Предел упругости усталости стали

Устойчивость макронапряжений при циклическом нагружении изучалась на образцах из мягкой малоуглеродистой стали после обкатки роликом [126]. Испытание на усталость проводили при изгибе консольно-вращающегося образца с напряжением на 0,5 кгс/мм ниже предела упругости для образца после обкатки роликом. [c.143]

Специальным видом конструкционной стали является углеродистая и легированная сталь, применяемая для изготовления рессор, буферов и пружин в машиностроении и транспорте. Эти детали работают преимущественно в условиях воспринятия динамических нагрузок — толчков и сотрясений или многократных вибрационных колебаний нагрузки, а также при длительных плавно изменяющихся напряжениях (пружины, применяемые в качестве аккумуляторов энергии). Металл для этих деталей, во избежание их поломок или осадки, должен обладать высокими пределами упругости и выносливости (усталости) при достаточной вязкости. Поэтому для изготовления таких деталей применяется термически обрабатываемая сталь ряда марок, общим признаком которых является относительно высокое содержание углерода (0,5—1,20/о). Наряду с более дешёвыми углеродистыми марками для ответственных рессор и пружин применяются марки с повышенным содержанием кремния и марганца. Для весьма напряжённых деталей, подвергающихся многократным переменным нагрузкам, применяются. легированные марки с присадкой хрома и ванадия, а для работающих при особых условиях — также вольфрама или никеля. [c.387]

Предел упругости 13 Предел усталости стали — Изменение с температурой 433 Прецессия синхронная 374 Приборы для измерения деформаций 490 [c.553]

Сталь, используемая для изготовления пружин, должна обеспечивать линейную зависимость между деформацией и нагрузкой, т. е. иметь высокий предел упругости. При превышении упругой деформации (например, при навивке пружин) сталь должна обладать определенным запасом пластичности. Если пружина работает при изменяющихся нагрузках, то ее материал должен хорошо сопротивляться усталости. Пружины, работающие при высокой температуре, должны быть стойкими против релаксации. [c.227]

Рессорно-пружинная сталь (по ГОСТ 14959—69) Основными требованиями, предъявляемыми к рессорно-пружинной стали, являются высокие пределы упругости и усталости. Достигаются эти свойства в результате специальной термической обработки, заключающейся в закалке и" последующем отпуске при темперагуре 400—520° С (в зависимости от марки стали). [c.45]

Среднетемпературный отпуск (450 °С для углеродистых сталей) обеспечивает высокие временное сопротивление, предел упругости, предел усталости и ударную вязкость. [c.293]

Рессорно-пружинные стали предназначены для изготовления пружин, упругих элементов и рессор различного назначения. Они должны обладать высокими пределами упругости и текучести (qqд 800 МПа) и сопротивлением усталости при достаточной пластичности (8 5 %, V = 20...25 %). Для обеспечения указанных свойств стали содержат более 0,5 % углерода и легированы одним или несколькими элементами 1,5...2,8 % кремния 0,6...1,2 % марганца 0,2...1,2 % хрома 0,1...0,25 % ванадия 0,8... 1,2 % вольфрама 1,4... 1,7 % никеля. Эти элементы обеспечивают необходимую прокаливаемость и закаливаемость, повышают релаксационную стойкость сталей и предел упругости. [c.90]

По назначению пружинные стали можно разделить на стали общего назначения, предназначенные для изготовления изделий, обладающих высоким сопротивлением малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкостью, при достаточной пластичности и вязкости, а для пружин, работающих при циклических нагрузках, и высоким сопротивлением усталости Рабочая температура таких пружин обычно не превышает J00—120 °С Стали специального назначения, предназначенные для изготовления изделий, к которым кроме необходимого высокого комплекса механических свойств (предел упругости, сопротивление релаксации напряжений, пластичность и др ), предъявляют требования по обеспе чению специальных физико химических свойств (коррозионной стойкости, немагнитности, теплостойкости и др ) Температуры эксплуатации таких пружин находятся в интервале 200—400 °С и выше В некоторых случаях необходимы пружины для работы при отрицательных температурах Имеются высоколегированные пружинные сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения, независимым от температуры модулем упругости (в определенном температурном интервале), с высоким или низким модулем упругости и др [c.203]

При использовании вместо углеродистых низколегированных сталей значительно снижается масса деталей, размеры которых определяются статической прочностью. Если размеры деталей определяют по сопротивлению усталости или по жесткости, экономия металла при переходе на легированные стали менее значительна, поскольку пределы выносливости таких сталей близки к пределу выносливости обычных сталей, а модули упругости одинаковы, следовательно, критические нагрузки при расчете на выносливость не зависят от марки стали. [c.485]

Рассматриваются твердость, прочность, предел упругости, текучести, усталости, вязкость, жаропрочность, износостойкость, теплопроводность и другие характеристики практически всех основных инструментальных сталей, применяемых в мировой практике. Кроме того, приведен их химический состав, маркировка, даны технологические свойства, термообработка, диаграммы превращений и т. д. Данные приводятся fi виде диаграмм и таблиц. Представлены рекомендации по рациональному выбору стали для различных инструментов я ее термической обработки с учетом условий службы. [c.2]

По данным табл. 28 на рис. 161 для сравнения приведены пределы упругости различных материалов, определенных при указанных выше допусках на остаточную деформацию, и пределы выносливости этих же материалов на базе 10 циклов (штриховыми линиями ограничены области, соответствующие разнице пределов усталости и циклических пределов упругости 10%). На рис. 161 приняты следующие обозначения 7, 2, 3,— данные для углеродистых и легированных сталей с определением циклического предела упругости при допусках на остаточную деформацию [c.229]

Основное требование к материалам, используемым для изготовления пружин, рессор, торсионных валиков и т. д., — сохранение в течение длительного времени упругих свойств. Пружинные стали должны иметь высокий предел упругости (Оу ), высокое сопротивление разрушению (S ) и усталости при пониженной пластичности. [c.229]

Другие металлы, вводимые иногда в крайне незначительных количествах и тем не менее резко влияющие на свойства сплава в желаемом направлении, называют легирующими (буквально связующими ) добавками. Они значительно повышают механические свойства металлов и сплавов (твердость, пределы прочности, упругости, усталости, сопротивление ползучести и др.). Так, например, присадка (добавка) бериллия в количестве 0,5% к меди сообщает ей свойства, близкие к стали, усиливая при этом ее электропроводность. Присадка малых количеств бора к стали и сплавам алюминия или присадка незначительных количеств лития к алюминию или свинцу значительно увеличивает твердость этих сплавов и металлов. [c.93]

К числу конструкционных деталей относятся пружины и рессоры. Назначение пружин и рессор состоит в поглощении живой силы при ударе без получения остаточной дефор.мации. Пружины и рессоры должны работать в области упругих деформаций в условиях приложения динамической нагрузки, часто с большим числом перемен. Сталь для рессор и пружин должна обладать высоким пределом упругости и повышенным сопротивлением усталости. Кремний к повышенное содержание углерода резко повышают пределы пропорциональности, текучести и выносливости. Поэтому для рессор и пружин получили распространение в качестве типовых и кремни стые стали, в которые для улучшения закаливаемости вводят небольшое количество хрома, марганца, никеля. [c.77]

К основным механическим свойствам металлов относят прочность, твердость, упругость, пластичность, ударную вязкость. Прочность — способность металла сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций под действием внешних сил. Большое значение име т удельная прочность, ее находят отношением предела прочности к плотности металла. Для стали прочность выше, чем для алюминия, а удельная прочность ниже. Твердость — это способность металла сопротивляться поверхностной деформации под действием более твердого тела. Упругость — способность металла возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия сил. Пластичность — свойство металла изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом. Ударная вязкость — способность металла сопротивляться разрушению под действием динамической нагрузки. Кроме указанных механических свойств можно назвать усталость (выносливость), ползучесть и др. Для установления характеристик механических свойств производят их испытания. [c.30]

Диаграммы напряжение — деформация показывают, что композиционные материалы больше соответствуют по упругим свойствам чугуну и другим мягким материалам, чем стали или другим жестким материалам. Для большинства композитов существует два линейных участка на диаграмме напряжение — деформация, соответствующих двум модулям упругости. В основном композиты являются материалами, обладающими малыми деформациями разрушения (порядка 1ч-2 %). При конструировании соединений композиционных материалов необходимо знать прочность этих материалов при смятии и сдвиге, прочность при растяжении и сжатии, напряжения сдвига, возникающие при изгибе в соединениях. Необходимо также знание термических напряжений, пределов усталости и воздействия окружающей среды. [c.381]

Следует подчеркнуть, что к области малоцикловой усталости отнесены разрушения при числе нагружений до 5-10 — Ю циклов. Это соответствует нижней по числу циклов границе, от которой традиционно начинаются испытания в области многоцикловой усталости. диапазоне чисел циклов до 5-10 — 10 пластичные материалы средней прочности, какими являются широко распро- страненные конструкционные стали и сплавы, деформируются в ус- ловиях циклического нагружения за пределами упругости при на-i личии петли упругопластического гистерезиса. [c.5]

Сопротивление усталости металла изменяется также, если окружающей средой является твердое тело. Маттинг [247] установил, что выносливость стальных образцов с отверстием возрастает, если отверстие заварить материалом с меньшим пределом упругости, чем у стали (например, аустенитными электродами или электродами из бронзы). [c.250]

Наиболее высокие механические свойства имеют стали 70СЗА, 60С2ХА и 60С2Н2А > 1800 МПа сто,2 > 1600 МПа 6>Ъ% ф>2 %. Их предел упругости составляет o-q qi = 880. .. 1150 МПа, а твердость — 38 - 48 HR . При такой прочности и твердости стали чувствительны к концентраторам напряжений, поэтому на сопротивление усталости большое влияние оказывает состояние поверхности. При отсутствии поверхностных дефектов (обезуглероживания, окалины, грубых рисок и др.) предел выносливости сталей при изгибе не ниже 500 МПа, а при кручении [c.352]

Баушингер включил в последнюю часть своей статьи (Baus hin-ger [1886, 1]) девять больших таблиц последовательных экспериментов, в которых он рассматривал пределы упругости для многочисленных разных ситуаций при циклическом изменении напряжений и числе циклов, достигавшем 16 миллионов. Его исследование усталости стало возможным благодаря получению лабораторией в 1881 г. машины Вёлера. Баушингер, выбрал машину для испытания на усталость при растяжении с приводом от двигателя Отто мощностью в две лошадиные силы, позволявшую одновременно испытывать четыре стержневых образца с площадью поперечного сечения в каждом из них, равной 1 см . Испытания никогда не продолжались ночью и, кроме того, машина, а следовательно, и опыты регулярно останавливались на два часа ежедневно после полудня. [c.69]

Обе испытанные аустенитные стали, несмотря на различие характеристик прочности и пластичности, имеют приблизительно одинаковое нарастание пеупругой деформации при увеличении напряжения от циклического предела упругости до предела выносливости и приблизительно равные значения неупругой деформации на пределе выносливости. Пределы усталости этих сталей также близки по величине. Из рис. 123 видно, что предел выносливости стали 30Х10Г10 находится значительно выше, чем циклический предел упругости, что характерно для пластичных аустенитных сталей. [c.166]

Это противоречие, очевидно, можно объяснить тем, что исследовали [364j область малоцикловой усталости, когда при высоких нагрузках возникают большие пластические Деформации, которь(е существенно влияют на условия распространения трещины при последующем снижении нагрузки. В нашем случае изучали область многоцикловой усталости, при которой даже наиболее высокая амплитуда напряжения цикла, равная 500 МПа, была существенно ниже предела текучести исследуемых сталей. В этих условиях в вершине развивающейся трещины, очевидно, имеют место пластические сдвиги, однако преобладЫщей будет упругая деформация. Можно также предположить, что взаимное влияние чередований нагрузки в нашем случае было кратковременно и не могло быть обнаружено принятой методикой определения скорости роста трещины. Действитель- [c.286]

Для повышения прочности и износостойкости в стали добавляют один или несколько легирующих элементов. Хром является одним из наиболее универсальных и широкоирименяемых легирующих элементов. Хром усиливает действие углерода, повышает твердость, стойкость к износу, расширяет предел упругости, увеличивает прочность на разрыв и прокаливаемость. Никель увеличивает ударную прочность, предел упругости и прочность стали на разрыв. Прочная н вязкая поверхность никелевых сталей обеспечивает высокую стойкость к усталости и износу. Никелевые стали хорошо подвергаются цементации, никель уменьшает деформацию и обеспечивает хорошие свойства сердцевины. Молибден увеличивает прокаливаемость сталей и оказывает значительное влияние на уменьшение твердости сталей при температурах отпуска. Титан размельчает зерно — обрабатываемость ухудшается. [c.83]

Пружины и рессоры служат для смягчения толчков и ударов, действующих на конструкции в процессе работы, и поэтому основным требованием, предъявляемыдт к пружинно-рессорным сталям, является высокий предел упругости и усталости. [c.293]

Важными механическими свойствами строительных сталей являются явления наклепа, старения, неравномерного распределения напряжений и усталости. Наклеп — это увеличение области упругой работы стали Оа<1т>Яуп путем предшествующсго растяжения выше предела текучести (рис. 9). При повторном нагружении стали она начинает работать упруго до допускаемого напряжения аас1т, однако при этом значительно повышается ее хрупкость. [c.22]

Цифры, стоящие впереди условного обозначения, определяют ряд радиального зазора и класс точности изготовления подшипника например, 30 означает, что подшипник изготовлен по нормальному (нулевому) классу точности с радиальным зазором по третьему ряду. Подшипники, отличающиеся от основного типа по материалам деталей, конструкций, покрытиям, зазорам, чистоте обработки и т. п., имеют дополнительные обозначения, проставленные справа от основного обозначения. Буквы Л и Г означают, что сепаратор из латуни или черных металлов. Буква М указывает, что ролики подшипника имеют модифицированный контакт. Буква К указывает на конструктивные изменения деталей подшипников. Цифры 1, 2, 3, стоящие за буквой, говорят о некоторых различиях в конструкции сепаратора (1—беззаклепочные, 2 — массивные, 3 — облегченные). Ролики, наружные и внутренние кольца подшипников изготовляют из хромистой стали марок ШХ-15 и ШХ-15Г. Такую сталь получают в электропечах или мартенах. Хромистая сталь обладает высоким пределом упругости и.сопротивлением усталости, имеет однородную структуру, обладает хорошей обрабатываемостью резанием и не является хрупкой. [c.34]

Зависимости долговечности от величины пластической деформации при малоцикловом нагружении описываются известными соотношениями Коф-фина-Мэнсона (8р N = С) и Лэнджера (8р = -N + o i/E), где 8р - амплитуда упругопластической деформации N - число циклов до разрушения o-i -предел усталости сплава Е - модуль упругости стали С - постоянная, зави-сяш,ая от механических свойств материала m - показатель степени, зависящий от физико-механических свойств стали и влияния коррозионной среды. [c.13]

По критерию жесткости Е — модуль упругости) рассчитывают станины, корпусные детали машин, станков, валы коробок передач, шпиндели станков и т. д. Однако какими бы точными не были расчеты, только по ним нельзя судить о надежаости работы детали. Необходимы натурные испытания, т. е. испытания самих деталей как на специальных стендах, так и непосредственно в эксплуатации. Имея информацию о стойкости деталей, можно установить комплекс прочностных и других параметров, которые находятся Б наибольшей корреляции с эксплуатационными свойствами деталей машин. При установлении этих параметров кроме стандартных механических свойств (Пв, (То.а> ф, КСН) с учетом прокалива-е.мости стали должны учитываться работа распространения трещины КСТ, трещиностойкость К1с, предел выносливости а 1, а 1 , сопротивление контактной усталости, сопротивление износу и т. д. [c.314]

В соответствии с др. теориями, физич. природа процесса усталости отлична от природы статич. наклепа. Образование микроскопич. трещин при циклич. нагрузках рассматривается в этом случае как процесс постепенного ослабления межатомных связей и развития необратимых повреждений в определенных участках структуры (напр., на границах мозаичных блоков). Модель неоднородного упруго-пластич. деформирования конгломерата случайно ориентированных кристаллов послужила основой для теорий усталостного процесса как в детерминированной, так и в вероятностной трактовке. При напряжениях, не превосходящих предела текучести металла, усталостные процессы связаны лишь с явлениями местной пластич. деформации, не проявляющейся макроскопически, и рассматриваются как квази-упругие. Числа циклов, необходимые для усталостного разрушения при таких уровнях напряженности, измеряются сотнями тыс. и млн. При напряжениях, превосходящих предел текучести, явления усталости сопровождаются макросконическими пластич. деформациями и рассматриваются как упруго-пластические. Число циклов, необходимое для разрушения в этой области, измеряется сотнями и тысячами. В зависимости от условий протекания процесс У. может также сопровождаться фазовыми превращениями в металлах. Так, при новы-шенных темп-рах происходит выделение и перераспределение упрочняющих фаз при переменном нагружении, что иногда приводит к ускоренному ослаблению границ зерен, и при длительной работе трещины усталостного разрушения возникают в этом случае на границах зерен. Физико-химич. превращения в структуре наблюдались также и при комнатной темп-ре при циклич. напряжениях выше предела У. Стадия усталостного разрушения, связанная с развитием трещины, возникает на разных этапах действия переменных напряжений. При большой структурной неоднородности, свойственной, например, чугунам, в местах включений графита система микротрещин возникает задолго до развития магистральной трещины, приводящей к окончательному усталостному разрушению. Для структурно более- однородных металлов, напр, конструкционных сталей, образованию отдельных микро-, а потом макротрещин предшествуют длительно накапливающиеся изменения, и трещины возникают на относительно поздних стадиях, развиваясь с нарастающей скоростью. [c.383]

При переменных напряжениях, превышающих предел текучести, процессы усталости протекают в упруго-пластической области (в смысле макродеформации) и потому для описания процессов усталости вместо напряженш можно пользоваться амплитудой деформации. Кривая усталости в этом случае представляет зависимость между этой амплитудой деформации и числом циклов, необходимым для возникновения трещины или разрушения. При испытании с постоянной амплитудой силы кривая усталости папосится как зависимость между амплитудой и числом циклов, необходимым для разрушения в этом случае наблюдается монотонное накопление пластической деформации. Число циклов, необходимое для разрушения в упругопластической области для стали обычно не превышает десяти-двадцати тысяч эта область характеризуется как малоцикловая усталость. Сопротивление усталости в малоцикловой области уменьшается с уменьшением частоты. Если циклические деформации и напряжения возникают в результате периодических изменений температуры, то малоцикловые процессы разрушения называются термической усталостью. Будучи нанесенной в логарифмических координатах, зависимость между [c.385]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...