Сталь Влияние размеров образца

Установлено, что для металлов с неоднородной структурой (литые стали) влияние размеров образцов на выносливость сварных соединений оказывается более резко выраженным [c.45]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Одним из основных вопросов при экспериментальном определении характеристик упругопластического разрушения является оценка влияния размеров образцов, по результатам которой устанавливаются границы инвариантности получаемых значений и их соответствие величине Л ,. На рис. 2.16 в двойных логарифмических координатах приведены результаты испытаний малоуглеродистых сталей в диапазоне температур перехода от вязкого разрушения к хрупкому в виде [c.43]

На рис. 5.7 для ряда геометрически подобных, образцов сделано сравнение данных по формулам (5.8), (5.11) и (5.12). В упрощенной зависимости Нейбера (5.8) постоянная материала принята равной Л = 0,254 м.ж это значение отвечает результатам испытаний на усталость для мягкой стали при значительном влиянии размера образца. В формуле (5.11) коэффициент ослабления принят а=0,0216 мм и в формуле (5.12) а = = 0,048 мм. Рассмотрение графика показывает, что все три формулы дают весьма сходные характеристики поведения об- [c.130]

Влияние размеров образцов на предел усталости стали 20Х (на базе 20-10 ) [c.165]

Наиболее сложным видом деформации, при котором определяется внутреннее трение, является изгиб вследствие потерь энергии в опорах, заделках, системе подвеса и наличия двух механизмов затухания, за счет тангенциальной и нормальной вязкости. Поэтому данные о внутреннем трении при изгибе носят наиболее противоречивый характер по сравнению с данными о внутреннем трении при кручении и растяжении-сжатии. Результаты опытов по определению влияния размеров образцов на внутреннее трение при изгибе стали достаточно четкими лишь с переходом к материалам с большим внутренним трением. Так, [c.17]

Результаты исследования влияния температуры на изменение веса и толщины диффузионного титано-никелевого слоя на образцах стали 20 показаны на рис. 1, из которого видно, что диффузионное насыщение приводит к увеличению веса и размеров образцов. После окончания процесса диффузионного насыщения на поверхности образцов из стали и чугуна образуется плотное покрытие светло-серого цвета, прочно связанное с основой. [c.74]

В процессе исследований не обнаружено влияние содержания углерода в углеродистых сталях на размеры ЗТВ. Для всех рассмотренных образцов при одинаковых режимах обработки ЗТВ имеет примерно равные размеры (60—70 мкм). [c.15]

На машинах ЦНИИТМАШа можно определять предел выносливости сварных соединений на крупных гладких и ступенчатых валах диаметром от 150 до 200 мм, а также экспериментально изучать влияние масштабного фактора, концентраторов напряжений, термической обработки, состава и структуры стали и поверхностного упрочнения на предел выносливости крупных валов. Например, с помощью машины У-200 определено влияние размеров (диаметра d образца) на изменение предела выносливости (коэффициента К изменения предела выносливости) в зависимости от однородности металла. Как показано на рис. 70, в неоднородном металле, каким является литая сталь (кривая 2), влияние размеров на усталостную прочность выражается в значительно большей степени, чем в однородных металлах, например прокатанной стали (кривая I). [c.246]

Для оценки действительного понижения усталостной прочности в зависимости от концентрации напряжений при переменных нагрузках вводится эффективный (практический) коэффициент концентрации, представляющий собой отношение предельных номинальных напряжений, вызывающих разрушение деталей, не имеющих и имеющих концентраторы напряжений. Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического (расчетного) коэффициента и только для высокопрочных материалов с малой пластичностью эффективный коэффициент концентрации почти равен теоретическому. Чем выше прочность стали и хуже пластические свойства, тем сильнее влияние надрезов, причем с увеличением размера образца влияние надреза увеличивается. Чем менее пластичен материал, тем выше эффективный коэффициент концентрации напряжений и наоборот. Пластичные материалы обладают способностью сглаживать неблагоприятные для усталостной прочности пики напряжений концентратора. [c.410]

Рис. 71. Влияние размера литого образца на физическую неоднородность (сталь 35Л)

Эти опыты показали, что, во-первых, результаты, получаемые для отдельных образцов такого большого размера, дают очень значительный разброс точек при попытке определить предел выносливости по методу, данному на рис. 435, во-вторых, предел выносливости, хотя и не очень точно определенный вследствие разброса данных эксперимента, все же оказывается для больших образцов ниже, и иногда значительно ниже, чем для малых. Это снижение особенно имеет место для легированных сталей на предел выносливости углеродистых сталей влияние абсолютных размеров значительно слабее. [c.554]

Проба с кольцевым многослойным швом для аустенитных сталей моделирует сварку труб паропровода с коллектором (рис. 3.3, в). Сварку выполняют в два приема сначала заполняют слоями 1—7 одну половину кольцевой канавки, затем другую. Трещины образуются главным образом в зоне термического влияния и на поверхности наплавляемых слоев. Минимальные размеры образца пробы 125 X 125 X 25 мм. [c.48]

На основании проведенного исследования сделано заключение, что влияние размеров на усталостную прочность соединений, выполненных электрошлаковой сваркой, на исследованных сталях не больше, а может быть и меньше (учитывая отсутствие концентраций напряжений у обработанных стыков), чем на основном металле. В последнем случае отмечались разрушения образцов вблизи от зоны галтельного перехода R = 150 и 200 мм) и хвостовой части образца. [c.45]

Влияние размеров (масштабный эффект). Пределы выносливости сталей, определенные при осевом нагружении и симметричном цикле, практически от размеров образца не зависят (табл. 2.1). Наблюдаемый разброс экспериментальных данных вызывается, по-видимому, различными погрешностями методики экспериментального исследования, как,- например,, большей вероятностью присутствия остаточных напряжений,, вызывающих небольшое понижение усталостной прочности у очень больших образцов. [c.34]

Давно осознано, что усталостная прочность сталей при изгибе, вероятно, значительно больше, чем при осевом нагружении, и что она, может зависеть от размеров образца. Усталостная прочность при изгибе сопоставляется с основным ее значением, полученным при осевом нагружении, когда явление усталости не осложняется воздействием градиента напряжений или влиянием размеров. [c.42]

На основе динамической кривой растяжения было установлено и доказано, что при истинно изгибных напряжениях у мягкой стали имеет место такая же усталостная прочность, как и при испытаниях на осевое нагружение. Это исследование наводит на мысль о том, что никакого влияния размеров при изгибе не было бы обнаружено, если бы рассматривались действительные напряжения в поверхностном слое, а не номинальные напряжения. Необходимо при этом предположить, что данный материал обладает способностью выдерживать неограниченное циклическое пластическое течение без разрушения, и подтвердить это допущение тем фактом, что образцы при работе на пределе выносливости могут оставаться нагретыми лишь вследствие пластических деформаций. [c.60]

Резюме по теориям о влиянии размеров. Некоторый масштабный эффект наблюдается при изгибе с вращением образцов, выполненных из стали, поскольку меньшие образцы показывают больший предел выносливости (см. рис. 2.11). [c.62]

Рис. 3.5. Зависимость коэффициентов влияния абсолютных размеров поперечного сечения при изгибе с вращением гладких образцов (валов) из углеродистых сталей от диаметра образца

Рис. 258. Влияние размеров образца из фосфористой стали на сопротналенне отрыва при изгибе (/) и растяжении (2)

Специальные исследования влияния размеров образцов на образование нераспространяющихся усталостных трещин были проведены В. Линхартом при испытаниях на симметричное растяжение-сжатие больших -плоских образцов из нйзкоуглероди- стой стали со следующим химическим составом (%) и механическими свойствами после нормализации 0,11 С 0,30 Si 0,45 Мп 0,026 Р Ов = 421 МПа ат = 277 МПа 6 = 37,1 % гр = = 61,8 %. Образцы имели различную ширину (50, 100 и 200 мм) при одинаковой толщине 8 мм. Каждый образец имел концентраторы напряжений в виде двух боковых V-образных надрезов (глубина t = b мм, радиус при вершине г = 0,5 мм, угол раскры- [c.79]

В результате испытания образцов из среднеуглеродистой стали диаметром 7 и 60 мм было установлено, что инверсия масштабного фактора в 3 %-ном растворе Na I имеет место при сравнительно большой базе испытаний, т.е. когда разрушение контролируется электрохимическим фактором. При высоких уровнях напряжений, когда усталостное разрушение зависит от механического фактора, влияние размеров образцов на Их выносливость в коррозионной среде может быть такое же, как и в воздухе. [c.133]

Рис. 7.38. Влиянйе размеров образцов на кривую усталости стали SAE 1020. Образцы вырезаны из горячекатаного прутка диаметром 3,5 дюйма, испытания на изгиб с вращением. (Данные из работы (33].)

Из анализа результатов, представленных на рис. 108, следует, что влияние размеров образца на сопротивление исследованных сталей развитию усталостных трещин неоднозначно и его характер зависит от величины / imax и класса исследуемого сплава. [c.184]

Там же отмечается, что для аустенитной стали Х18Н9Т в некотором интервале температур и напряжений наблюдалось значительное влияние диаметра образца на время до разрушения. Теоретическое обоснование влияния размеров образца на время до разрушения связывается с большей относительной повреждаемостью образцов с малой площадью поперечного сечения [102], а также с количеством случайно распределенных "очагов разрушения" [36]. Аналитические зависимости, связывающие размеры поперечного сечения образца с сопротивлением ползучести, в литературе отсутствуют. [c.71]

Влияние размеров образцов на механические свойства металлов при растяжении. Остановимся только на выводах, вытекающих из результатов испытания микрообразцов, изготовленных из некоторых материалов чистая медь, дюралюминий Д1, сплав В95 и конструкционные стали 40ХН2МА и ЗОХГСА [25]. [c.95]

Влияние температуры отпуска, способа нагружения и размера образца на размер зоны пластического прироста трещины в стали 30Х2ГСН2ВМ. [c.15]

Сопоставление экспериментальных данных (см. табл. 6) для образцов различных размеров показывает, что влияние размеров для электрополированных образцов из среднеуглеродистой стали проявляется в том, что с их уменьшением заметно уменьшаются напряжения, необходимые для развития усталостных трещин в области существования нераспространяющихся трещин. Вместе с тем напряжения, необходимые для возникновения усталостных трещин в той же области, остаются постоянными независимо от размеров образца. Влияние размеров для образцов из той же стали, но с механически обработанной поверхностью проявляется, как и в предыдущем случае, в существенном уменьшении разрушающих напряжений с увеличением размеров образцов при наличии нераспространяющихся усталостных трещин. Однако в этом случае он сопровождается заметным уменьшением напряжений, необходимых для возникновения усталостных трещин. Основной же закономерностью является постоянство критического радиуса при вершине надреза для всех размеров образцов. [c.79]

Карлашов А. В., К. вопросу о влиянии абсолютных размеров образцов на выносливость стали в жидких средах, Труды первой научно-технической конференции КИГВФ, Редиздат Аэрофлота, 1956. [c.192]

В ЦНИИТМАШе исследовали влияние легирующих элементов на распространение трещин термической усталости в аустенитных сталях. Испытания на термическую усталость образцов с концентраторами проводили при температуре цикла 650—20° С, охлаждении в воде, времени выдержки при 650° С, равном 12 и 30 мин. Длину трещин измеряли после 50, 250, 350, 500, 750 и 1000 циклов. С целью изучения влияния размера зерна на развитие трещин испытывали сталь 12Х18Н10Т одной плавки с размером зерна 10—11 и 5—6 баллов. [c.145]

С. Ф. Ковтун [123] изучал влияние полиморфных превращений на формоизменение нелегированной стали с различным содержанием углерода. Им показано, что в зависимости от скорости нагрева и охлаждения образцы углеродистой стали испытывают увеличение или уменьшение длины. Выбрав определенные скорости нагрева и охлаждения, удавалось сохранять размеры образцов неизменными. Изменение содержания углерода в стали сказывается на ее физикомеханических характеристиках, объемном эффекте и интервале температур полиморфных превращений. Не случайно, поэтому, стали с различным содержанием углерода при тер-моциклировании по одному и тому же режиму изменяли размеры по-разному (рис. 12). Образцы стали ст.З, например, при медленных теплосменах уменьшались, а из стали [c.58]

Регистрируемое на различных этапах термоцикла изменение размеров образцов является суммарным и состоит из деформации нормальной ползучести (внешние напряжения не превышают предел текучести ни одной из фаз), объемного эффекта фазового превращения и трансформационной деформации. Поэтому величина деформации за цикл должна зависеть от темпа смены температур и величины температурных градиентов. Авторы работы [294] такой зависимости не обнаружили. Однако в железе высокой чистоты, например при термоциклировании с перепадом температур, появляются деформации, которые не являются следствием внешней нагрузки [331]. В связи с этим авторы работ [287, 348] при изучении эффекта внешней нагрузки предприняли меры с целью устранения влияния продольных температурных градиентов. В отличие от работы [294], на железе и стали обнаружена зависимость остаточной деформации от скорости фазового превращения. Клинард и Шерби [287] дифференцировали размерные изменения, обусловленные трансформационной деформацией, нормальной ползучестью и различием удельных объемов феррита и аустенита как и авторы [294], они пришли к выводу, что трансформационная деформация при нагреве образца значительно больше, чем. при охлаждении. Петче и Штанглер [348] варьировали в широком диапазоне длительность термоцикла, интервал температурных колебаний и скорость изменения температуры. Ими показано, что при широком температурном интервале (примерно 200° С), в котором полиморфные превращения железа происходят полностью, деформация за определенное время пропорциональна числу циклов и трансформационная пластичность почти не зависит от скорости изменения температуры и длительности цикла. При узком интервале температурных колебаний (примерно 60° С) деформация за одно и то же время испытания почти одинакова и не зависит от числа циклов и скорости изменения тем- [c.69]

Рис. 7.29. Влияние геометрических особенностей на кривую усталости листовой нормализованной стали SAE 4130 при испытаниях в условиях симметричного осевого нагружения. Размеры образца в дюймах i — толщина, ш — ширина, г — радиус выточки). Без выточки /=0,075, 01—1,5 отверстие t= =0,075, 01=4,5, / =1,5 галтель /=0,075, 0Упе1=1.5, т<ггозз=2,25, / =0,0195 краевая выточка /= =0,075, ts)net=1.5. ffi)gfoss=2,25, r=0,057. (Данные из работы [6].) / — без выточки 2 — отверстие, /< t=2 3 — галтель, К =4 4 — краевая выточка, Kt=4.

Влияние фермы и размеров образцов оснсеного металла и соединений сталей 22К и 35Л, выполненных электрошлако вой сваркой, на предел выносливости при изгибе на 5азе испытаний 10 циклов [c.41]

Экспериментальные исследования трещиностойкости в Z-нa-правлении и продольном по отношению к направлению прокатки проводили на сталях СтЗсп, 09Г2С и 16Г2АФ на образцах типа Х(б) рис. 2.5. Вырезку образцов выполняли после приварки захватных частей к поверхности листа, при этом основные размеры образцов соответствовали рекомендованным в [29]. Предварительно были исследованы микроструктура и распределение микротвердости по толщине испытываемого листа до и после приварки захватных частей, травлением выявлены зоны термического влияния. Проведенный анализ позволяет сделать заключение, что эффекты сварки не оказывают существенного влияния на структурное состояние металла в центральной части испытываемого листа при его толщине более 8...10 мм. При меньших толщинах это влияние может иметь место в сварном соединении элемента конструкции, но тогда результаты испытаний образцов будут отражать реальную ситуацию, на что ориентированы конструктивно-технологические методы испытаний. [c.103]

На рис. 5,45 приведены результаты, характеризуюш,ие,влияние размеров плоских образцов с центральным ( N) и с двусторонним (DEN) надрезами из стали SUS 304 на скорость распространения треш,ины. Представленные данные в зависимости от скорректированного J-интеграла позволяют получить наиболее точное соотношение dUdt — J. Можно отметить, что в этом случае, как и в случае испытаний, данные которых представлены на рис. 5.44, [c.171]

С использованием оригинальных экспериментальных данных, полученных на конструкционных сталях различного назначения, никелевых, титановых и алюмини ввых сплавах, анализируется влияние на скорость развития усталостных трещин размеров образцов, концентрации напряжений, температуры, частоты и режима нагружения, коррозионной среды и других факторов. Наряду с силовыми рассматриваются де-фзрмационные подходы, позволяющие описать кинетические диаграммы усталостного разрушения. [c.5]

Учесть точный вклад кинетической энергии частей образца или конструктивных элементов в силу, движущую трещину, на данном уровне развития этого вопроса затруднительно, но в тех случаях, когда этот вклад небольшой, с помощью энергетического подхода можно с достаточной для практики точностью прогнозировать размеры скачков трещин и координаты ее остановки, когда при страгивании трещины К Кос- Ниже приведены результаты расчетного и экспериментального исследования влияния размеров трещин на значение запасаемой частями консольного плоского образца кинетической энергии, вид зависимостей текущих значений /С и Я при распространении хрупких трещин и условия их остановки [2091, Исследования проводились в образцах из стали 15Х2НМФА (11) при Т 183 К. Схема образца приведена на рис. 132, й, схема нагружения — на рис. 132,6. Формула для определения текущего значения коэффициента интенсив- [c.217]

По обоснованию оптимального размера образцов в отечественных работах [23, 65] было показано, что увеличение диаметра от 10 до 28 мм испытуемых цилиндрических образцов с поперечным швом вызывает повышение уровня долговечности, но одновременно резко снижает длительную пластичность, при этом разрушение образцов большого диаметра главным образом происходит по ЗТВр сварного соединения стали 12Х1МФ. Повышение уровня длительной прочности объясняется влиянием масштабного фактора, что обусловливает необходимость испытания образцов большого сечения с целью максимального приближения результатов экспериментов к долговечности реальных сварных соединений паропроводов. [c.165]

Сопоставление формул. Сравнение различных формул, показывающих влияние размеров на усталостную прочность при переменном изгибе гладких. образцов, дано на рис. 2.16. При построении кривых было принято, что образец диаметром 5 мм дает предел выносливости на 107о больше, чем предел выносливости у образца большего диаметра. Это условие дает возможность подсчитать величины постоянных в уравнениях и, следовательно, построить такие кривые. Сравнение этих кривых определяет интервал диаметров испытательных образцов, которые, вероятно, дадут полезные сведения о влиянии размеров, с тем, чтобы различие между разными формулами стало приемлемым. [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...