Предел температурной выносливости

Особые условия работы жаропрочных сплавов вызывают необходимость оценивать их свойства специфическими характеристиками, о которых уже говорилось выше в настоящей главе. К их числу относятся предел ползучести, предел длительной прочности, предел температурной выносливости. Наряду с этим используются и такие характеристики, как а ц, Ох, 6, [c.333]

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 циклических коррозионных испытаниях, включающих периодическое окисление лопаток в температурном интервале 300— 600 С с последующей выдержкой в солевом тумане, отмечено, что на поверхности стальных лопаток без покрытия образуются пит-тинги, глубина которых достигает 500 мкм под покрытием Н-Кд происходит разрушение материала лопатки, а на лопатках с покрытием ДифА-СФ — только разрушение самого покрытия. Благодаря защитным свойствам покрытия ДифА-СФ лопатки сохраняют высокое значение предела выносливости после ускоренных коррозионных испытаний. [c.167]

Используют тепловой эффект при циклическом нагружении образцов для ускоренного определения предела выносливости. Его определяют по величине тангенса угла наклона начального участка температурной кривой и разности условной температуры разрушения и окружающей среды 1[4, с. 227—232]. [c.105]

Изотермическая закалка снижала температурные напряжения и коробления, улучшала пластичность и ударную вязкость, повышала статическую выносливость, одновременно уменьшая предел текучести. [c.196]

Установлено, что в чистом и активированном вазелиновом масле соответственно при амплитудах, равных пределу выносливости в вазелиновом масле и 2 %-ном растворе олеиновой кислоты, образы стали 45 получают примерно одинаковое приращение неупругой деформации, не приводящей к разрушению при /V=10 цикл нагружения. Образцы на воздухе достигают предела выносливости при более высоких значениях неупругих деформаций в приповерхностных слоях, что можно связать с усилившимся на этом уровне напряжений температурным фактором, который активизирует пластическое течение тонкого поверхностного слоя, способствуя одновременно ускоренному протеканию динамического деформированного старения, Циклический предел пропорциональности в жидких коррозионно-активных средах несколько больше, чем в воздухе, причем в дистиллате меньше, чем в соляном растворе (табл. 14). [c.84]

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]

Большинство исследователей считают, что напряжения сжатия способствуют повышению усталости металлов, а растягивающие напряжения уменьшают предел выносливости. В условиях электромеханического упрочнения знак и величина напряжений будут в основном зависеть от совокупности температурного и силового воздействия на поверхностный слой. [c.60]

Армирование металлов высокопрочными и высокомодульными волокнами и дисперсными частицами позволяет улучшить комплекс их физико-механических характеристик повысить предел прочности, предел текучести, модуль упругости, предел выносливости, расширить температурный интервал эксплуатации. [c.105]

Температура. Характер влияния высоких и низких температур на циклическую прочность конструкционных элементов существенно различен. На рис. 11.5.4 представлены температурные зависимости пределов выносливости углеродистых и теплоустойчивых сталей, а также жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. Сложный характер некоторых из них объясняется различными структурными превращениями, имеющими место в разных температурных интервалах. [c.292]

Однако алюминиевые сплавы имеют ряд недостатков, в том числе малый модуль упругости ( 7 10 МПа), что снижает устойчивость элементов конструкции на сжатие, и высокий коэффициент линейного расширения, что приводит к увеличению температурных деформаций, а также низкое значение предела выносливости <т 1. Кроме того, стоимость алюминиевых сплавов примерно в 10 раз превышает стоимость стали СтЗ той же массы. [c.487]

Рис. 53. Температурные зависимости предела выносливости для углеродистой и легированной стали

Рис. 54. Температурные зависимости предела выносливости для

Температурные зависимости предела выносливости различных сплавов показаны на рис. 35 [50]. Некоторые из этих зависимостей имеют весьма сложный характер, обусловленный различными структурными превраш,ениями, имеюш,ими место в различных температурных интервалах. [c.46]

Для определения влияния статической составляющей растяжения на усталость профильной части лопатки следует использовать -специальные модели лопаток. Для испытания моделей лопаток созданы специальные машины типа У-361 [45]. Эти машины резонансного типа с частотой колебаний 40. .. 150 Гц, амплитуда изгибающего момента в процессе испытаний поддерживается автоматически. Нагружение модели статической составляющей осуществляется электродвигателем через червячный редактор. Знакопеременный изгибающий момент создается центробежным, эксцентриковым вибратором. Перед испытаниями проводят динамическую тарировку. Для этой цели исследуемую модель препарируют тензорезистора-ми и определяют распределение деформации по длине модели. Если. испытания проводят при повышенной температуре, то для моделей определяют заданное температурное поле в опасном сечении замкового соединения или профиля. В процессе испытаний на усталость поддерживают заданными амплитуду изгибающего момента и Температурное поле. Предел выносливости определяют по результатам испытаний 15. .. 20 моделей лопаток. За предел выносливости принимают максимальную амплитуду напряжений, соответствующую N 5-W , при котором не разрушилось четыре модели. [c.122]

К недостаткам этих сплавов следует отнести следующие 1) относительно большую стоимость основного металла и сварки, требующей применения инертных газов 2) почти в три раза меньшее значение модуля продольной упругости, что влияет на увеличение упругих деформаций и уменьшает критические напряжения при расчетах устойчивости стержней и балок 3) возможность местной коррозии при контакте со сталью, что требует специальных изолирующих покрытий и прокладок в местах соединений разнородных материалов 4) почти в два раза большее значение коэффициента линейного расширения, приводящее к большим температурным деформациям при сварке 5) низкие значения предела выносливости a i основного металла (у сталей, приведенных в табл. 1.1.1, отношение 0,35, а у алюминиевых сплавов, приведенных в табл. 1.1.8, л 0,14). [c.20]

Кроме повышения износостойкости ЭМО повышает также сопротивление усталости поверхностного слоя. Это связано с наличием остаточных напряжений сжатия, появляющихся в мартенситной структуре при умеренных температурах ЭМО (которые выше точки A j) и небольших давлениях. Однако необходимо помнить о том, что при высоких температурах и значительных давлениях можно ожидать появления растягивающих остаточных напряжений в светлой зоне поверхностного слоя, несмотря на его мартенситное строение, что приводит к снижению предела выносливости. В условиях ЭМО знак и величина напряжений будут зависеть от совокупности температурного и силового воздействия на поверхностный слой. Следует также отметить, что применение постоянного тока не дает повышения сопро- [c.561]

X ар актер истики сопротивления циклическому нагружению устанавливают для расчетных температур с учетом температурных зависимостей модуля упругости Е , пределов текучести 0q 2 и прочности Og, относительного сужения и предела выносливости olj. При расчете конструкций, изготовляемых из материалов с пониженной пластичностью в интервале эксплуатационных температур (при температурах деформационного старения), характеристики пластичности принимают в соответствии с минимальным значением Увеличение и ail 3 старения материала в расчете не учитывают. [c.128]

В ряде работ [7, 14] физический предел выносливости рассматривается как результат проявления динамического деформационного старения. С точки зрения Дж. К. Леви [20], в условиях циклического деформирования при комнатной температуре наблюдается относительно медленное, но эффективное закрепление дислокаций в результате динамического деформационного старения. В этом случае накопление усталостного поврежде-ния и деформационное старение рассматриваются как конкурирующие процессы. Предполагается, что при циклическом нагружении выше предела вьшосливости интенсивность повреждения больше интенсивности упрочнения, обусловленного динамическим деформационным старением. Было предположено, что кривая усталости стали, склонной к деформационному старению, лежит между кривой усталости нестареющей стали и кривой усталости стали, полностью состаренной перед испытанием (рис. 5.2), Возможность развития деформационного старения при напряжениях, близких к пределу усталости, обусловлена тем, что в процессе циклического нагружения углеродистых сталей при указанных напряжениях (даже при напряжениях ниже предела усталости) наблюдается локальная пластическая деформация. Наличие этой деформации, значительная длительность испытания на уровне напряжений, близких к пределу усталости, возможность температурных пиков в местах локальной пластической деформации и, наконец, влияние самого процесса циклического [c.159]

Необходимые для расчёта характеристики прочности выбираются соответственно определённым режимам нагружения (статические, динамические), конструктивным условиям (концентрация, напряжённое состояние), условиям эксплоатации (температурные условия, коррозия) и другим факторам. При нормальных температурах сопротивление материала характеризуется пределом текучести aJ-, пределом прочности и пределом выносливости з В табл. 1, 2, 3, 4, 5 и 6 приведены величины этих характеристик соответственно для углеродистых сталей, легированных сталей, чугунов, магниевых сплавов, алюминиевых сплавов, неметаллических. материалов. [c.335]

Эти стали и сплавы используют при различных напряжениях, температурах и в разных средах (на воздухе и в коррозионноактивных). Разнообразные по составу и свойствам пружинные стали целесообразно распределить на стали и сплавы 1) с высокими механическими свойствами — это углеродистые и легированные стали, которые должны в первую очередь иметь высокое сопротивление малым пластическим деформациям (предел упругости или предел пропорциональности), высокий предел выносливости и повышенную релаксационную стойкость при достаточной вязкости и пластичности (табл. 28) 2) с дополнительными химическими и физическими свойствами немагнитные, коррозионно-стойкие, с низким и постоянным температурным коэффициентом модуля упругости, с высокой электропроводностью и др. [c.407]

Влияние температуры. Опыты показали, что температура испытаний заметно влияет на усталостную прочность материала. Пределы выносливости для гладких образцов с понижением температуры возрастают. Для образцов с острыми надрезами при низких температурах получаются пониженные значения пределов выносливости. Однако влияние температуры, особенно переменных температурных полей, изучено еще слабо. [c.496]

Изотермическое старение стали в широком температурном интервале существенно изменяет ее сопротивление коррозионно-усталостному разрушению. Старение при 600—700°С обеспечивает повышение условного предела коррозионной выносливости стали с 150 до 230 МПа, Сравнительно низкое значение условного предела коррозионной выносливости можно объяснить пересыщением -твердого раствора и возникнобением вследствие этого напряжений II рода. Повышение температуры нагрева до 600°С интенсифицирует диффузионные процессы, приводящие к некоторому перераспределению легирующих элементов без образования вторичных фаз, что снижает уровень напряжений при сохранении высокой химической однородности стали и тем самым повышает ее сопротивление коррозионно-усталостному разрушению. Проведенные нами металлографические исследования показали, что повышение температуры старения до 800°С приводит к выделению и коагуляции вторичных фаз, увеличивает электрохимическую гетерогенность стали и снижает ее коррозионную выносливость. [c.64]

Рис. 49. Температурная зависимость предела выносливости 1 - сплав А1 - Си 2 - высокопрочный чугун 3 - сталь с 0,17С 4 - легированная сталь гNiMo

Рис. 7.23. Температурные зависимости пределов выносливости (сплошные кривые) и пределов длительной прочности (пунктирные кривые) для одинаковой длительности нагружения / — сталь малоуглероди-стая 5 — сталь углеродистая S — сталь углеродистая улучшенная.

Покрытия со структурой легированных (р- у )-фаз характеризуются как наиболее высокими по сравнению с другими алюминид-ными покрытиями характеристиками прочности, так и тем, что для них температурный коэффициент линейного расширения меньше, чем для защищаемых сплавов. Поэтому в таких покрытиях формируются сжимающие остаточные напряжения. Характерное для двухстадийных покрытий распределение остаточных напряжений в покрытии толщиной 85 мкм приведено на рис. 2. Наличие сжимающих напряжений в покрытиях приводит к тому, что после нанесения покрытия на детали их предел выносливости увеличивается. Это можно использовать, например, при ремонте лопаток турбин, предел выносливости которых после длительной эксплуатации уменьшается. Такой пример приведен на рис. 3, на котором видно, что нанесение двухстадийного диффузионного покрытия приводит к заметному увеличению выносливости лопаток турбин из сплава ХН51ВМТЮКФР (ЭП220). [c.171]

Б00°С снижает усталостную прочность на 20—25 %. Это снижение находится на уровне и даже несколькр меньше, чем снижение статической прочности под влиянием соответствующего повышения температуры. Интересно то, что предел выносливости надрезанных образцов значительно меньше зависит от температуры испытания, чем предел выносливости гладких образцов. Изменение усталостной прочности более значительно при отрицательных температурах, чем в диапазоне 20-450°С. Многие исследователи связывают уровень циклической прочности титановых сплавов при повышенных температурах (выше 300°С) непосредственно с длительной прочностью, отождествляя влияние длительности действия статической и циклической нагрузок. Циклическое нагружение в различных температурных областях вызывает различный характер разрушения, особенно в начальной стадии. В диапазоне —196 —+ 200°С разрушение начинается и распространяется преимущественно по двойникам, в области 200—400°С наблюдается обычное для высоких температур разрушение по телу зерен, при более высоких температурах разрушение происходит главным образом по границам зерен. [c.164]

Повышение прочности стали могло быть достигнуто только увеличением содержания углерода, но многочисленными работами основных материало-ведческих институтов страны было показано, что компенсировать легированием понижение пластичности и снижение сопротивления разрыву, а вместе с ними и падение конструктивной прочности, т. е. прочности, реализуемой в конструкции, невозможно. Поэтому легирование высокопрочных сталей имело целью лишь решение отдельных задач, например обеспечение прокаливаемости при заданном сечении. Эта проблема приобрела существенное значение, во-первых, с ростом объема и веса деталей из высокопрочных сталей (так, даже в авиации стали применяться стальные поковки весом в несколько тонн) и, во-вторых, в связи с дальнейшим повышением уровня прочности в других отраслях машиностроения, где и ранее были достаточно крупные сечения изделий — в судостроении, артиллерийской технике. Путем легирования предусматривалось также улучшение качества сварных соединений из высокопрочной стали и осуществление ряда более частных задач повышения статической выносливости и температурной стабильности, варьирования предела текучести, обеспечения воздушной закалки и т. д. [c.195]

Для сварных нетермообработанных соединений и термообработанных соединений с остаточными растягивающими напряжениями Оо при симметричном цикле напряжений от механических и температурных нагрузок предел выносливости в уравнениях пп. 4.1.1 и 4.1.5 определяется по формуле [c.233]

О существенном влиянии с,тарения на сопротивление усталости свидетельствуют температурные зависимости предела выносливости для углеродистых и легированных сталей на рис. 53, для теплостойких сталей и никелевых Сплавов на рис, 54. [c.224]

Работы И. Н. Кидина, А. М. Вейншток и др. показали, что правильно проведенная закалка т. в. ч. увеличивает температурный запас вязкости и повышает усталостную прочность [12, с. 196 и 238]. Большие практические перспективы имеет кратковременное азотирование, которое приводит к получению азотированных слоев толщиной от 10 до 100 мкм. Исследования А. В. Рябченкова [28] показали, что пределы выносливости гладких и надрезанных образцов из сталей 40 и 40Х в результате кратковременного азотирования повышаются. Это повышение составляет 50 /о для гладких образцов из стали 40 23—34% для надрезанных образцов из той же стали 27% для гладких образцов из стали 40Х и 52% для надрезанных образцов из той же стали. [c.269]

Композиты на основе легких металлов и сплавов обладают повышенными характеристиками при кратковременных и длительных, статических и динамических нагружениях в широких температурных диапазонах испытаний. Обладают они существенными преимуществами перед традиционными металлическими материалами и при циклическом нагружении. В частности, бороалюминий и углеалюми-ний имеют показатели предела выносливости [211, представленные в табл. 4.31. [c.119]

Кривые усталости при круговом изгибе образцов диаметром 3 мм, при нормальной температуре (20° С) с частотой 3000 цикл/мин опубликованы для ряда тугоплавких металлов — Ре, НЬ, Та, Мо и [375]. У всех перечисленных о. ц. к. металлов наблюдается выраженный предел выносливости, отчетливость которого становится менее заметной с увеличением размера зерна, чистоты и температуры испытания [171, с. 899 335, с. 713]. Следует отметить, что выраженный предел усталости наблюдается и у металлов с г. ц. к. решеткой, в частности у сплава А1 -Ь 2—1% Mg + + 0,5% Мп [328]. Выше мы указывали, что выраженный предел усталости, как и выраженный предел текучести, связан с взаимодействием дислокаций и примесей. Известны испытания о. ц. к. металлов (Мо, Ре) на усталость при разных температурах [334 345, с. 703 376]. Как и у металлов с г. ц. к. структурой, у о. ц. к. металлов Пу в функции температуры меняется немонотонно и оказывается максимальным при температуре 0,25Тпл, °К. Что касается усталостной прочности (о. ), то, как указывалось выше, с увеличением температуры она падает исключение представляет область деформационного старения у железа, температурный интервал которой Т зависит от частоты цикла [372, с. 1229]. С повышением частоты температура Т увеличивается. Температура Т зависит также от характера надреза [c.159]

Корреляция э. д. у. и данных, относящихся только к пределу выносливости [397], должна носить, видимо, случайный характер. Энергия дефекта упаковки в определенной степени является мерой скорости релаксационных процессов, которая определяет не сами величинь1 прочности и пластичности, а их температурные, временные и прочие функции. [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...