Материал высокопрочный

Для того чтобы пластики можно было использовать в качестве конструкционных материалов, их необходимо армировать с целью увеличения их прочности и модуля упругости. Как правило, это достигается введением в состав материала высокопрочных волокон, при этом волокна и пластичная матрица образуют в совокупности композиционный материал, свойства которого превосходят [c.261]

С появлением нового конструкционного материала — высокопрочного чугуна — открылись возможности конструктивных изменений в машинах, замены в них стальных литых и кованых деталей чугунными. Это позволило высвободить тяжелое прессовое оборудование, занятое изготовлением поковок коленчатых валов, уменьшить припуски на механическую обработку, сократить расход металла и значительно снизить стоимость деталей. [c.97]

Рис. 6. Зависимость прочности паяных соединений от механических свойств паяемого материала высокопрочной стали

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Новый машиностроительный материал — высокопрочный вязкий чугун с шаровидным графитом — соединяет в себе высокие механические свойства стали с технологичностью и удобствами производства чугунных отливок. Он может заменить стальное литье и поковки, ковкий чугун и цветные сплавы, а применение его вместо серого и модифицированного чугуна увеличивает эксплуатационную надежность и долговечность частей машин и создает возможность в отдельных случаях уменьшать их сечение и вес. Получение высокопрочного чугуна основано на обработке (модифицировании) его жидкого сплава магнием или церием. Магний по технологическим свойствам уступает церию, однако вследствие меньшей себестоимости он получил наибольшее пр-именение в промышленности. [c.158]

Помимо твердых сплавов, для режущих пластинок резцов используется более дешевый материал — высокопрочная минеральная керамика, основу которой составляет спеченная окись алюминия. [c.113]

Для изготовления литых деталей применяют чугуны (серый, модифицированный, высокопрочный, ковкий, легированный), сталь (углеродистую, легированную), медные, магниевые, алюминиевые, цинковые, свинцовые, оловянные и никелевые литейные сплавы, которые хорошо заполняют в расплавленном сосгоянии литейную форму и обладают после затвердевания необходимыми механическими, физическими и химическими свойствами. Марку материала детали указывают в соответствующей графе основной надписи чертежа. Многие литейные сплавы имеют в обозначении марки букву Л, которая характеризует литейные свойства материала и указывает способ изготовления детали. [c.256]

Однако новейшая техника стала предъявлять более высокие требования к прочности для ряда назначений требуется материал с прочностью 180—200 кгс/мм и более, причем условия работы и конфигурация детали позволяют иметь более низкую пластичность и вязкость по сравнению с обычной улучшаемой сталью. Высокая прочность достигается подбором стали и специфической обработкой. Такие стали, обработанные иа высокую прочность (сгн>150 иг /iмм ), называются высокопрочными сталями. [c.390]

Хотя достигнутая в лабораторных опытах прочность стали (ав = 300 кгс/ /мм ), все же достигнутый уровень прочности составляет лишь часть от теоретической. Возможности создания высокопрочных материалов (точнее, материал + технологический процесс упрочнения) еще достаточно широки. По некоторым прогнозам, в будущем промышленность будет располагать спл,тва-мн а основе железа с Оо,2 = 280 гс/мм и Об = 320 кгс/мм=. [c.397]

Сварку применяют не только как способ соединения деталей, но и как технологический способ изготовления самих деталей. Сварные детали во многих случаях с успехом заменяют литые и кованые (рис. 3.2, где а — зубчатое колесо б — кронштейн в — корпус). Для изготовления сварных деталей не требуется моделей, форм или штампов. Это значительно снижает их стоимость при единичном и мелкосерийном производстве. Сварка таких изделий, как зубчатые колеса или коленчатые валы, позволяет изготовлять их более ответственные части (венец, шейка) из высокопрочных сталей, а менее ответственные (диск и ступица колеса, щека коленчатого вала) из дешевых материалов. По сравнению с литыми деталями сварные допускают меньшую толщину стенок, что позволяет снизить массу деталей и сократить расход материала. Большое распространение получили штампосварные конструкции (см. рис. 3.2, в), заменяющие фасонное литье, клепаные и другие изделия. Применение сварных и штампосварных конструкций позволяет во многих случаях снизить расход материала или массу конструкции на 30...50%, уменьшить стоимость изделий в полтора — два раза. [c.56]

Возникновение умеренных остаточных деформаций не вызывает, опасности, если нагрузка статическая и деформация детали не влияет на работу узла п смежных деталей. Напротив, при известных условиях они способствуют упрочнению детали. Степень упрочнения зависит от соотношения между пределом прочности и пределом упругости материала (или близким к последнему пределом текучести 00,2). Отношение 00,2/03 имеет малую величину у мягких и пластичных материалов и повышается с увеличением предела прочности, достигая 0,85—0,95 для высокопрочных сталей. Таким образом, степень упрочнения может быть значительной лишь для пластичных материалов возможности упрочнения пластической деформацией прочных сталей невелики. [c.207]

На рис. 158 приведен график приближенных значений для стали различных марок в зависимости от коэффициента Од и предела прочности Ов материала. Как видно из графика, чем выше прочность стали, тем выше ее чувствительность к концентрации напряжений Поэтому применение высокопрочных сталей для изготовления деталей, работающих в условиях переменных напряжений, не всегда оказывается целесообразным. [c.228]

При расчете по пределу прочности для малопластичных и хрупких материалов величину принимают а) для малопластичных материалов (высокопрочные стали при низком отпуске) П2=2 3 б) для хрупких материалов П2 = 3- 4 в) для весьма хрупких материалов 2 = 4 - 6. При расчете на усталость (см. гл. XII) коэффициент 2 принимают равным 1,5—2,0, увеличивая его для материала с пониженной однородностью (особенно для литья) и для деталей больших размеров до 3,0 и более 3 — коэффициент условий работы, учитывающий степень ответственности детали, равный 1 —1,5. [c.49]

В тех случаях, когда экспериментальные данные по определению эффективного коэффициента концентрации напряжений отсутствуют, а известны значения теоретического коэффициента концентрации напряжений, можно использовать для определения Ка следующую эмпирическую формулу Ка= - -д (а — 1), где д — так называемый коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений легированных сталей значение д близко к 1. Для конструкционных сталей в среднем серого чугуна значение д близко к нулю. Иначе говоря, серый чугун нечувствителен к концентрации напряжений. Более подробнее данные относительно д для сталей приведены на рис. VII. 12, Влияние абсолютных размеров поперечного сечения детали. Опыты показывают, что [c.316]

Величина ц зависит в основном от свойств материала. Гак, например, можно считать, что для высокопрочных легированных сталей величина д близка к единице. Для конструкционных сталей в среднем у = 0,6-н 0,8, причем более прочным сталям соответствуют большие значения д. Для чугуна д близко к нулю, и величина эф- [c.400]

Величина q зависит в основном от свойств материала. Так, например, можно считать, что для высокопрочных легированных сталей величина д близка к единице (материал обладает полной чувствительностью к концентрации напряжений). Для конструкционных сталей в среднем q = 0,6... 0,8, причем более прочным сталям соответствуют большие значения д. Для серого чугуна величина q близка к нулю (материал нечувствителен к концентрации напряж е-ний). Объясняется это тем, что крупные зерна графита, содержащиеся в структуре чугуна, уже сами по себе являются такими очагами концентрации, по сравнению с которыми геометрические особенности детали теряют свое значение. [c.94]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического или в редких случаях равен ему, т. е. ( . а. ) он зависит как от геометрии детали (от величины а, или а. ), так и от ее материала. При этом материалы более прочные и менее пластичные оказываются чувствительнее к концентрации напряжений, т. е. при одном и том же значении а, (или а ) значение к, (или к ) для деталей из высокопрочной легированной стали выше, чем для детали из углеродистой стали. [c.334]

Анализируя формулу Эйлера (12.3), видим, что на величину критической силы из сех механических характеристик материала влияет лишь модуль продольной упругости. Поскольку модуль продольной упругости для всех марок сталей практически одинаков, для повышения запаса устойчивости использование высокопрочных дорогих сталей нецелесообразно. [c.341]

Жесткостью называется способность материала деталей сопротивляться изменению формы и размеров при нагружении. Жесткость соответствующих деталей обеспечивает требуемую точность машины, нормальную работу ее узлов. Так, например, нормальная работа зубчатых колес и подшипников возможна лишь при достаточной жесткости валов. Диаметры валов, определенные из расчета на жесткость, нередко оказываются большими, чем полученные из расчета на прочность. Нормы жесткости деталей устанавливаются на основе опыта эксплуатации деталей машин. Значение расчета на жесткость возрастает, так как вновь создаваемые высокопрочные материалы имеют значительно более высокие характеристики прочности (пределы текучести и прочности), а характеристики жесткости (модули продольной упругости и сдвига) меняются незначительно. [c.11]

Для изготовления тихоходных, преимущественно открытых передач, работающих с окружной скоростью до 3 м/с, применяют серые, модифицированные и высокопрочные чу-гуны, обладающие хорошими литейными свойствами, низкой стоимостью при минимальных отходах материала в стружку. [c.122]

В наш век с усложнением форм строительных конструкций, появлением авиастроения, разнообразными запросами машиностроения роль методов теории упругости резко изменилась. Теперь они составляют основу для построения практических методов расчета деформируемых тел и систем тел разнообразной формы. При этом в современных расчетах учитываются не только сложность формы тела и разнообразие воздействий (силовое, температурное и т. п.), но и специфика физических свойств материалов, из которых изготовлены тела. Дело в том, что в современных конструкциях наряду с традиционными материалами (сталь, дерево, бетон и т. д.) широкое применение получают новые материалы, в частности композиты, обладающие рядом специфических свойств. Так, армирование полимеров волокнами из высокопрочных материалов позволяет получить новый легкий конструкционный материал, имеющий высокие прочностные свойства, превосходящие даже прочность современных сталей. Но наличие полимерной основы наделяет такой композитный материал помимо упругих вязкими свойствами, что обязательно должно учитываться в расчетах. Даже в традиционных материалах в связи с высоким уровнем нагружения, повышенными температурами возникает необходимость в учете пластических свойств. Все эти вопросы теперь составляют предмет механики деформируемого твердого тела. [c.7]

Полученное здесь значение напряжения заметно превосходит уровень допускаемых напряжений для рядовых сталей. Поэтому в качестве материала бандажа следует использовать высокопрочную качественную сталь, как это было указано выше. [c.94]

Опытная проверка этой теории указывает на согласующиеся в ряде случаев результаты лишь для хрупкого состояния материала (например, для легированного чугуна и высокопрочных сталей после низкого отпуска). Отметим также, что применение второй теории прочности в виде (7.5) недопустимо для материалов, не следующих закону Гука или находящихся за пределами пропорциональности. [c.203]

Надо сказать, что стекло в домашнем обиходе своей необычайной хрупкостью уже настолько себя скомпрометировало, что только усилием воли можно заставить себя смотреть на него как на полезный конструкционный материал даже сейчас, когда мы знаем, как много высокопрочных конструкций создано на базе стекловолокна. [c.372]

Важность исследования импульсных напряжений в конструкциях из композиционных материалов может быть проиллюстрирована на примере лопатки компрессора реактивного двигателя [61]. Лопатки рассчитывают с учетом восприятия центробежных и вибрационных нагрузок. Кроме того они должны быть рассчитаны на случай соударения с посторонними объектами, такими как птицы, град, камни, гайки и болты. Скорость соударяющегося тела относительно лопатки может составлять около 450 м/с. Импульсное воздействие малого тела продолжается очень недолго (<С50 мкс) и вызывает в начальный момент сосредоточение энергии удара в малой области лопатки. При этом удар может вызвать не только образование местного кратера или трещины, но и сопровождается повреждениями вдали от места контакта, вызываемыми отражением волн напряжений от границ и эффектом фокусировки из-за изменения геометрии лопатки. Обеспечение прочности лопатки при соударении с внешними объектами требует специальных конструктивных решений, таких как введение в материал высокопрочной сетки и установка на ведущую кромку противоударного протектора. [c.265]

Корпус подшипника (рис. 194) изготовляется из литой заготовки. Материал — высокопрочный чугун ВЧ 45-5. Чистый вес 1280 кг. При механической обработке требуется выдержать в определенных допусках радиус сферы и обеспечить заданную шероховатость сферической поверхности корпуса подшипника. Для обра- [c.343]

Армироваиие металлов высокопрочными волокнами позволяет получать материалы с чрезвычайно высокой прочностью и жесткостью. В таких материала. волокно является главным компоненто.м, несущим нагрузку. Матрица передает внешнюю нагрузку волокнам, связывает волокна вместе, защищает их от повреждения и воздействия внешней среды и придает материалу другие требуемые физико-химические свойства, например сопротивление окислению пли коррозии, электро- и теплопроводность и т. д. [c.637]

В современной технологии композиционных материалов все большее место занимают волокнистые материалы, представляющие собой композицию из мягкой матрицы (оспоБы) и высокопрочных волокон, армирующих матрицу. Материалы, упрочиепиые волокнами, характеризуются высокой удельной прочностью, а также могут иметь малую теплопроводность, высокую химическую и термическую стойкость и т. п. Для получения композиционных материалов используют различные волокна проволоки из вольфрама, молибдена, волокна оксидов алюминия, бора, карбида кремния, графита и т. п. —в зависимости от требуемых свойств создаваемого материала. Вопросами исследования и создания волокнистых материалов занимается новая, быстроразвивающаяся отрасль поронжовой металлургии — металлургия волокна. [c.421]

Одним из простейших и эффективных мероприятий по повышению надежности является уменьшение напряженности деталей (повышение запасов прочности). Однако это требование надежности вступает в противоречие с требованиями уменьшения габаритов, массы и стоимости изделий. Для примирения этих противоречивых требований рационально использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию легированные стали, термическую и хпмико-термическуго обработку, наплавку твердых и антифрикционных сплавов на гюверх-ность деталей, поверхностное упрочнение путем дробеструйной обработки или обработки роликами и т. п. Так, например, путем термической обработки можно увеличить нагрузочную способность зубчатых передач в 2.. . 4 раза. Хромирование шеек коленчатого вала автомобильных двигателей увеличивает срок службы по износу в 3.. . 5 и более раз. Дробеструйный наклеп зубчатых колес, рессор, пружин и прочее повышает срок службы по усталости материала в [c.13]

При упругом упрочнении системе заранее придают Деформации, противоположные деформациям при рабочем нагружении. Классическим примером этого способа упрочнения являются шпренгельиые балки (рис. 270, л). В систему вводят т е п з о р ы 7 — стержни из высокопрочного материала. Натягивая стержни, в балке создают предварительные напряжения (рис. 270, б) па стороне, ближайшей к стержням — напряжения сжатия (—), а на противоположной стороне — напряжения растяжения (+). Приложение рабочей нагрузки Рр ,а вызывает напряжения обратного знака (рис. 270, в). Сложение предварительных и рабочих напряжений существенно уменьшает конечные напряжения в балке (рис. 270, г). Напряжения растяжения в стержнях возрастают. < [c.395]

Высокопрочные болты изготовдяют преимущественно методами холодной пластической деформации. Наиболее рациональна следующая схема высадка головки — редуцирование стержня на ротационно-ковочной машине — механическая обработка — термическая обработка — обкатывание резьбы и га.пелей на участках переходов. При достаточно высокой пластичности материала (5 > 5%) механическую обработку резьбы заменяют выдавливанием (накатыванием) резьбы в холодном состоянии накатными роликами, а на гайках — с помощью бесстружечиых уплотняющих метчиков, что обеспечивает наиболее благоприятное расположение волокон в витках резьбы. [c.515]

Синтегран перспективный материал, относящийся в разряду полимерных бетонов и состоящий из щебня (нескольких размеров частиц) и порошка высокопрочных гранитов и синтетического эпоксидного связуюпхего не более 10 %. Основные свойства сохранение высокой точности, высокое демпфирование, технологичность (изготовляется виброуплотнением в форме) прочность на изгиб [c.43]

Принцип минимального удельного расхода материалов. Стоимость материалов и полуфабрикатов в машиностроении составляет от 40 до 80 % общей себестоимости продукции. Поэтому снижение удельного расхода материала на единицу продукции имеет большое народнохозяйственное значение. Например, при снижении расхода проката на 1 % по стране экономится 600 тыс. т металла в год, что позволяет изготовить 200 тыс. тракторов или 450 тыс. легковых автомобилей Москвич . При стандартизации заготовок и изделий экономию металла можно получить в результате использования рациональных конструктизных схем и компоновок машин, совершенствования методов расчета деталей на прочность и обоснованного снижения запаса прочности, применения экономичных профилей, периодического проката, сварных конструкций, пластмасс, литых заготовок, особенно лнтья по выплавляемым моделям. Так, внедрение на Коломенском тепловозостроительном заводе им. Куйбышева Л1ГГЫХ коленчатых валов из высокопрочного чугуна (длиной свыше 4 м, массой 1450 кг) дало 2 т экономии металла на один вал. [c.45]

При изготовлении оболочковых конструкций в зависимости от их размеров и геометрических форм приходится выполнять прямолинейные, кольцевые, круговые, спиральные стыковые швы В зависимости от толщины стенки оболочки приемы выполнения каждого из них имеют свои специфические особенности, разнообразна и применяемая при сварке оснастка /5, 16/. Стыковые швы тонкостенных конструкций, как правило, выполняются в средс защитных газов. В качестве материала оболочек наибольшее применение получили низкоуглеродистые и низколегированные стали низкой и средней прочности, а также высокопрочные стали, титановые и алюминиевые сплавы и т.п. Сварные оболочковые конструкции средней толщины (до 40 мм) из низколегированных и низкоуглеродистых сталей изготовляются преимущественно с помощью автоматической сварки под флюсом. Конструкции, работающие в афессивных средах, выполняют из хромоникелевых и хромистых сталей и сплавов с помощью автоматической сварки под слоем флюса. Сварк> продольных и кольцевых швов выполняют, как правипо, с дв х сторон. [c.71]

Материалы валов и осей. Требованиям работоспособности валов и осей наиболее полно удовлетворяют углероднсгые и легированные стали, а в ряде случаев — высокопрочные чугуны. Выбор материала, термической и химико-термической обработки определяется конструкцией вала и опор, техническими условиями на изделие н условиями его эксплуатации. [c.212]

В заключение запишем уравнения закона Гука для ортотроппого материала. В последнее время широкое распространение получили так называемые композитные материалы, состоящие, например, из полимерной основы, армируемой волокнами из высокопрочного материала. Упругие свойства такого композитного материала зависят от плотности насыщения и ориентации в пространстве армирующих волокон. В общем случае такой материал рассматривается как анизотропный. В частном случае, когда армирующие волокна расположены в трех взаимно ортогональных направлениях, упругие свойства будут симметричны относительно трех ортогональных плоскостей. [c.39]

С концентрацией напряжений приходится считаться при конструировании и расчете на прочность деталей машин. Следует по возможности избегать глубоких выточек, выкружек, резких переходов сечений, около которых возникает концентрация напряжений, способствующая в известных условиях преждевременному разрушению материала. Нужно также стремиться к тщательной обработке поверхностей деталей, особенно изготовленных из высокопрочных закаленных сталей. Даже мелкие следы от шлифовального круга могут снизить предел прочности твердозакаленной стали при растяжении на 10—20 %. [c.119]

ОДНОГО И ТОГО же материала можно говорить не о постоянной характеристике, а о ее статистическом распределении. Если модуль упругости и предел текучести меняются в узких пределах и расчет по средним значениям достаточно достоверен, то прочность хрупких материалов и их структурных составляющих должна рассматриваться как случайная величина и отвлечься от ее статистического характера принципиально невозможно. Именно статистическая теория позволяет объяснить и оценить количественно так называемый масштабный эффект прочность большого изделия всегда оказывается меньше, чем прочность малой его модели (после пропорционального перерасчета, конечно). Изложение современных статистических теорий прочности заняло бы слишком много места, однако некоторые сведения нам представлялось необходимым сообщить. Эти сведения особенно существенны для понимания природы прочности современных композитных материалов, состоящих из полимерной или металлической матрицы, армированной угольным, борным илп иным высокопрочным волокном. Разброс свойств армирующих волокон довольно велик и для нопимания того, в какой мере эти свойства могут быть реализованы в композите, необходимо некоторое представление о статистической природе его прочности. Именно поэтому изложение элементов статистической теории будет дано ниже, в гл. 20. [c.654]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...