Предел выносливости в условиях коррозии

Влияние поверхностной обработки на предел выносливости, определяемый в условиях коррозии [c.466]

Влияние поверхностной обработки иа предел выносливости, определяемый в условиях коррозии. Коэффициенты (5, равные отношению предела выносливости образца, подвергшегося поверхностной обработке и испытанного затем в коррозионной среде, к пределу выносливости образца, не подвергшегося поверхностной обработке и испытанного при отсутствии воздействия коррозии, представлены в табл. 24 для различного рода электролитических покрытий и для других способов поверхностной обработки (азотирование, металлизация алюминием, обкатка роликом и т. д.). [c.516]

Роторы турбин состоят из большого числа элементов. Прежде всего это лопатки и элементы их креплений. Возникающие контактные давления сопрягаемых элементов, обусловленные монтажными операциями и центробежными силами, а также взаимные смещения элементов по площадкам сопряжения (в пределах 2—20 мкм) могут привести в условиях циклического нагружения к проявлению фреттинг-эффекта (фреттинг-коррозия, фреттинг-усталость). Опыты на модельных образцах показали, что такой эффект снижает пределы выносливости в 2—3 раза при относительно небольших контактных давлениях (от 30 до 200 МПа). [c.8]

Для расчета пределов выносливости деталей с концентрацией напряжений в условиях коррозии может быть использована следующая формула, аналогичная уравнению (3.103) [c.123]

Наиболее эффективными средствами повышения пределов выносливости деталей в условиях коррозии являются такие методы поверхностного упрочнения, как наклеп поверхности, поверхностная закалка с нагревом т. в. ч., азотирование и др. Так, обкатка роликами или обдувка дробью повышают предел выносливости образцов из стали 45 в морской воде в 2—2,5 раза, поверхностная закалка с нагревом т. в. ч. — в 3,5 раза, кратковременное азотирование — в 2 раза [49]. Причиной столь эффективного положительного влияния указанных методов являются значительные остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое детали, возникающие в результате их применения, препятствующие образованию и развитию усталостных повреждений (см. табл. 3.17). [c.124]

Коррозионные среды. При наличии коррозионных сред, к которым может быть отнесена и пресная и морская вода, сопротивление усталостному разрушению резко снижается. При циклическом нагружении в условиях коррозионных сред поверхность металла покрывается сеткой трещин, которые являются результатом избирательной коррозии по местам различных включений, взаимодействующих с корродирующей средой. Типичные кривые усталости для высокопрочной стали в условиях коррозии, обусловленной наличием пресной воды, показаны на рис. 38 [97]. Из рисунка видно, что предел выносливости стали при воздействии коррозионной среды существенно понижается. Это воздействие увеличивается с понижением частоты нагружения, т. е. с увеличением времени воздействия среды при заданном числе циклов нагружения. [c.48]

Многие детали машин работают в условиях, когда напряжения в них меняются по величине и знаку. Для этих деталей имеет большое значение сопротивление металла усталости. Предел выносливости в сильной степени зависит от размеров образца, концентраторов напряжения, шероховатости его поверхности, влияния коррозии и т. д. [c.69]

Предел выносливости в сильной степени зависит от состояния поверхности пружины и от влияния условий работы на поверхностный слой ее витков (коррозия, износ и другие повреждения). [c.844]

Как показали опыты [45], обкатка значительно увеличивает усталостную прочность деталей, работающих в условиях коррозии. Так, например, в некоторых случаях удается путем обкатки повысить предел выносливости стальных деталей, работающих в пресной воде, более чем в 4 раза. [c.660]

Типы коррозионных поражений стали показаны на рис. 2.50 [359]. Типичные кривые усталости для высокопрочной стали в условиях коррозии, обусловленной наличием пресной воды, показаны на рис. 2.51 [855[. Из данных, приведенных на этом рисунке, следует, что предел выносливости, так же как и при испытаниях в условиях высоких температур, при воздействии коррозионных сред отсутствует, т. е. разрушение может произойти и при весьма низких напряжениях, если число циклов нагружения будет достаточно большим. [c.214]

Пределы прочности и выносливости стали на воздухе не являются критериями поведения металла в условиях коррозионной усталости. В этих условиях может оказаться бесполезной замена одной стали другой, кроме специальной нержавеющей. Результаты многих исследований показывают, что химический состав углеродистых сталей мало влияет на их коррозионную усталость. Предел выносливости в коррозионной среде низколегированных сталей незначительно больше, чем углеродистых. Большой эффект дает применение жаропрочных и кислотостойких сталей. Применение наклепа в качестве предварительной операции перед защитными от коррозии покрытиями повышает выносливость и особенно в условиях коррозионного воздействия на деталь. [c.408]

При коррозионной усталости наблюдается снижение предела усталости но сравнению с пределом усталости металла в отсутствие коррозионного воздействия агрессивной среды. Пределом коррозионной усталости или коррозионной выносливости называется то максимальное напряжение, которое может выдержать образец при данном числе циклов в условиях коррозионного воздействия. Предел коррозионной усталости является условной величиной, а не истинным пределом, так как металл при длительных выдержках разрушится и без знакопеременных напряжений, а лишь от одной коррозии. Поэтому предел коррозионной усталости обусловливают числом циклов знакопеременных нагрузок, которые при испытаниях выдерживают образец металла при данном напряжении, т. е. цифровые значения предела коррозионной усталости относят к определенной базе испытаний (числу циклов). [c.106]

При испытании в условиях комнатной температуры и отсутствия коррозии с ростом частоты испытания несколько возрастают величины пределов выносливости и число циклов до разрушения образцов. Увеличение частоты от 30 -50 до 1000 Гц приводит к повышению пределов выносливости на 10 -20 % (рис. 52). [c.85]

На сопротивление усталости существенно влияет среда не только в смысле коррозии, но также в смысле температурных условий работы конструкций. Понижение температуры затрудняет пластическую деформацию и приводит к повышению выносливости, особенно для полированных образцов из малоуглеродистых пластичных и хладноломких сталей. В области закритической температуры для хрупкого состояния пределы выносливости приближаются к критическим напряжениям, достаточным для хрупкого разрушения и значительно (в 1,5—2 раза) превышающим значения o i для комнатной температуры при отсутствии концентрации напряжений. При наличии концентрации напряжений повышение (а 1)к также имеет место, но в меньшей степени (в 1,3—1,5 раза). Наименее выражено повышение пределов выносливости с понижением температуры у вязких хромоникелевых сталей и легких сплавов, не обладающих выраженной хладноломкостью. Однако [c.160]

При испытаниях в условиях нормальной температуры и отсутствия коррозии с ростом частоты испытаний несколько возрастают величины пределов выносливости и число циклов до разрушения образцов. [c.112]

Следует отметить, что на точности расчетной оценки очень сильно сказываются как условия эксплуатации испарителя, так и надежность принятых усталостных характеристик. Как уже было показано, отклонение предела выносливости на 10% Приводит к изменению долговечности примерно на порядок. Работа испарителя на частичных нагрузках и возможные колебания расхода среды изменяют характеристики температурного режима (зона с пульсациями температуры может перемещаться по трубке). По этой причине расчетная оценка занижает долговечность труб, с другой стороны, могут быть неучтенные факторы, в первую очередь коррозия, которая отрицательно скажется на долговечности. [c.58]

Результаты, представленные в долях предела прочности материала при растяжении Ов, показаны на рис. 9.8 для сталей и в абсолютных напряжениях для высокопрочных алюминиевых сплавов — на рис. 9.9. Все приведенные результаты относятся к случаям когда среднее напряжение больше амплитуды напряжений, т. е. когда нет перемены знака в нагрузке. Видно, что для обоих материалов получена исключительно низкая выносливость, показывающая, что ушко весьма чувствительно к действию переменной Нагрузки. Для разрушающего числа циклов, равного 10 типовые значения амплитуды напряжений в поперечном сечении ушка по отверстию для сталей составляют только 47о предела прочности материала при растяжении и для алюминиевых сплавов —около 1,4 кГ/мм (грубо 2,5% предела прочности). Учитывая большой разброс данных, имеющийся всегда при условиях коррозии трения, а также разнообразие конструкций ушков и материала (диаметр болта изменяется от 5 до 70 мм как для стали, так и для дуралюмина), можно сказать, что получено хорошее приведение. Для сравнения с результатами приведения на рис. 9.10 показаны подлинные рассмотренные результаты для алюминиевых сплавов. Имеем очевидное улучшение результатов после приведения. Разброс частично объясняется разными значениями средних напряжений в различных испытаниях. В зависимости от порядка величины среднего напряжения на рисунке приняты различные обозначения точек. Для сталей, несомненно, мало влияние среднего напряжения, тогда как для алюминиевых сплавов определенное, хотя и небольшое, влияние имеется. [c.235]

При исследовании влияния масштабного фактора-на сопротивление усталости гладких образцов в условиях коррозии в работе [87 ] было получено снижение пределов коррозионной выносливости на 15—20% при увеличении диаметра образцов с 12 до 60 мм. Однако в работах [21, 31] было получено увеличение предела выносливости в условиях коррозии на 26% при увеличении диаметра образцов с 16 до 40 мм. В других работах получалось как снижение, так и повышение пределов коррозионной выносливости образцов с увеличением размеров. Так, в работе Г. 3. Зайцева и др. [12] для стали 0Х12НДЛ получено более резкое проявление масштабного фактора в условиях коррозии, чем на воз-6 кгс1мм Духе, в то время как для стали [c.123]

Если предел выносливости вне воздействия коррозии зависит только от общего числа изменений напряжений (частота циклов на него влияния не оказывает), то при коррозионной усталости предел выносливости главным образом зависит от частоты циклов, с. тедова-тельно, от времени действия переменных напряжений. Поэтому предел выносливости в условиях коррозии не является определенной величиной, lio мере службы детали он может уменьшаться и достигнуть незначительной величины. Одной из разноЕидностей коррозионной усталости является каустическая хрупкость, наблюдаемая [c.149]

В условиях коррозионной усталости увеличение частоты циклического нагружения приводит к снижению влияния среды иа долговечность, причем при наводороживании этот эффект проявляется сильнее, чем при коррозии [62]. Согласно [83] при одной и той же базе (числе циклов) уменьщение частоты в 60 раз снижает предел выносливости в условиях механической усталости па 10%, а в условиях коррозионной усталости — ) 2 раза. Видороднос охрунчиваине металла экранных [c.89]

В статьях канд. техн. наук А. В. Рябченкова и Е. Л. Казими-ровской излагаются результаты работ по исследованию влияния атмосферной коррозии на усталостную прочность конструкционной стали. Результаты этих исследований показывают, что в зависимости от условий атмосферной коррозии (относительная влажность воздуха, содержание в атмосфере сернистого газа) усталостная прочность конструкционной стали заметно понижается. Характер кривой усталости при этом резко изменяется на ней не устанавливается горизонтального участка, отвечающего пределу выносливости. В условиях атмосферной коррозии установлено типичное коррозионно-усталостное разрушение. [c.3]

Большое влияние на предел выносливости окалывает коррозия. На рис. 12.23 показано снижение коэффициента Кр ъ зависимости от временного сопротивления стали при различной выдержке в условиях коррозии до испытания на усталость. [c.496]

Чем больше время пребывания детали в коррозионно-агрессивной среде и чем больше число циклов переменных напряжений в условиях коррозии, тем глубже будут трещины коррозионной усталости, тем меньше будет сопротивление усталости. В связи с этим кривая коррозионной усталости все время снижается, и предел выносливости, в обычном смысле слова, не существует. В качестве примера на рис 3.41 представлены кривые коррозионной усталости трех марок сталей, применяемых в гидротурбостроении, из которой следует, что почти до 1 млрд. циклов наблюдается систематическое падение кривой усталости, которое, однако, до некоторого числа циклов является более интенсивным, чем после него. Поэтому под пределом коррозионной выносливости понимается ограниченный предел выносливости, соответствующий определенному числу циклов по кривой коррозионной усталости. Из рис. 3.41 видно, что с увеличением базы испытаний с 10 до 10 циклов предел выносливости гладких образцов из стали 20ГСА снижается на 27%, из стали 0Х12НДЛ—на 42% и из стали 00Х12НЗД на 18%. [c.120]

Влияние частоты испытания. Частота испытаний не оказывает существенного влияния на сопротивление усталости при нормальной температуре и без воздействия коррози-онных сред. Как видно из (i -])f4so рис. 3.46 [52], на котором представлены обобщенные данные о влиянии частоты на пределы выносливости /,/ в указанных условиях, повышение частоты с 5—10 ЬО до 200 Гц (рабочий диапазон частот в большинстве машин) приводит к увеличению пределов выносливости на 2—8%, а до 1000 Гц —на 5—15%. [c.125]

Обширная исследовательская работа была проведена по изучению режима металлов, подвергающихся действию повторной (усталостной) нагрузки и находящихся при этом в корродирующей среде. Хэйг ) заметил некоторое снижение предела выносливости в образпах латуни, испытанных под знакопеременной нагрузкой в условиях воздействия на них соленой воды, аммиака или соляной кислоты. Он указал при этом, что разрушительное действие аммиака на латунь проявляется лишь при условии одновременного воздействия обоих факторов корродирующего вещества и знакопеременной нагрузки. Дальнейшие успехи в изучении коррозионной усталости были достигнуты Мак-Адамом ), исследовавшим комбинированный эффект коррозии и усталости на различных металлах и их сплавах. Эти испытания обнаружили, что в большинстве случаев сильная коррозия металла до испытания его на усталость оказывает значительно менее вредное воздействие, чем легкая коррозия, происходящая одновременно с испытанием. При этом выяснилось также, что если средой для образца является воздух, то предел выносливости стали возрастает приблизительно пропорционально временному сопротивлению при статической нагрузке при проведении же этих испытаний в пресной воде результаты получаются совершенно иными. Было установлено, что предел коррозионной усталости стали с содержанием углерода свыше 0,25% не может быть повышен. Он может быть понижен термической обработкой. Опыты, проведенные в вакууме, показали ), что предел выносливости стали получается при этом таким же, как и при испытаниях на воздухе, между тем как в образцах из меди и латуни этот предел повышается соответственно не менее чем на 14 и 16%. Все эти результаты представляют большую практическую важность, поскольку многочисленные в эксплуатационных условиях аварии приходится часто относить на счет именно коррозионной усталости ). [c.455]

Коррозионная выносливость. Тонкая плотная невидимая пленка окислов на поверхности металла предохраняет его от коррозии. Напряжения, разрушающие эту пленку, способствуют коррозии. Опыт показывает, что сталь и цветные металлы в условиях коррозии имеют очень низкий предел выносливости именно потому, что у них непрерывно разрушается пленка окислов. Например, большинство углеродистых и легированных конструкционных сталей даже в такой малоагрессивной среде, как простая вода, разрушаются при напряжении всего 15 + 3 кг/мм-, если подвергаются действию переменных нагрузок. В условиях более агрессивной среды (морская вода, раствор сернистых газов и т, д,) предел коррозионной выносливости значительно ниже, чем в простой воде. [c.149]

Усталостные разрушения (рис. 9) 156] возникают при переменных напряжениях, уровень которых превышает предельное для данных условий значение. Обычно существует такой стационарный режим нагружения (кривые / и 2 на рис. 10), при котором увеличегше числа циклов нагружения N не вызывает снижения предельного значения напряжений сг 1, называемого пределом выносливости. В некоторых случаях, например при воздействии коррозии (кривая 3) и высоких температур, а также при контактных нагружениях закаленных до высокой твердости сталей, предел выносливости в таком понимании может отсутствовать. Наиболее опасным является общее усталостное разрушение деталей. Ему предшествует образование трещины, которая, постепенно развиваясь и ослабляя сечение, вызывает внезапную поломку нередко с тяжелыми последствиями. [c.41]

Проведено также испытание сплава с предварительным коррозионным поражением, характерным при его эксплуатации в морских условиях. Поскольку коррозия сплава в морСкой воде имеет электрохимическую природу, для интенсификации процесса предварительной коррозии образцы подвергали анодной поляризации. При этом коррозионные поражения имели также полусферическую форму размером в десятые доли миллиметра. Показано, что предварительная коррозия снижает предел выносливости сплава в воздухе с 520 до 395 МПа. В 3 %-ном растворе Na I условный предел выносливости образцов после предварительной коррозии составил 380 МПа, в то время как у непораженных образцов - 480 МПа. Понижение сопротивления усталости сплава после предварительной коррозии объясняется ее избирательным характером, что приводит к образованию концентраторов напряжений. [c.71]

При работе детали в условиях, вызывающих коррозию (например, при нахождении детали в воде), сопротивление материала переменным нагрузкам понижается, кривая усталости в координатах р—N не имеет участка с асимптотическим приближением к горизонтальной прямой в этом случае возможно лишь нахождение ограниченных пределов выносливости на базе некоторого определенного числа циклов. Вредное влияние коррозии может быть ослаблено путем наклёпа, азотирования, оксидирования, хромирования и некоторых других способов обработки поверхности детали. Влияние коррозии при расчете деталей может быть учтено путем соответствующего увелнчентьч коэффициента концентрации напряжений. [c.557]

В связи с тем что коррозия — естественный процесс, обусловленный термодинамической нестойкостью материалов в окружающей среде, срок службы деталей бывает относительно коротким. Образование коррозионных язв — питтингов в морских условиях вызывает концентрацию напряжений и снижение пределов выносливости компрессорных лопаток судовых ГТД. В присутствии морской воды снижаются пределы как новых, так и бывших в эксплуатации лопаток [155J. Изоляцию лопаток от морской среды реализовать трудно, что связано со спецификой их работы. Однако вследствие наличия электрической проводимости пленки раствора морской соли можно применить протекторную защиту. [c.182]

Таблица 10.1 Даже небольшая коррозия на контактирующих металлических поверхностях (сталь ШХ15), работающих в условиях трения качения и высоких нагрузок, как и насыщение смазочного материала влагой, сильно снижает предел контактной выносливости поверхностей.

Рис. 3.46. Зависимость пределов выносливости при испытании в условиях нормальной температуры и отсутствии коррозии от частоты испытайий

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...