Испытания коррозионно-усталостные

При больших напряжениях (следовательно, при малых базах испытания) коррозионно-усталостная прочность может даже превышать сопротивление усталости в атмосфере, особенно у образцов крупных сечений [10]. Это превышение, вероятно, вызвано охлаждающим действием коррозионной среды, проявляющимся особенно резко при больших пластических деформациях, т. е. при большем тепловыделении, которое растет с ростом напряжений, и при затрудненном теплоотводе у более крупных образцов. Для коррозионно-устойчивых материалов, например титановых сплавов в морской воде, среда оказывает только охлаждающее и потому только упрочняющее влияние, хотя и небольшое по величине. [c.193]

Результаты коррозионно-усталостных испытаний образцов стали 45 с различной поверхностной обработкой [c.117]

Основные тины кинетических диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин представлены на рис. 42.5. Из рисунка видно, что коррозионные среды могут существенно менять конфигурацию диаграмм, присущую испытаниям в инертной среде. Для сплавов, не склонных к коррозионному растрескиванию, кинетическая диаграмма имеет S-образный вид (рис. 42.5, а), а пони- [c.342]

Рис. 42.5. Основные типы диаграммы коррозионно-усталостного разрушения. Пунктирными линиями обозначены диаграммы в случае испытаний в

Коррозионно-усталостные испытания образцов проводят по жесткой схеме нагружения на установке, принципиальная схема которой приведена на рис. 3.10. [c.61]

Влияние температуры на усталостно-коррозионное разрушение материалов прежде всего связано с процессом подвода деполяризатора, природой и свойствами пленок, образующихся на поверхности металла, их способностью раскрывать и залечивать коррозионные поражения. Результаты коррозионно-усталостных испытаний при повышенных температурах, проведенных применительно к бурильным трубам в аэрированном буровом растворе, приведены на рис. 53. С ростом температуры до 60 °С увеличивается растворимость кислорода в буровом растворе, условный предел коррозионной усталости на базе 10 млн. циклов снижается, а при температуре 90 °С в связи с уменьшением растворимости кислорода скорость коррозии снижается. Условный предел коррозионной усталости при 90 °С растет более чем в 1,5 раза по сравнению с испытаниями при 60 °С. [c.110]

Следует отметить, что на другие виды разрушения материалов в разной степени влияют масштабный фактор и конструкция детали. Так, при оценке коррозионной стойкости материала результаты, полученные для образца, при сохранении внешних условий могут быть, как правило, использованы для различных деталей. Однако, если испытывается усталостная или коррозионно-усталостная прочность материала, то форма и размеры образцов (которые стандартизованы) оказывают существенное влияние на процесс разрушения, поскольку не только вид нагружения, но и конструкция детали и технология ее обработки (шероховатость поверхности) определяют напряженное состояние и выносливость материала. Как известно, для усталостного разрушения разработаны методы пересчета на другой цикл нагружения, а также методы оценки концентрации напряжения и масштабного фактора. Это позволяет более широко использовать результаты испытания образцов для определения усталостной долговечности деталей различных конструктивных форм. В общем случае можно сказать, что применяемая схема испытания стойкости материала отражает уровень познания физики данного процесса. Чем глубже наши знания в раскрытии закономерностей процесса, тем больше методы испытания стойкости материалов абстрагируются от конструктивных форм изделий и отражают свойства и характеристики самих материалов. [c.487]

Рис. 73. Схема машины Я8М дли коррозионно-усталостных испытаний при повышенной температуре

Разработаны [36] установки для коррозионно-усталостных испытаний образцов, имеющих небольшие диаметры (1—3 мм). [c.186]

КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ [c.248]

Основным требованием к испытаниям на коррозионную усталость является проведение их в условиях, максимально приближающихся к условиям службы металла в конструкции. Не рекомендуется для ускорения испытаний применять среды, отличающиеся большей коррозионной активностью, так как это может изменить механизм развития коррозионно-усталостных процессов. [c.250]

В ЦНИИТмаше И. В. Кудрявцевым создана машина ЦК-2, предназначенная для коррозионно-усталостных испытаний образца вращающимся силовым полем с частотой 1450 циклов в минуту. Неподвижный образец I (рис. 137) располагается вертикально в сосуде [c.250]

Для коррозионно-усталостных испытаний на растяжение-сжатие применяют установки типа пульсаторов, устанавливая ванночки со средой непосредственно на образце. [c.251]

Установка " ддд испытания на коррозионно-усталостную прочность консольных образцов при плоском изгибе имеет колебательную систему, представляющую собой вибратор. [c.251]

Испытания контактно-усталостные 272 коррозионно-усталостные 115 кручение 17, 172 термические 146, 149 усталостные двухчастотные [c.301]

Деталь из алюминиевого сплава В93 преждевременно разрушилась при повторном нагружении с максимальным напряжением цикла 0,01 ГН/м2. В изломе наблюдались хрупкие усталостные полоски, иногда пересекаемые бороздками (рис. 109), что характерно для коррозионно-усталостных разрушений. Анализ условий испытания показал, что деталь работала в изделии, [c.134]

Длительное (12—18 часов) пребывание напряженных образцов без циклического деформирования в агрессивной среде (т. е. при кратковременной приостановке коррозионно-усталостных испытаний) приводит к существенному уменьшению времени до разрушения при последующем усталостном нагружении, что свидетельствует о разрушающем воздействии среды на металл [c.51]

Многие детали современных машин работают в различных коррозионных средах при большом числе перемен напряжений. Влияние методов и режимов обработки на коррозионно-усталостную прочность значительно сильнее, чем это же влияние на выносливость стали на воздухе. Предел выносливости образцов диаметром 20 мм определяли на базе 5- 10 циклов. Сравнительному испытанию были подвергнуты образцы, изготовленные токарной обработкой (шероховатость поверхности образцов соответствовала 5-му классу чистоты поверхности по ГОСТу 2789— 59) и шлифованные (9-й класс чистоты поверхности). Выносливость стальных образцов, изготовленных точением, меньше выносливости шлифованных образцов. [c.404]

Испытания на коррозионную усталость, как известно, характеризуются неизбежным разбросом результатов эксперимента. Разброс вызывается погрешностью машин, условиями проведения опыта, точностью и технологией изготовления образцов и др., а также неоднородностью структуры и химического состава испытываемого материала. (наличие неметаллических включений, микротрещин, химическая неоднородность, анизотропность механических свойств и пр.). Если влияние первой группы факторов можно значительно уменьшить усовершенствованием оборудования и методики испытаний, то рассеяние экспериментальных данных, вызванное неоднородностью материала, связано со статистической природой коррозионно-усталостного разрушения и его нельзя полностью устранить. Его необходимо учитывать при испытаниях достаточно большого числа образцов, а результаты опыта желательно обрабатывать с помощью методов математической статистики. [c.32]

Таблица 3. Обработка результатов коррозионно-усталостных испытаний образцов стали 20 при построении нижней ветви кривой

Кроме того, эксперименты проводили в 11 %-ном растворе карбамида при 80°С, достаточно агрессивном из-за повышенной активности цианово кисло го аммония. Эта среда и принята для коррозионно-усталостных испытаний, которые выполняли при чистом изгибе с вращением и при пульсирующем растяжении. [c.61]

В подтверждение описанной схемы коррозионно-усталостного разрушения на рис. 38 показано изменение поверхности образцов из нормализованной стали 45, испытанных в дистиллированной воде при напряжениях 0 = 300 МПа при разном числе циклов нагружения. На фотографиях отчетливо видны отростки, идущие от питтингов, представляющие собой коррозионно-усталостные микротрещины, которые сливаются с увеличением числа циклов нагружения. [c.82]

В заключение необходимо отметить, что, как следует из литературы, характер кинетических диаграмм коррозионно-усталостного разрушения во многих случаях качественно отличается от S-образных кривых, полученных при испытаниях в воздухе или инертной среде (рис. 49, кривая 1), [c.98]

Изменение pH от 3 до 10—12 мало влияет на сопротивление железа и углеродистой стали коррозионно-усталостному разрушению [163], При pH < 3 процессы коррозионной усталости интенсифицируются, а при pH > 10-12 - довольно резко замедляются. Испытание низкоуглеродистой стали (С 0,15 % =247 МПа =393 МПа) при частоте нагружения 25 Гц и температуре 25°С показало [164], что сопротивление коррозионной усталости ее возрастает при увеличении pH от 0,5 до 5,3, после чего уменьшается до минимума при pH -0 - 12, а при дальнейшем увеличении pH — снова резко возрастает. Скорость роста усталостной трещины [c.105]

На стадии развития коррозионно-усталостных трещин до их взаимного слияния масштабный фактор при испытании образцов диаметром 16 [c.136]

В заключение необходимо отметить, что инверсия масштабного фактора при коррозионной усталости характерна для углеродистых, низко-и среднелегированных мартенситных нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов. Наиболее заметна она при изменении диаметра образца до 50—60 мм (рис. 69) и проявляется при большой базе испытаний, когда коррозионно-усталостное разрушение контролируется электрохимическим фактором. У нержавеющих сталей, склонных к щелевой коррозии, с увеличением диаметра образцов предел выносливости снижается и при испытании и в воздухе, и в коррозионной среде. [c.136]

Основным требованием к испытаниям на коррозионную усталость является проведение их в условиях, максимально приближающихся к условиям службы металла в конструкциях. Не рекомендуется для ускорения испытаний применять среды, отличающиеся большой коррозионной активностью, так как это может изменить механизм развития коррозионно-усталостных процессов. Это относится и к виду нагружения, при котором проводят испытания. Возможно мягкое нагружение, когда в процессе всего испытания постоянными являются действующие напряжения и жесткое нагружение, ксгда в течение всего испытания сохраняется неизменной амплитуда де юрмации. [c.60]

При усталостном, коррозионно-усталостном разрушении оптимальное содержание углерода, обеспечивающее максимальную выносливость стали с сформированным импульсным упрочнением белым слоем, находится в пределах 0,45—0,65 %.Т1дя стали без белого слоя при испытании на коррозионную усталость нет оптимума, а увеличение содержания углерода приводит к монотонному снижению долговечности стали. Импульсное упрочнение эффективно повышает сопротивление усталости и коррозионной усталости стальных образцов с концентраторами напряжений. В условиях усталостного и коррозионно-усталостного разрушения трещины в стальных деталях с белым слоем зарождаются на границе перехода сжимающих остаточных напряжений в растягивающие. При этом уменьшение вероятности возникновения трещин и отслаивания белого слоя связано с перераспределением напряжений в результате пластических сдвигов в зоне повышенной травимости. Эта зона характеризуется меньшей, чем у белого слоя и мартенсита, твердостью и пониженным уровнем сжимающих остаточных напряжений. [c.119]

Для вскрытия продз ктивных пластов любой проницаемости с низким пластовым давлением, проводки скважины в осложненных геологических условиях, бурения скважин при высоких температурах применяют буровые растворы на нефтяной основе (РНО), гидронефтяные эмульсии и инвертные эмульсии (известково-битумные). Эти растворы оказывают смазывающее действие, увеличивают срок службы бурового оборудования. Условный предел коррозионно-усталостной прочности при базе испытания 10 млн. циклов для стали группы прочности Д составил на воздухе 260 МПа, в буровом растворе на водной основе 90 МПа, в эмульсии дизельного топлива с минерализованной водой в соотношении 1 1 160 МПа. Введенные поверхностно-активные вещества (2% окисленного парафина) увеличили предел коррозионно-усталостной прочности образцов стали марки Д до 240 МПа. [c.109]

В то же время, как показали наши опыты, алитирование является эффективным методом повышения коррозионно-усталостной прочности стали в нейтральном электролите (3% Na l). В этом случае условный предел коррозионной усталостной прочности повышается почти в 3 раза и резко уменьшается чувствительность к концентраторам напряжения. Повышение температуры испытания до 250° С мало влияет на усталостную прочность стали (рис. 2, б), однако при этом наблюдается несколько большее [c.163]

Для детального изучения коррозионно-усталостной прочности были проведены более широкие исследования на сплаве ВТ6 [107, 155]. Базовое число нагружений составляло при испытании на воздухе 10 цикл, а при испытании в 3 %-ном растворе Na I З Ю цикл. Как видно из рис. 97, средние значения предела выносливости образцов диаметром 10 мм, испытанных на воздухе и в коррозионной среде, практически совпадают. Однако разброс пределов выносливости образцов сплава данного диаметра при испытаниях в коррозионной среде больше, чем на воздухе, поэтому при малой вероятности разрушения в коррозионной среде снижение усталостной прочности составляет примерно 20 МПа (6 %). Более заметное снижение предела выносливости под воздействием коррозионной среды можно наблюдать при испытании образцов диаметром 20 мм — на 20—30 МПа, или на 6—9 %, и особенно диаметром 32 мм —на 40—50 МПа, или на 12 — 15 %. Таким образом, во всех случаях нельзя пренебрегать чувствительностью титановых сплавов к коррозионной среде, особенно когда требуется большая надежность работы конструкции. [c.160]

ГО испытательного оборудования и стендов для натурных испытаний. Оборудование для проведения малоцикловых усталостных испытаний, ударно-усталостных, коррозионно-усталостных, термо-усталост-ных и контактно-усталостных рассмотрено в соответствующих главах по методике проведения этих испытаний. [c.160]

Там же создайы установки ИПВС-1 и ИПВС-2 для коррозионно-усталостных испытаний материалов при повышенных температурах. В этих установках нагружающий узел выполнен в виде электромагнита, вращающегося относительно герметической камеры. [c.253]

Более высокие характеристики стали 08Х2Г2М, полученные при опытах, предопределили ее повышенную усталостную и коррозионно-усталостную долговечность. Испытания проводили в малоцикловой области в интервале деформаций 0,6—1,33%. Выбранный уровень деформаций соответствовал реальным деформациям, развиваемым в местах концентрации деформаций — в резьбовой части головок штанг. Подвод коррозионной среды при исследовании коррозионной усталости осуществляли из герметичной емкости через капельницу в зону действия максимальных деформаций. [c.251]

Экспериментальные исследования коррозионно-усталостной долговечности плоских образцов трубной стали (размерами 385 X X 38 X 12 мм) в условиях малоциклового нагружения (20 циклов в минуту) по описанной выше методике показали, что механохи-мическая обработка поверхности образцов увеличивает число циклов до разрушения в 3%-ном хлориде натрия в 1,6 раза, доводя выносливость в коррозионной среде до уровня выносливости необработанных образцов при испытаниях на воздухе. [c.258]

Для примера рассмотрим обработку результатов коррозионно-усталостных испытаний образцов диаметром рабочей части 5 мм из нормализованной стали 20 при чистом изгибе с вращением в 3 %-ном растворе Na I (рис, 12). В зависимости от базы испытания, состояния поверхности образцов графики коррозионной усталости в полулогарифмических координатах могут быть представлены в виде прямой или ломаной линии с одним, а реже с двумя перегибами. Тогда каждый прямолинейный участок необходимо подвергать обработке отдельно. Для стали 20 в полулогарифмических координатах четко выражены два прямолинейных участка, поэтому подвергаем обработке отдельно верхнюю и нижнюю ветви кривой. Исходные данные об уровне напряжений а и времени до разрушения N заносим в табл. 2 и 3. Через точку М (см. рис. 12) с координатами (антилогарифм среднеарифметического значения 1д /V) и V (среднеарифметическое значение а) проводят две прямые, рассчитанные по уравнениям (1) и (2) с использованием данных табл. 3 и 4 площадь между прямыми охватывает наиболее вероятное местоположение экспериментальных точек. Чем меньше разброс экспериментальных точек, тем меньше разница между коэффициентами Ь, и bj. Критерием разброса экспериментальных точек служит коэффициент корреляции г =Ь /Ь . При минимальном разбросе л ->1. Поскольку кооордина-ты точки перелома кривой точно установить трудно, то при построении кривой кор-розинной усталости отдельные ветви соединяют плавной линией. [c.33]

Коррозионная усталость определяется не только химическим составом металла, но и его структурой, что хЬрошо видно на примере испытания тонких образцов из армко-железа, термически обработанного на разную величину зерна. Показано [117], что в 3 %-ном растворе Na I,электродный потенциал железа с более мелкой структурой на 150-200 мВ отрицательнее потенциала железа с более крупным зерном. При циклическом нагружении образцов в коррозионной среде потенциал начинает выравниваться и достигает 520 мВ после 10 и 10 циклов нагружения соответственно для образцов с мелким и крупным зерном. При этом абсолютное разблагораживание железа с мелкой структурой значительно меньше, чем крупнозернистых образцов. Образцы с мелкой структурой имеют также примерно на порядок меньшую долговечность, чем крупнозернистые, хотя к моменту разрушения у обоих типов образцов потенциал примерно одинаковый. Основная причина различного сопротивления железа коррозионной усталости — неравномерное распределение примесей в объеме и по границам зерен. При термообработке, обеспечивающей рост зерен, их границы больше обогащены примесями, что усиливает действие границ как анодов в электрохимических парах и способствует интер-кристаллитному разрушению. В образцах с более мелким зерном характер коррозионно-усталостного разрушения транскристаллитный. [c.50]

Многими советскими и зарубежными авторами качественно установлено смещение электродного потенциала металла в процессе коррозионной усталости в отрицательную сторону. Автором совместно с А.М.Крох-мальным [118] изучен характер изменения электрохимических свойств сталей при коррозионно-усталостном разрушении. Показано, что условный предел коррозионной вьжосливости образцов железоуглеродистых сплавов в 3 %-ном растворе Na I по сравнению с испытаниями в воздухе резко понижается и его абсолютная величина при базе 5-10 циклов находится в интервале 20—50 МПа и мало зависит от исходной прочности сталей. Предел выносливости армко-железа и сталей 20 и 45 в воздухе соответственно составлял 150 220 и 250 МПа. [c.50]

Установлено, что при идентичных напряжениях выше циклического предела пропорциональности меньшую долговечность имеют образцы в 3 %-ном растворе Na I, хотя в дистиллированной воде неупругая составляющая деформирования больше (см. рис. 35). Это связано с тем, что первоначально адсорбция среды на поверхности металла, а также растворение анодных участков облегчают движение и разрядку дислокаций, интенсифицируя тем самым процесс разупрочнения. Однако в деформационном периоде // происходит развитие относительно большого количества трещин из коррозионно-усталостных язв, что увеличивает гетерогенность пластического течения, локализирующегося в вершинах трещин. Различие в скорости коррозии стали в соляном растворе и дистиллате (см. рис. 39) приводит к созданию на поверхности геометрически неэквивалентных и заметно отличающихся по количеству коррозионно-усталостных язв, инициирующих возникновение трещин, что в неодинаковой степени уменьшает концентрацию напряжений на магистральной трещине, а также влияет на процесс неупругого деформирования в целом. При испытании стали в растворе хлорида натрия, по сравнению с дистиллатом, трещин больше и возникают они раньше. [c.83]

Характер влияния частоты нагружения на коррозионную усталость зависит от того, в каких единицах измеряют долговечность. Если измерение проводить во времени, то при высокой частоте нагружения долговечность снижается значительнее. Если выносливость измерять в циклах, то она увеличивается с увеличением частоты. Например, сопротивление коррозионно-усталостному разрушению гладких образцов из алюминиевого сплава В95 с увеличением частоты нагружения от 3,3 до 100 Гц повышается тем значительнее, чем ниже уровень циклических напряжений. При испытании образцов с концентратором напряжений в присутствии коррозионной среды влияние частотного фактора в диапазоне 3,3 — 166 Гц не обнаружено в интервале напряжений 70-180 МПа (Карлашов А.В. и др. [186, с. 67-72]). [c.116]

Учитывая, что на процесс коррозионно-усталостного разрушения влияют такие величины, как потеря массы при корозии Q, длина образца /, диаметр образца d, поверхностная концентрация электролита К, время испытания f, удельная плотность материала образца р, напряжения а в сходственных точках геометрически подобных образцов,внешние силы F, то по правилу я-теоремы критерии подобия запишем Qt/K р1/К al /F I/d. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...