Механические испытания чувствительность к надрезу

Вторая часть Механические испытания. Конструкционная прочность посвящена рассмотрению механических свойств металлов в связи с условиями нагружения. Сюда входят способы нагружения, чувствительность к надрезу и трещине, условия подобия, масштабный фактор, принцип равнопрочности и, как синтез всего изложенного, оценка конструкционной прочности металла по определенным механическим свойствам, что делает возможным выбор материалов, надежных в эксплуатации. [c.12]

Механические испытания на изгиб находят широкое применение прежде всего для малопластичных при растяжении материалов, таких, как закаленные и отпущенные инструментальные и другие высокопрочные стали, специальные твердые сплавы, литые алюминиевые, магниевые, титановые и другие сплавы. Эти материалы вследствие обычно присущей им повышенной чувствительности к надрезу трудно испытывать на растяжение, так [c.48]

Несомненно, лабораторные испытания надрезанных образцов при разных способах нагружения имеют большое практическое значение, приближая условия испытания к эксплуатационным, например при выборе нужной стали или сплавов для болтов [5], оценки чувствительности к отверстию для листовых материалов и т. д. Однако возможности получения обобщенных закономерностей по разрушению на основе таких испытаний меньше, чем на основе испытания образцов с трещиной. В то же время и при изучении чувствительности к трещине иногда применяют надрезанные образцы. При этом надрез, изменяя условия на контуре испытуемого тела, предопределяет зону и ускоряет начало развития разрушения, вызывая уменьшение докрИтической области деформации, способствуя оценке критических механических характеристик и тем повышая чувствительность испытаний. Чем острее и относительно глубже надрез, тем больше его действие приближается к влиянию трещины. Однако для материалов с низкой локальной пластичностью испытание образцов даже с острым надрезом не заменяет испытаний образцов с трещиной. Чувствительность материала к трещине оценивают по характеристикам разрушения. В оценку чувствительности к надрезу включают, кроме характеристик разрушения, также способность данного материала к пластической деформации (еще до развития разрушения) в стесненных условиях вблизи вершины надреза. [c.105]

Для многих конструкционных сталей испытания на растяжение являются мягким способом нагружения и поэтому не выявляют влияния на механические свойства некоторых особенностей структуры, например превращений, определяющих отпускную хрупкость, состояния поверхностного слоя и др. Для оценки роли этих факторов, а также поведения металлических сплавов при низкой температуре и их чувствительности к надрезам конструкционные стали ответственного назначения, особенно после термической обработки, подвергают наряду с испытаниями на растяжение гладких образцов также испытаниям на ударную вязкость и на усталость. [c.118]

Алюминиевые сплавы не проявляют чувствительности к охрупчиванию при любом содержании газообразного водорода высокой чистоты в условиях комнатной температуры [80]. Прочность на растяжение и пластичность сплавов 6061-Т6 и 7075-Т73 не понижаются существенно, когда среда испытаний меняется от гелия к водороду при давлении 69 МПа. Аналогичный эффект наблюдается и для образцов с надрезом, изготовленных из тех же сплавов [81]. Нет потерь механических свойств и не изменяется характер разрушения сплава 7039-Т61 во время испытаний в среде водорода под давлением 69 МПа [82]. [c.190]

Под вязкостью металла обычно понимают его способность к поглощению механической энергии при постепенном увеличении пластической деформации вплоть до разрушения. Работу, затрачиваемую на разрушение образца при испытании динамической изгибающей нагрузкой, отнесенную к единице площади поперечного сечения образца в ослабленном надрезом месте, называют удельной ударной вязкостью a . Эта характеристика чувствительна к самым малым изменениям в структурном состоянии металла. Ударная вязкость уменьшается (иногда в несколько раз) при образовании хрупких прослоек по границам зерен или по внутренним поверхностям раздела в зернах, при наличии хрупких пластинчатых включений (например, графита) и при самом минимальном оплавлении легкоплавких составляющих по границам зерен. [c.12]

При переменных напряжениях для конструкционных сталей и сплавов, применяемых в современных ГТД, характерна повышенная чувствительность к концентраторам напряжений (надрезам, галтелям и т. п.), а следовательно, и высокая чувствительность к механической обработке. Об этом свидетельствуют результаты испытаний образцов на усталость при изгибе с Таблица 4.1 вращением T = 2(f N=10 ) представленные в табл. 4.1. и 4.2. [c.126]

Геометрические параметры надреза. Влияние геометрических параметров надреза — радиуса закругления и глубины зависит от состояния материала, а также от способа нагружения. Так, например, у сталей после высокого отпуска при Ов порядка 100—120 кгс/мм свойства надрезанного образца сравнительно мало зависят от радиуса закругления в вершине надреза вплоть до Гн = 0,1 мм и менее. В то же время для сталей с прочностью Ов= 170 -ь 180 кгс/мм обычно наблюдается весьма значительная чувствительность к острым надрезам, при наличии которых хрупкие состояния выявляются значительно более резко, чем при наличии плавных надрезов. Поэтому при механических испытаниях наблюдается стремление к увеличению остроты надреза [c.112]

Самым жестким из стандартных статических испытаний гладких (без надрезов) образцов является испытание на растяжение с а=0,5. Для многих пластичных конструкционных материалов та ой жесткости недостаточно для хрупкого разрушения даже при глубоких отрицательных температурах. Однако в реальных условиях эти материалы часто разрушаются хрупко в первую очередь из-за наличия различных концентраторов напряжений — механических надрезов, поверхностных и внутренних трещин, резких переходов от толстого к более тонкому сечению и др. В результате их конструктивная прочность может оказаться значительно ниже, чем определенная методом обычных статических испытаний. Необходима, следовательно, постановка специальных испытаний для оценки чувствительности материала к концентрации напряжений. [c.195]

Ударной вязкостью тг называется работа разрушения, отнесенная к площади сечения образца в месте надреза. Этой величине трудно приписать какое-то определенное физическое значение, это есть некоторая условная характеристика, которая, как оказывается, чрезвычайно чувствительна к способности материала к хрупкому разрушению. Пониженная величина ударной вязкости иногда обнаруживается у материалов, для которых обычные механические характеристики — временное сопротивление и удлинение при разрыве — не выходят за пределы нормы. Однако при сложном напряженном состоянии изделия из таких материалов иногда дают хрупкое разрушение. Поэтому испытание на ударную вязкость является обязательным, например, для поковок роторов турбин и турбогенераторов. [c.412]

При конструировании детали необходимо знать, какие нагрузки будет воспринимать деталь, в каких условиях она будет работать. Высокая рабочая температура снижает прочностные показатели материала. Некоторые пластмассы в процессе работы способны поглощать определенное количество атмосферной воды, что изменвгет механические свойства и размеры детали. Наряд пластмасс неблагоприятно действуют различные масла, кислоты и другие вещества. Выбор пластмассы определяется в значительной степени характером нагрузки. При динамических нагрузках важное значение имеют зависимость прочности материала от скорости нагружения, чувствительность к надрезу, чувствительность к удару. В некоторых случаях выбор пластмассы и конструкции Детали возможен лишь после необходимых испытаний материала в разнообразных условиях. Выбор материала должен быть очень конкретным, так как даже в преде.аах химически однородной группы диапазон свойств может быть очень широк. [c.33]

В производственных условиях обычно стойкость сталей к водородной коррозии определяют по механическим свойствам и ее чувствительности к надрезу. Поэтому в настоящей работе определяли пластические свойства образцов. На рис. 4 показаны образцы размером 12x5 мм, испытанные на изгиб при нормальной температуре после выдержки в водороде. При этом плакированный образец после 6154 ч выдержки под давлением водорода со стороны плакирующего слоя 100 ат при 500° С не имел обезуглерожен-ного слоя и обладал достаточной пластичностью. При изгибе на плакирующий слой и на неплакированную поверхность надрывов не обнаружено. В образцах с обезуглероженным слоем при очень малых углах загиба образовались трещины. [c.55]

Важная для надежной работы конструкции стабильность механических свойств, размеров детали и т. п. при длительном нагреве должна оцениваться специальными испытаниями. Эта стабильность, как правило, значительно выше у литых сплавов, чем у деформированных, по-видимому, вследствие того, что литые сплавы вообще менее склонны к диффузионным и рекристалли-зационным процессам. При наличии в детали резких переходов сечения и надрезов следует оценивать чувствительность к надрезу при высоких температурах [13]. При этом необходимо условия лабораторных испытаний приближать к условиям эксплуатации. [c.330]

Термическая обработка в воздушной среде — Режимы 448 --деформируемые — Механические свойства 450 — Термическая обработка — Режимы 450 Химический состав 449 --для фасонного литья — Химический состав 442 --литейные — Испытан иена усталость—Чувствительность к надрезу 444 —Механические свойства 443, 444 — Механические свойства при повышенных температурах 445 —Механические свойства при пониженных температурах 446 — Применение 446 —Физические свойства 442 Сплавы медноцинковые — Разрушение сезонное 358 --медн3.е 352—362 — Антифрикционные свойства 358 Сплавы металлокерамические твердые 190—196 [c.551]

Трещины в результате КР возникают менее чем за 5 мин из механического надреза при испытаниях высоконагруженного алюминиевого сплава, чувствительного к КР при погружении в нейтральный водный раствор хлорида натрия при комнатной температуре [44]. В такой же комбинации раствор — сплав возникновение коррозионной трещины, на которую влияет катодная поляризация, может происходить за 5 с после наложения электрохимического потенциала, значение которого находится между гез1-потенциалом и потенциалом пробоя (образования питтинга) [44]. Результаты систематического исследования этого эффекта, показывающие возможность протекания диффузии разрушающих агентов через металл за фронт трещины, будут способствовать развитию механизма КР высокопрочных алюминиевых сплавов. [c.297]

Наиболее опасным деградационным процессом является охрупчивание материала, приводящее к существенному изменению характеристик трещиностойкости и смещению хрупкого разрущения в область положительных температур. Переходу металла в хрупкое состояние способствует наличие концентратора напряжений резкое изменение формы или сечения элемента конструкции, поверхностные риски, микротрещины и другие дефекты. Особенно это актуально для емкостного оборудования и трубопроводов, имеющих больщие линейные размеры, так как в таком оборудовании возможно накопление под нагрузкой огромной упругой энергии, которая, стремясь разрядиться, разрывает конструкцию по дефекту (концентратору напряжений). Разрушение происходит с большой скоростью (одномоментно), при этом на магистральных трубопроводах отмечались разрывы, достигающие 1000 м и более. Поэтому характеристики трещиностойкости определяют на образцах с надрезом или начальной трещиной, или концентратором соответствующей формы в результате динамических или статистических испытаний. Из всех механических свойств наиболее чувствительными к охрупчиванию оказались ударная вязкость и статическая вязкость разрушения. [c.195]

Образцом с трещиной может считаться всякое тело в заключительной стадии разрушения. Поэтому наряду с испытаниями образцов с исходными трещинами почти всякое механическое испытание до разрушения гладкого или надрезанного образца в той или иной мере включает в себя оценку чувствительности к трещине. Интенсивное изучение в последние годы как математическими, так и экспериментальными методами процесса разрушения и влияния трещин на механические свойства материалов объясняется большим практическим значением этого вопроса. Основные данные и закономерности поведения образцов с трещиной получены при растяжении, изгибе или сочетании растяжения с изгибом, осуществляемом главным образом при внецентренном растяжении, в которое обычно переходит и исходное осевое растяжение ввиду несимметричного развития трещины.. Кручение и сжатие образцов с трещинами изучалось гораздо меньше (см., например [21, с. 141]). Наличие трещины сильнее, чем надрез, локализует деформацию и разрушение, при этом резко увеличивается локальное энергоснабжение. Поэтому материалы, особенно высокопрочные, с недостаточной способностью к местному энергопоглощению часто оказываются чувствительными к трещине. При этом наличие трещины резко снижает не только пластичность, но и прочность (рис. 18.11). Естествен- [c.121]

На фиг. 111 — 11.Я показано изменение механических свойств стали ЭИ481 в зависимости от температуры испытания данные приведены для образцов с твердостью (по диаметру отпечатка) 3,3 и 3,55 мм. Сталь с более высокой твердостью, получаемой в результате старения при температуре 650—700° С, имеет высокую прочность, но пониженную и неустойчивую жаропрочность вследствие чувствительности стали к надрезу при рабочих температурах (650° С). Это подтверждено испытанием гладких и надрезанных образцов и испытанием дисков на двигателе. [c.726]

В результате низкой чувствительности чугуна к надрезам и поверхностным дефектам, последние практически не снижают конструкционной прочности отливок. Наоборот, прочность у необработанных отливок выше, чем у механически обработанных, вследствие сохранения поверхностной литейной корки отличающейся плотным мелко зернистым строением и пониженны.м содержанием вредных примесей, Это хорошо вилко из данных С. Н, Ванкова 22] по испытанию обработанных и необработанных образцов на изгиб [c.113]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...