Остаточные напряжения при литье

В значительной степени различаются и остаточные литейные напряжения отливок из сплавов с разным содержанием алюминия (рис. 24), оцениваемые по величине деформации усадочной решетки. Более высокие остаточные напряжения при литье под давлением по сравнению с литьем в кокиль объясняются, по всей вероятности, более высокой скоростью охлаждения. [c.46]

Как показали результаты исследования в образцах на глубине 0,3—0,4 мм от поверхности при всех видах литья имеют место растягивающие напряжения (табл. 19). Наибольший уровень напряжений получается при литье под давлением для сплава Мл5 он составляет приблизительно 30% предела прочности и около 50% предела текучести. В чистом магнии, имеющем однофазную структуру, остаточные напряжения при литье под давлением в 3,3 раза меньше, чем у двухфазного сплава Мл5. Можно считать, что наличие растягивающих напряжений неблагоприятно сказывается на прочности отливок при всех видах литья. [c.49]

Для снижения остаточных напряжений в литых маховиках с четным числом спиц рекомендуется делать изогнутые СПИЦЫ, а с нечетным — прямые (рис. 4.21). Поперечные сечения спиц рекомендуется делать овальными, при больших нагрузках — дзу-таврового сечения, со скругленными острыми углами и сопряже- [c.79]

При диаметре колеса более 2500 мм для уменьшения остаточных напряжений в литье и облегчения посадки колеса на вал ступицу выполняют с тремя щелями (фиг. 26, получаемыми в литье, и со стяжными кольцами. [c.309]

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нафева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т.д. Остаточные напряжения создают системы взаимно уравновешивающихся сил и находятся в заготовке, не нагруженной внешними силами. Снятие остаточных напряжений при возврате почти не изменяет механические свойства металла, но влияет на некоторые его физикохимические свойства. Так, в результате возврата значительно повышаются электрическая проводимость, сопротивление коррозии холоднодеформированного металла. [c.61]

Если болтовое соединение, например фланцевое, не подвергать никаким воздействиям, то при комнатной температуре никаких изменений в соединении не происходит, но при повышенных температурах натяг болтов уменьшается, возникает зазор. Это явление, как уже отмечено в разделе 1.2, называют релаксацией напряжений. -К явлениям релаксации относится не только уменьшение натяга болтов, но и происходящее с течением времени снижение усилий сжатия пружины, горячей посадки, уменьшение остаточных напряжений в литых сплавах и сварных соединениях, снятие напряжения арматуры в предварительно напряженном железобетоне. [c.88]

Остаточные напряжения, возникающие после остывания отливок. Остаточные напряжения в литых деталях возникают при охлаждении отливок в форме. Высокие остаточные напряжения в детали могут вызвать ее коробление или появление горячих или холодных трещин, если внутренние (временные) напряжения в процессе охлаждения превысят предел прочности материала. Горячие трещины появляются в температурном интервале от 1450 до 1250° С. Следует учесть, что при температуре 1300—1400°С сталь обладает очень низкими механическими свойствами. Например, если при нормальной температуре ав = = 50 -н 60 кгс/мм и сужение = 35 45%, то при Т = 1300 -н -ь 1400°С Ов = 1 кгс/мм и 1)3 = 1%. Высокую прочность и пластичность сталь приобретает при температурах ниже 400° С. [c.280]

При оценке эффекта суммарного воздействия остаточных напряжений в теле детали необходимо принимать во внимание взаимодействие различных видов остаточных напряжений. Например, увеличение толщины стенки детали (образца) и температуры расплава при литье под давлением повышает уровень термических напряжений и снижает влияние ориентационных напряжений. Вообще влияние технологических параметров процессов переработки на уровень остаточных напряжений при прочих равных условиях (т. е. при неизменной конструкции) может оказаться весьма значительным. [c.271]

В каждой исследуемой точке изоляции устанавливаются три преобразователя, ориентированные по трем взаимно перпендикулярным осям. Оси преобразователей располагаются, в свою очередь, в плоскостях симметрии изоляции, проходящих через исследуемую точку. Благодаря такой ориентации каждый преобразователь измеряет одно из трех главных нормальных напряжений. Так как преобразователи предварительно тарируются по механическим напряжениям, то их показания могут быть непосредственно переведены в значения напряжений. В каждом изделии исследуется по нескольку точек, что позволяет судить о распределении напряжений в изделии. Таким образом, прямой метод позволяет определять главные нормальные напряжения в заранее выбранных точках литой изоляции. Описываемая ниже методика предполагает определение остаточных напряжений при комнатной температуре. Значения этих же напряжений при различных температурах могут быть найдены по выражениям (31). [c.74]

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации, наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нагрева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т. д. Остаточные напряже- [c.56]

Главный недостаток литья под давлением — сложность и длительность изготовления пресс-формы, ее высокая стоимость и небольшая СТОЙКОСТЬ, особенно при изготовлении отливок из сплавов с высокой температурой плавления (например, стальное литье). В металлических пресс-формах трудно изготовить и извлечь отливки со сложными полостями. Из-за неподатливости формы возможно появление остаточных напряжений. Это ограничивает номенклатуру отливок и сплавов, из которых они могут быть изготовлены. [c.40]

При изготовлении литых, кованых и других видов заготовок требуется дальнейшее исследование факторов, влияющих на получение стабильной структуры при отсутствии остаточных напряжений, а также обеспечивающих требуемые физикомеханические свойства металла. В связи с этим необходимо решить вопросы установления и обеспечения заданных температурных режимов при литье, ковке и штамповке, а также совершенствовать методы снятия напряжений, возникающих в процессе производства. [c.4]

При одинаковых условиях внешнего воздействия на деталь (при ее механической и термической обработке и сборке) остаточные внутренние напряжения обнаруживают следующую зависимость от свойств материала детали понижаются с уменьшением модуля упругости, предела текучести, коэффициента усадки (при литье), коэффициента линейного расширения, релаксационной стойкости, теплостойкости, температуры рекри- [c.406]

При одном и том же материале детали остаточные внутренние напряжения изменяются в зависимости от металлургического цикла изготовления. У литых деталей остаточные напряжения уменьшаются с увеличением податливости материала формы, применяющейся для заливки жидкого металла, например, при заливке в земляную форму — ниже, чем при заливке в металлическую они могут быть понижены путем выбора рационального способа заливки и питания формы во время затвердевания. Остаточные напряжения снижаются с уменьшением температурных перепадов, возникающих в массе детали при нагреве и охлаждении, поэтому слишком большая разница в толщине разных элементов детали оказывает неблагоприятное влияние на уровень внутренних напряжений. [c.407]

В точных изделиях для постоянства их размеров иногда могут быть допущены довольно значительные остаточные напряжения, уровень которых в стабилизированных деталях не должен превышать 20—40% предела текучести материала. Предельно допустимая величина остаточных напряжений внутри указанного интервала при данном материале определяется прежде всего формой детали. Например, для сложных отливок из серого чугуна величина остаточных внутренних напряжений не должна превышать 2—3 кгс/мм , для фасонного стального литья [c.407]

В теоретическом определении остаточных напряжений, возникающих вследствие неравномерных температурных воздействий (при термической обработке, сварке, литье и т. д,), существуют два направления. К первому направлению относятся работы, в которых применен так называемый метод фиктивных сил, сущность которого состоит в использовании температурной кривой в данном поперечном сечении полосы и гипотезы плоских сечений для определения зоны пластических деформаций, возникающих при нагреве. Далее принимается, что последующее остывание должно вызвать появление остаточных напряжений обратного знака. Соответствующую этим напряжениям нагрузку принимают за активную нагрузку, приложенную к полосе. Основные параметры, характеризующие распределение остаточных напряжений, определяют при помощи гипотезы плоских сечений и условия равновесия внутренних сил в данном поперечном сечении полосы. Однако метод фиктивных сил может быть использован лишь в случае применимости гипотезы плоских сечений, т. е. в одномерных задачах. Только в наипростейших случаях двухмерной задачи этот метод может дать достаточно удовлетворительное первое приближение. [c.211]

При проектировании деталей следует предусматривать равномерность сечений стенок литых деталей, сохраняя необходимую расчетную прочность. Неравномерность стенок приводит к короблениям, которые вызываются остаточными напряжениями, возникающими вследствие неравномерного затвердевания металла и сопротивления формы. Как правило, неравномерность сечений и отсутствие плавных сопряжений стенок деталей приводят к образованию усадочных раковин и других дефектов. [c.168]

Высокие механические качества металла можно получить в легированном стальном литье, в случае его улучшения, однако обычно ограничиваются нормализацией литых колёс, так как их закалка вызывает большие остаточные напряжения, которые можно удалить лишь в результате длительного отпуска при высокой температуре. Поэтому в тех случаях, когда величина допускаемой нагрузки определяется твёрдостью зубьев колеса, рекомендуется применять бандажированные колёса (при наличии на заводе-изготовителе достаточного парка карусельных станков) с улучшенными бандажами из легированной стали. [c.307]

Сварные соединения труб из углеродистой стали при толщине стенки более 35 мм подвергают отпуску при 600—650° С. Время выдержки при этой температуре 2— 5 мин на каждый миллиметр толщины стенки трубы. В процессе выдержки происходит снятие остаточных напряжений. В случае подкалки структура всех подкалив-шихся участков превращается при 600—650° С в сорбит отпуска. До 300° С охлаждение после отпуска проводят медленно. Для этого на сварном стыке либо оставляют выключенную переносную печь сопротивления, либо покрывают стык асбестом. Охлаждение ниже 300° С можно вести на воздухе, без особых предосторожностей. Твердость металла шва и околошовной зоны в результате отпуска снижается. Прочность и пластичность приближаются к прочности и пластичности основного металла, однако одинаковой прочности металла шва и основного металла добиться не удается, так как металл шва сохраняет литую структуру. Обычно в металле шва содержится несколько меньше углерода и больше марганца и кремния, чем в основном металле. Прочность металла шва получается выше прочности основного металла, а пластичность — ниже. При испытании на растяжение разрушение происходит обычно по основному металлу. [c.205]

Прогрессивно применение покрытия литейной формы для поверхностного легирования отливок. Так, карбидообразующие легирующие элементы (теллур, углерод, марганец) повышают износостойкость формы и устраняют рыхлость отливок графитизирующие легирующие элементы (кремний, титан, алюминий) устраняют отбел, уменьшают остаточные напряжения и улучшают обрабатываемость отливок. Применение жидкоподвижных смесей при литье в песчаные формы повышает производительность труда, снижает трудоемкость [c.116]

Для литой стали, учитывая возможность наличия внутренних дефектов (поры, раковины, пузыри), а также значительно большие трудности при определении внутренних остаточных напряжений, принимаем коэффициенты запаса прочности Хт 2,3 Кв 4,2. [c.31]

Плотность материала штампованной детали выше, чем литой, при рациональной форме детали и организации процесса остывания можно избежать остаточных термических напряжений, приводящих к появлению трещин. Заготовка зубчатого колеса, полученная методом поперечно-винтовой прокатки с накаткой зубьев, не имеет перерезанных окружных волокон в сравнении с зубчатыми колесами, зубья которых получают на зуборезных станках. При литье, штамповке, прокатке формируется структура материала поверхностного слоя детали. От пластического деформирования и быстрого остывания в материале поверхностного слоя создается мелкозернистая структура повышенной твердости, которая предпочтительнее крупнозернистой во многих отношениях. [c.350]

Отжиг (режим Т2) приводит к перераспределению остаточных напряжений и уменьшению их общего уровня в отливках. Максимальное снятие остаточных напряжений в отливках из алюминиевых сплавов достигается при температурах отжига 350—400 °С. Для стабилизации размеров литых деталей из алюминиевых сплавов, например деталей точных приборов, применяют отжиг при 230—300 °С, который уменьшает напряжения, возникающие при литье. [c.447]

НО производить как в холодном, так и в горячем состоянии. В процессе пластической деформации металла в холодном состоянии вследствие деформирования микроструктуры твердость и хрупкость металла непрерывно увеличиваются, а пластичность и вязкость уменьшаются. Эти изменения свойств называют(наклепом). Они могут быть устранены, например с помощью термообра- тки (отжига). Процесс замены деформированных, вытянутых зерен новыми, равноосными, происходящий при определенных температурах, называют рекристаллизацией. Она происходит при температурах, лежащих выше так называемого температурного порога рекристаллизации (см. раздел 1.3). Горячая обработка давлением производится при температуре выше порога рекристаллизации, холодная — ниже. При температурах несколько ниже температурного порога рекристаллизации наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) размеры и форма деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но в значительной степени снимаются остаточные напряжения, возникающие при литье, обработке давлением и т. д. [c.299]

Отжиг для снятия внутренних напряжений проводят с целью уменьшения остаточных напряжений, образовавшихся в металле при ковке, литье, сварке и способных вызвать коробление и разрушение делали. Главным процессом, проходящим при отжиге для снятия внутренних напряжений, является полная или частичная релаксация остаточных напряжений. Этот процесс протекает [c.443]

Основными элементами, образующими зубчатое колесо, являются зубья, обод, спицы или диск, ступица (втулка). Ободом называется часть колеса, соединяющая все его зубья в одно целое. Ступицей (втулкой) называется часть колеса, служащая для установки колеса на валу. Спицы и диск предназначены для соединения обода со ступицей, причем диск применяется преимущественно в колесах малого диаметра. Формы сечения обода и спицы различны. Наиболее распространенной формой сечения ободьев является тавровая, а спиц — крестообразная и эллиптическая. Зубья колес малого диаметра, у которых диаметр окружности впадин мало отличается от диаметра вала, нарезают на утолн енной части вала (рис. 16.8, а). Наоборот, колеса очень большого диаметра [d > 2000 мм) или колеса, у которых зубчатые венцы и центры должны быть сделаны из различных материалов, изготовляют со съемными зубчатыми венцами, скрепляя последние с центром колеса (рис. 16.8, д). Для снятия остаточных напряжений при отливке, удобства постановки на место и транспортировки очень большие колеса делают составными из двух половин, причем плоскость разъема колеса должна быть посередине двух диаметрально противоположных спиц и проходить между зубьями. Зубчатые колеса выполняют литыми, коваными, штампованными, сварными. Расчет почти всех размеров элементов зубчатых колес со спицами (рис. 16.8, г) производится по эмпирическим формулам. Ширина обода Ь = - d. Толщина обода [c.315]

Принято считать, что в сварных конструкциях нз материалов, обладающих достаточиоб пластичиостью, остаточные напряжения при сварке не оказывают влияния иа прочность и их ие следует учитывать при проектировании. Остаточные напряжения не сказываются на несущей способности, если сварные изделия и в дальнейшем не теряют своих пластических свойств. Можно констатировать, что в большинстве случаев численный учет остаточных напряжений не имеет практического смысла, так как их огромные величины способны дезориентировать проектировщика. Всегда имеют место зоны, где остаточные наприжения оказываются выше допускаемых. Сумма остаточных напряжений и напряжений от основных нагрузок окажется недопустимо большой. Приходится полагаться на большой мировой опыт эксплуатации ие только сварных, но и литых, прокатных и других конструкций, имеющих большие остаточные напряжеиня, ие учитываемых при расчетах прочности [22]. [c.362]

Особое внимание следует обращать на обеспечение соосности расточек и посадочных шеек валов при установке несамоустанавли-ваювдихся подшипников. Причиной отклонения от соосности расточек в корпусах могут явиться остаточные напряжения в литых заготовках, а также напряжения, приобретенные в процессе черновой расточки отверстий. Поэтому корпусные детали для монтажа подшипников классов 5 и 4 следует подвергать старению. [c.834]

В высокоэластическом состоянии компаунда остаточные напряжения в литой изоляции релаксируют, и их значения не опасны для прочности изоляции, так как температурные деформации при этом значительно меньше разрывных. Основной рост напряжений происходит в стеклообразном состоянии. Можно считать, что остаточные напряжения появляются при температуре стеклования Тс и растут при понижении температуры, о чем свидетельствуют терморелаксационные характеристики эпоксидных компаундов (см. рис. 9). Если представить терморелаксационную характеристику в виде прямой линии, выходящей из точки Тс на оси температур, то, для того чтобы определить напряжение в компаунде при любой температуре Т (ниже Гс), достаточно знать напряжение в компаунде при какой-либо одной температуре Го, которая ниже Гс [c.72]

Крышка турбины, опора пяты, верхнее и нижнее кольца относятся к стационарным деталям направляющего аппарата. Состоят они, как правило, из нескольких частей (секторов), габариты которых определяются условиями транспортировки и производства. Число секторов принимают четным, чтобы иметь сквозные меридианные разъемы, необходимые при обработке стыков. Выполняются эти детали сварными из проката МСтЗ, реже литыми из стали 20ГСЛ или ЗОЛ. Можно применять высокопрочный чугун ВПЧ 40-5, хорошо зарекомендовавший себя на Камской ГЭС. Выбор материала зависит от напряженного состояния деталей и условий производства. В последние годы в отечественном гидротурбостроении преимущественное применение нашли сварные конструкции. Они отличаются наименьшей затратой материалов для заготовок и наименьшей массой, требуют меньших припусков на обработку, позволяют точно выдерживать толщину стенок, в них отсутствуют внутренние и поверхностные дефекты, неизбежные в отливках, их фактическая прочность больше соответствует расчетным значениям. Общим недостатком сварных конструкций является наличие остаточных напряжений и вызываемых ими деформаций. Для устранения этих напряжений обязательно применение термической обработки (отпуска и нормализации) после сварки. Допустимые деформации сварных деталей должны находиться в пределах припусков на обработку. [c.96]

Остаточные напряжения и наклеп, возникающие при пластическом деформировании материала, в частности, как результат механической обработки, в свою очередь ускоряют процесс разупрочнения [42, 83]. Для повышения работоспособности поверхностного слоя и детали в целом в ответственных случаях стремятся свести к минимуму механическую обработку, проводя термическую обработку в вакууме или в защитных средах или даже отказываясь от высокотемпературной обработки, используя защитные покрытия при деформировании изделий [94], применяя литье в вакууме бесприпусковых деталей и т. д. [c.84]

Сплав ЖС6-К имеет наиболее высокие жаропрочные свойства среди сплавов на никелевой основе, его применяют для изготовления рабочих, соиловых лопаток и цельнолитых роторов небольших размеров, работающих при 800—1050° С. При температурах выше 950° С и длительности ресурса для повышения окалинрстойкости необходимо использовать алитирование. Технологические свойства те же, что и для сплава ЖС6, выплавка и литье — в вакууме. Для снятия остаточных напряжений после механической обработки проводят отжиг при 950° С в течение 2 ч в среде осушенного аргона [16]. [c.216]

Сварные стыки паропроводов, кольцевые стыки барабанов паровых котлов и сварные швы приварки донышек к коллекторам выполняют в несколько слое в. При наложении каждого последующего слоя расположенный ниже уже затвердевший слой нагревается теплом сварочной ванны. Небольшая часть нижнего слоя оплавляется. Этим обеспечивается сплавление слоев. Примыкающие слои металла предыдущего слоя претерпевают при этом полную перекристаллизацию с измельчением зерна. Происходит их нормализация. Слои, отстоящие несколько дальше, претерпевают частичную перекристаллизацию. Это способствует маскировке характерного дендритного строения наплавленного металла и ослаблению отрицательного влияния дендритной неоднородности на свойства металла. Механические свойства перекристаллизованных и примыкающих к ним слоев улучшаются снижается их твердость и повышается пластичность. Уменьшаются остаточные напряжения, возникшие в процессе сварки. Литую структуру в чистом виде сохраняют только верхние слои, расположенные в усилении сварного шва. [c.175]

Под термической усталостью понимают появление в детали трещин вследствие действия циклических термических напряжений [4]. Эти напряжения возникают при отсутствии возможности свободного изменения геометрических размеров детали. Трещины термической усталости появляются после некоторого числа теплосмен. Исследования Ю. Ф. Баландина показали, что еще до образования трещин термической усталости в материале происходят необратимые структурные изменения, влияющие на кротковременные и длительные характеристики металла. Эти изменения могут также вызвать изменение размеров детали. Первые трещины термической усталости возникают на поверхности изделий и трудно различимы, особенно на литых необработанных поверхностях. При последующем увеличении числа циклов количество трещин и их размеры возрастают. Образуется сетка трещин, возникают разрывы стенок, и деталь разрушается. Следует учитывать, что действие теплосмен на деталь, как правило, происходит одновременно с действием механических нагрузок (от давления, центробежных сил и т. п.), остаточных напряжений, коррозионной среды, и т.д. Таким образом, повреждения детали определяются суммарным действием всех перечисленных выше факторов. Следует отметить, что при анизотропии свойств металла детали, т. е. при различных коэффициентах линейного расширения, могут появиться термические напряжения второго рода. [c.22]

При проектировании крупногабаритных деталей машин следует учитывать еще и так называемый технологический фактор, который заключается в том, что материал малых заготовок лучше по качеству материала больших. Большие заготовки отличаются более грубой структурой при литье, большей вероятностью наличия шлаковых включений, пузырей, волосовин, большими последствиями ликвации меньшей степенью устранения структурных несовершенств литого материала при fTpo-катке, ковке, штамповке более высоким уровнем остаточных напряжений меньшей прокаливаемостью при закалке. [c.359]

Третий этап начинается с выключения тока, сопровождаемого охлаждением и кристаллизацией металла. В результате образуется общее для деталей литое ядро. При охлаждении уменьшается объем металла и возникают остаточные напряжения, для снижения уровня этих напря- [c.410]

В результате исследований Родмана был разработан способ охлаждения канала ствола при литье ствола орудия. При охла-я дении создавался перепад температур на внутренней и наружной поверхностях канала ствола, для того чтобы во внутренних слоях ствола возникло остаточное напряжение сжатия. Предварительное сжатие канала ствола приводило к уменьшению суммарных растягивающих напряжений, возникающих при выстреле, и значительно увеличивало срок службы орудия. [c.265]

НИ11 и образования газовых раковин, не следует предусматривать больших плоских поверхностей, если они по условию формовки должны располагаться сверху и горизонтально при этом надо стремиться, чтобы формовка отливок была возможна в одной полуформе или чтобы она осуществлялась с одним плоским разъемом. Во, избежание значительных остаточных напряжений необходимо обеспечивать возможность свободной усадки при остывании отливок с этой же целью выбирают толпп1ИЫ стенок, ребер, а также их распо.ло-женйе. Литые корпуса должны иметь формовочные уклоны но ГОСТ 3212— 80, неуказанные литейные радиусы [c.292]

Профессйвно применение покрытия литейной формы для поверхностного легирования отливок. Так, карбидообразующие легирующие элементы (теллур, углерод, марганец) повышают износостойкость формы и устраняют рыхлость отливок графитизирующие легирующие элементы (кремний, титан, алюминий) устраняют отбел, уменьшают остаточные напряжения и улучшают обрабатываемость отливок. Применение жидкоподвижных смесей при литье в песчаные формы повышает производительность труда, снижает трудоемкость изготовления формы и стержней в 3 - 5 раз, исключает ручной труд и позволяет полностью механизировать и автоматизировать производство [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...