянии присадками магния или церия, что придает графиту шаровидную форму и тем самым сильно уменьшает внутреннюю концентрацию напряжений. Предел выносливости высокопрочных чугунов с шаровидным графитом при средних размерах сечений приближается к пределу выносливости стали 45 и до двух раз выше, чем у обычного чугуна СЧ20 с пластинчатым графитом модуль упругости (1,6...1,9) Ю МПа, [c.27]

Рис. 49. Температурная зависимость предела выносливости 1 - сплав А1 - Си 2 - высокопрочный чугун 3 - сталь с 0,17С 4 - легированная сталь гNiMo

Пределы выносливости при изгибе отожженных сварных соединений из листового материала толщиной 2 мм из высокопрочных сплавов ВТ20 и ВТ5-1 даны в табл. 28. [c.157]

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]

Преимущественное влияние ППД на предел выносливости по разрушению наблюдали также при испытаниях на усталость высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (см. табл. 33). Испытывали многонадрезанные образцы, аналогичные использованным при испытаниях на усталость сталей, прошедших различные циклы термической обработки однократную или двойную нормализацию. Максимальное увеличение предела выносливости по разрушению, достигнутое в результате ППД, составило 115%, тогда как предел выносливости по трещинообразо-ванию увеличился максимум на 17 % [c.152]

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]

Рафинирование оказывает существенное влияние на выносливость высокопрочной закаленной стали ШХ15 в воздухе и в такой гпабоагрессивной среде, как влажный воздух. В 3 %-ном растворе Na I приЛ/=5 10 цикл нагружения условный предел выносливости снизился в 15—20 раз и составил всего 5—6 % от пределов выносливости этих сталей на воздухе, С увеличением агрессивности среды эффект от рафинирования с помощью переплавов при коррозионной усталости уменьшается, а при больших базах испытания, когда решающая роль принадлежит электрохимическому фактору — практически полностью исчезает. [c.56]

Обкатка с усилием 400 Н заметно сглаживает неровности и шероховатость поверхности образца понижается на один-два класса. Однако с повышением усилия обкатки до 600 Н шероховатость поверхности несколько увеличивается, а при -800 Н начинает понижаться, поверхность приобретает волнистый профиль. Повышение усилия до 1200 Н при обкатке образцов из сталей, термически обработанных на твердость НВ 285—311, привело к образовани на их поверхности небольших рванин, а при усилии 2000 Н — к разрушению поверхностного слоя путем тре-щинообразования и шелушения. У более прочных сталей (НВ 352—375) начало разрушения упрочненного слоя смещается в сторону больших усилий обкатки. У этих сталей (табл. 20) с повышением усилия обкатки от 400 до 800 Н микротвердость поверхностных слоев увеличивается до 30 %, Стали с меньшей исходной твердостью более восприимчивы к поверхностному наклепу и при тех же параметрах обкатки степень наклепа составила 25—40 %. Стали с низшей исходной твердостью имеют несколько большую глубину наклепа, чем более высокопрочные стали. Полученные данные (см. табл. 20) показывают, что не всегда имеется корреляция между степенью и глубиной наклепа (определенных по изменению микротвердости) и пределом выносливости стали. [c.159]

Диффузионное насыщение стальных изделий бором приводит к образованию на их поверхности слоя, состоящего из боридов FeB и Fe В, а также боридного цементита, если в стали содержится повышенное содержание углерода. Бориды железа обладают высокой коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред,в связи с чем можно было бы ожидать существенного повышения сопротивления коррозионно-усталостному разрушению борированных деталей. Нами показано, что борирование при глубине слоя боридов 0,1-0,2 мм повышает предел выносливости образцов из средйе-углеродистой стали с 250 до 300-310 МПа, а в 3 %-ном растворе Na I условный предел выносливости увеличивается с 50 до 100 МПа. Отрицательное влияние борирование оказывает на сопротивление усталости высокопрочных легированных и закаленных сталей, у которых предел выносливости после насыщения может снизиться в несколько раз. Условный предел выносливости при этом увеличивается незначительно. Таким образом, наблюдается несоответствие между коррозионной стойкостью в ненапряженном состоянии и коррозионной выносливостью борированных сталей. Это несоответствие объясняется пористостью боридного слоя, которая при действии циклических механических напряжений обеспечивает лучший контакт коррозионной среды о основным металлом, чем в ненапряженном металле. [c.174]

В связи с широким применением высокопрочного чугуна для изготовления ответственных деталей различных машин представляет интерес использование азотирования для упрочнения деталей, отлитых из высокопрочного чугуна. Установлено, что твердость азотированного слоя чугуна марки ВЧ 60-2 может быть получена в пределах НУ 650—1150, а предел выносливости при испытании азотированных образцов диаметров 50 мм повышается по сравнению с неазотированными на 60—90% (рис. 6). [c.255]

Образцы изготавливались из материалов с контрастными свойствами из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (двухструктурных модификаций), из сталей 45 и ЗОХГСА, термически обработанных при трех режимах. Охватываемый диапазон пределов выносливости составлял от 18 до 70 кгс/мм2. [c.181]

В качестве трубопроводов гидросистем машин в основном применяют бесшовные цилиндрические трубы из сталей СЮ и С20 (ГОСТ 8734—58) и реже трубы из цветных металлов. Для гидросистем самолетов применяют преимущественно трубопроводы из нержавеющей стали 1Х18Н9Т и реже — из сталей ЗОХГСА и 20 в отдельных случаях применяют трубы из высокопрочного сплава на медной основе. Для сверхвысоких давлений (500—7000 кПсм ) применяют трубы из специальных легированных сталей с механической обработкой внутренней поверхности. Для специальных целей применяют также трубы из никеля, титана и различных сплавов. Трубопроводы из титановых сплавов имеют преимущества перед стальными трубопроводами по удельному весу и жаропрочности, но значительно уступают им по пределу выносливости и допустимым усталостным напряжениям. [c.571]

Предел выносливости возрастает с увеличением Ов и 0(,,2, однако у высокопрочных сталей, обладающих высокой ч щстви-тельностью к концентраторам напряжений, предел выносливости может быть пониженным (см. рис. 74). У высокопрочных сталей сильно возрастает коэффициент К вследствие резкого увеличения коэффициента Ка по мере роста Оо,2 и снил ения коэффициентов Kda (масштабный фактор) и Кра учитывающего качество обработки поверхности. Снижается и вязкость разрушения Ki , а следовательно, и сопротивление росту усталостной трещины (живучесть). Это нужно учитывать, когда из соображений снижения массы конструкции выбирают сталь с высоким 0(,,2- [c.318]

По механическим свойствам чугуны с вермикулярным графитом занимают промежуточное положение между серыми и высокопрочными чугунами. Они прочнее серых чугунов, особенно при Щ1клических нафузках предел выносливости ст., составляет 140 МПа у ЧВГ 30 и 190 МПа у ЧВГ 45. Механические свойства этих чугунов в меньшей степени зависят от массы отливок. Они отличаются хорошей тепло- [c.21]

К прокатным валкам предъявляются все более высокие требования как с точкй зрения интенсификации процесса прокатки, так и исходя из систематически повышающегося требования к качеству поверхности изделий, а также прокатки высокопрочных и трудно-деформируемых марок стали. Прокатные валки относят к группе деталей, несущих максимальные нагрузки, они часто перегружены, некоторые из них работают при напряжениях, превышающих пределы выносливости [155]. Валки для горячей прокатки стали часто изго-. тавливают свободной ковкой из сталей 55Х, W V и 50ХМФ. Поковки после обработки давлением подвергают отжигу с целью предупреждения образования флокенов, нормализации и высокому отпуску. [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...