Прочность соединения зерен

При сварке литых аустенитных однофазных сталей (ЛА1, ЛАЗ) основной трудностью является получение сварных соединений, свободных от трещин в околошовной зоне [37 ], [38 ], [39 ]. Эти трещины, идущие по границам зерен основного металла вблизи зоны сплавления (фиг. 14, а), являются следствием низкой межкристаллической прочности чисто аустенитной литой стали при температурах, близких к температуре солидуса. Возникающие в процессе местного сварочного нагрева высокие сварочные напряжения при наличии низкой прочности границ зерен приводят к образованию трещин. [c.40]

Равномерное распределение компонентов в шве при образовании растворно-диффузионных спаев независимо от состава припоя можно достигнуть при пайке с очень малыми зазорами (менее 0,1 мм). В этом случае кристаллизация в очень узком слое происходит без разделения компонентов с образованием одного ряда плоских зерен (см. рис. 45,8 и 45,г). Такая структура шва характеризуется высокой прочностью соединения. [c.133]

Связки. Для соединения зерен в одно целое применяют связующие (цементирующие) вещества, так называемые связки. От связок зависит прочность удержания зерна в круге и прочность самого круга, при вращении которого возникают большие центробежные силы. [c.503]

Для соединения зерен в одно целое применяют связующ,ие (цементирующие) вещества, так называемые связки. От связок зависит прочность удержания зерна в круге и прочность самого круга, при вращении которого возникают большие центробежные силы. Связки делятся на органические и неорганические. К органическим связкам относятся вулканитовая (В), бакелитовая (Б) и глифталевая (ГФ). Вулканитовая связка (В1, В2, ВЗ и др.) состоит из каучука (резины) и серы (30%). Она получается смешением размягченной бензином резины с серой. Абразивный инструмент, изготовленный на вулканитовой связке, обладает высокой прочностью, эластичностью и не боится влаги. Благодаря прочности и эластичности инструмент на такой связке может иметь малую толщину (0,5 мм) при большом диаметре (до 150 мм), что для отдельных работ важно. Шлифовальные круги на вулканитовой связке допускают большие окружные скорости (до 75 м/с) и обладают высоким полирующим действием. Недостатком этой связки [c.412]

Прочность соединения достигается следующим образом соединяемые поверхности после тщательной очистки укладываются внахлестку и сжимаются прессом. Происходит пластическая деформация, упрочнение металла и размельчение зерен. Металлы прочно связываются благодаря рекристаллизации, протекающей на границе раздела соединений. Их сращивание происходит вследствие образования новых крупных кристаллов. [c.266]

Стойкость инструментов из шлифовальной шкурки — понятие комплексное. Оно включает в себя прочность и износостойкость абразивных зерен, клеевой связки, основы, места склейки, прочность соединения абразивного покрытия с основой инструмента и др. На практике часто наблюдается низкая общая стойкость инструмента при высокой износостойкости зерен и абразивного покрытия, инструмент снимается со станка и утилизируется при хорошо сохранившемся абразивном покрытии. [c.47]

При длительных процессах возможно снижение температуры и давления. Температуру, давление и длительность устанавливают в зависимости от способа сварки, свойств материала и активности среды. Для большинства металлов в условиях, исключающих окисление, одинаковая прочность соединения достигается как при пониженном давлении и средней температуре (0,7—0,8) Гпл с длительным нагревом, так и при повышенном давлении с кратковременным нагревом до высокой температуры (0,8—Снятие давления до окончания формирования соединения ухудшает его качество. Длительность нагрева особенно важна при малом давлении, когда заполнение неровностей между поверхностями с образованием общих зерен в большой мере зависит от ползучести материала. Длительный нагрев при повышенных температурах с ростом зерен и окислением или оплавлением их границ часто ухудшает качество соединений. [c.14]

С увеличением времени на сварку прочность соединения растет до прочности основного металла. Но чрезмерное увеличение вьщержки времени снижает, прочность соединения в связи с ростом зерен в металле. [c.195]

Основной особенностью кристаллизации с образованием одного ряда зерен является отсутствие присущего пайке разделения компонентов в зоне сплавления. В результате в этом случае ослабленная центральная часть зоны сплавления, играющая роль надреза в шве, отсутствует. Такая форма кристаллизации обеспечивает высокую прочность соединения. [c.115]

До сих пор рассматривались вопросы, связанные с состоянием поверхности свариваемых деталей. Между тем на прочности соединений сказывается исходное состояние металла, из которого выполнены свариваемые детали. Прежде всего это относится к схватыванию (образованию металлических связей) в начале сварки, поскольку схватывание должно зависеть от кристаллографических направлений в атомно-кристаллической решетке металла [102]. Например, количество зон схватывания на свариваемых поверхностях мелкозернистого металла гораздо больше, чем крупнозернистого [41]. Это объясняется увеличением вероятности совпадения на свариваемых поверхностях зерен с близкой кристаллографической ориентацией при уменьшении размера зерна [41]. Совпадение кристаллографической ориентации зерен объясняется и увеличением прочности соединений из весьма чистого алюминия (толщина деталей 0,75 мм), когда текстура проката в деталях ориентирована одинаково [88]. Так, [c.136]

На образование металлических связей при сварке влияет кристаллографическая ориентация решетки металла. При совпадении средней кристаллографической ориентации зерен прочность соединений увеличивается. На прочность соединений влияет также предварительная термическая обработка. [c.145]

Участок неполного расплавления 2 — переходный от наплавленного металла к основному. На этом участке происходит (Образование соединения и проходит граница сплавления, он представляет собой очень узкую область (ОД—0,4 мм) основного металла, нагретого до частичного оплавления зёрен. Здесь наблюдается значительный рост зерен, скопление примесей, поэтому этот участок обычно является наиболее слабым местом сварного соединения с пониженной прочностью и пластичностью. [c.29]

Наибольшую опасность для прочности и пластичности рения представляет кислород, присутствующий по границам зерен в виде легкоплавких соединений. После закалки с 3000 °С слитков рения дугового переплава пластичность увеличивается, что позволяет деформировать их с обжатием 40 % без образования трещин. Увеличение пластичности после закалки связано с повышением растворимости в рении примесей внедрения. [c.144]

Кроме легирования никельхромистого 7-твердого раствора Ti + Al при одновременном или раздельном введении W и Мо необходимы малые добавки В и Се. При этом бор повышает прочность границ зерен сплавов, уменьшая диффузионную подвижность в межкристаллических слоях, вследствие образования тугоплавких боридов, а церий связывает серу в тугоплавкие соединения (рис. 43). [c.180]

Особенности производства керамических материалов сильнее отражаются на окончательных свойствах продукции, чем особенности процессов производства металлических материалов. Массивные керамические конструкции в классическом варианте изготавливают из порошков. Можно проследить связь свойств со многими факторами размерами, формой, чистотой и плотностью порошков, присутствием вторых фаз и их распределением, размерами зерен и состоянием их границ, стабильностью микроструктуры, природой и критическими размерами трещин. Как один из примеров объемная плотность представляет собой основной фактор из числа факторов, определяющих прочность соединения SijN4 сопротивление изгибу возрастает линейно с увеличением плотности [39]. [c.314]

По Тамада Минору применение мелких зерен припоя с охлажденной на них тонкой пленкой флюса предотвраш,ает окисление поверхности припоя в течение длительного времени. Применение серебряных припоев (Ag—Си—Zn Ag—Си— d—Zn Ag—Си— Sn—Zn) в виде прутков, заполненных флюсом, позволило понизить требования к точности подгонки и сборки под пайку [63]. Флюсовое покрытие может быть нанесено в виде эластичного опрессован-ного слоя, содержаш,его кроме флюса специальные компоненты, улучшаюш,ие смачивание, и компоненты, обедненные кислородом и повышаюш,ие прочность соединения. Такое покрытие применено на серебряных припоях [41 ]. [c.190]

В условиях высокой плотности дислокаций и формирования ячеистой структуры приобретают значение новые механизмы развития деформаций поворотные моды [103], термически активируемые процессы [57 ], переползание дислокаций. Определяющим становится взаимодействие не отдельных дислокаций, а дислокационных ансамблей. Недислокационные процессы деформации и разрушения доминируют также при низких гомологических температурах. Естественно, пластичность материалов в таких условиях мала. К примеру, в карбиде и нитриде титана заметную подвижность дислокации приобретают при температурах около 1000° С и важным параметром, определяющим прочностные свойства материалов, оказывается прочность границ зерен и их насыщенность дефектами строения. Большое влияние на подвижность дислокаций оказывает наличие примесей, стехиометрия соединений, число электронов в связных и антисвязных состояниях. [c.6]

После образования достаточно прочного соединения и подавления зон, в которых еще не произошло схватывание, при воздействии внешних сил осуществляется этап II процесса схватьшания по Ю.Д. Красулину и В.Н. Тимофееву [27], развивается объемное взаимодействие. Деформация проходит в объеме уже соединенных зерен (этап III), захватывая большие участки металлов. При этом, поскольку в зоне схватьшания прочность металла выше, пластическая деформация распространяется на слои, лежащие ниже и выше фаницы сцепления металлов. Исключение могут составлять материалы с низкой температурой рекристаллизации, когда соединение двух металлов проходит при температуре ниже порога [c.323]

Светлое кольцо 2, постепенно темнеющее по направлению к центру точки, выявляет зону термического влияния металла, затронутого нагревом. В этой зоне имеются значительные неоднородности в виде так называемых усов , которые представляют собой эвтектические образования, обогащенные медью (фиг. 99). На периферии зоны термического влияния концентрация меди наиболее значительна, о чем свидетельствует светлое кольцо. Наличие зон с повышенной концентрацией меди подтверждается микрорентганограммой этого участка сварного соединения, показанной на фиг. 100. Эвтектика СиАЬ выявляется в виде прослоек- усов по границам зерен. Следует отметить, что усы при металлографических исследованиях часто принимают за трещины ввиду повышенной травимости этих зон реактивами. Усы не снижают прочности соединений и их не следует считать дефектом, если они не выходят на поверхность листов и не достигают плакирующего слоя. В опорных случаях для решения вопроса о наличии трещин или усов целесообразно применять метод микрорентгенографии. [c.159]

Верхняя граница сварки в пластическом состоянии лежит ниже температуры окисления и разрущения границ зерен. При использовании соответствующих газовых сред сварка в пластическом состоянии может производиться при температурах начала плавления границ зерен и интенсивного их насыщения газами. Для больщинства металлов одинаковая прочность может быть получена как при высоком давлении и низкой температуре, так и при низком давлении и высокой температуре. Длительность процесса сварки в условиях малой подвижности частиц при температурах ниже температуры рекристаллизации не играет больщой роли. С повыщением температуры до определенных значений, различных для каждого металла, увеличение длительности сопровождается повыщением прочности. В случае активного воздействия среды прочность соединения с увеличением длительности может понижаться. При температурах, близких к плавлению, диффузионные процессы протекают настолько быстро, что влияние длительности сварки опять проявляется слабо. Указанное выше положение справедливо для сварки сопротивлением и стадии осадки при сварке оплавлением. Выбор наиболее благоприятного сочетания температуры, давления и длительности зависит от свойств материала и химической активности газовой среды, в которой осуществляется сварка. [c.33]

Длительная прочность сварных соединений аустенитных сталей обычно определяется прочностью самой стали. Разрушение сварных образцов, испытываемых на длительную прочность, происходит либо по основному металлу, либо по околошовной зоне. Чувствительность к локальным разрушениям связана с понижением относительной прочности границ зерен за счет выделения по ним различного рода примесей, а также упрочнения тела зерна. Для предотвращения локальных разрушений сварных соединений аустенитных сталей проводят их высокотемпературную термическую обработку (аустенитизацию) с целью снятия сварочных напряжений и эффекта самонаклепа, уменьшают содержание хрома в стали [17, 18]. Весьма стойки против локальных разрушений стали, легированные бором [10], молибденом. Использование сталей, выплавленных на чистой шихте, прошедших электро-шлаковый и, особенно, вакуумнодуговой переплав, значительно повышает стойкость сварных соединений против локальных разрушений и соответственно надежность работы энергетических установок. [c.454]

При сварке меди наиболее распространенной марки М3 содержащаяся в ней закись меди выпадает в форме эвтектики СигО—Си, которая располагается по границам зерен металла переходной зоны и снижает механическую прочность соединения. На микрошлифе закись меди видна в виде включений. На выпадение овтектики СигО—Си влияет скорость сварки, с увеличением которой щирина зоны выпадения эвтектики уменьшается. Введение раскислителей в проволоку и флюс также уменьшает ширину зоны выделения эвтектики. Расплавленная медь, содержащая закись меди, способна поглощать водород и окись углерода, которые диффундируют в медь и взаимодействуют с СигО, восстанавливая его по реакциям [c.228]

Температура и давление при сварке. Влияние температуры в диапазоне 1073—1373 К выяснилось при различных давлениях (4,9 9,8 19,6 49 МПа), продолжительности сварки 5 мин, разрежении 0,13 Па. Из анализа кривых, приведенных на рис. 6, следует, что прочность соединения при всех давлениях сильно зависит от температуры. Кривая 1 (4,9 МПа) показывает, что при увеличении темпера туры на 100 К (с 1073 до 1173 К) прочность соединения увеличивается в 2 раза, а при повышении температуры до 1373 К — в 3 раза. В меньшей степени эта разность праявляется при давлении 9,8 МПа (кривая 2). Так, при повышении температуры от 1073 до 1373 К прочность увеличивается в 2 раза при давлении 19,6 МПа (кривая 3) — в 1,4 раза, а при давлении 49 МПа (кривая 4) — только в 1,2 раза. При давлении 19,6 и 49 МПа прочность соединения увеличивается лишь до температуры 1273 К- При 1373 К наблюдается даже некоторое уменьшение прочности соединения, что вызывается ростом зерен. Изменение размеров зерна оказывает меньшее влияние для давлений 4,9 и 9,8 МПа, когда вследствие слабого контакта между свариваемыми частями наблюдается большой разброс и низкий уровень прочности соединений. Та же закономерность характерна и для температур 1273 и 1373 К при давлениях 4,9 и 9,8 МПа. [c.45]

Влияние давления сжатия на формирование соединений сплава ЭП99 с расплавляющимися прослойками показано на рис. 9. С ростом давления сжатия до 15 МПа толщина прослойки быстро убывает, достигая 10—20 мкм при времени выдержки 6 мин. Эта толщина обусловлена выдавливанием жидкой прослойки и диффузионными процессами. Прочность соединений с такими прослойками зависит от их состава и структуры, которые определяются растворно-диффузионными процессами. В большинстве случаев при давлении сжатия 10—15 МПа и соответствующей температуре по микроструктуре стык обнаружить трудно. Например, при соединении с прослойкой ВПр-7 структура металла в зоне стыка состоит из зерен твердого раствора, а после старения выпадает 7 -фаза. Результаты локального рентгеноспектрального микроанализа показали, что по толщине прослойки состав металла неодинаковый. Распределение элементов прослойки соответствует уравнению диффузии из источника с ограниченным количеством вещества. Исследования влияния температуры сварки на толщину и состав прослоек показали, что с повышением температуры до 1473 К условия выдавливания прослойки улучшаются. Наибольшая концентрация марганца в центре прослойки при температуре 1473 К и давлении сжатия 10 МПа составляла 5,4% (рис, 10). При соединении с прослойкой ВПр-11 состав металла в зоне стыка также близок к составу основного металла (рис, 11), но при снижении температуры сварки до 1398 К в соединении могут быть включения тугоплавких боридов. Исследовали возможность применения в качестве расплавляющихся прослоек двойных систем N1—Мп и N —31, а также напыленных марганца и кремния. Установлено, что за счет выдавливания и развивающихся растворно-диффузионных процессов состав металла в зоне соединения близок к составу металла при сварке с соответствующими прослойками ВПр-7 и ВПр-11. Близкими оказались и механические свойства. [c.178]

Необходимо также отметить существование четвертого класса— дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей, которые приобретают высокую прочность и твердость в результате низкотемпературной термообработки, проводимой после закалки с вы--сокой температуры. Эти сплавы Сг—Fe содержат меньше никеля, чем это требуется для стабилизации аустенитной фазы (или вообще его не содержат). Зато они содержат такие легирующие элементы, как алюминий или медь, которые обеспечивают высокую твердость, приводя к образованию и выделению интерметаллических соединений вдоль плоскостей скольжения или границ зерен. Эти стали применяют в тех же случаях, что и коррозионностойкие никеле- [c.297]

Сплавы типа дуралюмина (например, марки 2017 и 2024) содержат несколько процентов меди и, вследствие выделения uAla вдоль плоскостей скольжения и границ зерен, обладают повышенной прочностью. Выше температуры гомогенизации (приблизительно 480 °С) медь находится в твердом растворе. При закалке этот раствор сохраняется. При комнатной температуре происходит медленное выделение uAlj, и сплав постепенно упрочняется. Если закалка сплава от температур, отвечающих твердому раствору, производится в кипящей воде или, если после закалки его нагреть выше 120 °С (искусственное старение), то uAla выделяется преимущественно вдоль границ зерен. В результате участки, примыкающие к интерметаллическому соединению, обедняются медью. При этом границы зерен становятся анодами по отношению к зернам, а сплав приобретает склонность к межкристаллитной коррозии. Продолжительный нагрев восстанавливает однородность состава сплава в зернах и на границах зерен и устраняет склонность к коррозии такого типа. Однако это сопровождается некоторым ухудшением механических свойств. На практике сплав закаляют примерно от 490 °С, а затем следует старение при комнатной температуре. [c.352]

В последние десятилетия наряду с традиционными материалами появились новые искусственные материалы — так называемые композиты. Строго говоря, термин композитный материал или композит следовало бы относить ко всем гетерогенным материалам, состоящим из двух или большего числа фаз. Сюда относятся практически все сплавы, применяемые для изготовления элементов конструкций, несущих нагрузку. Соединение хаотически ориентированных зерен пластичного металла и второй более прочной, но хрупкой фазы позволяет в известной мере регулировать свойства конечного продукта, т. е. получать материал с необходимой прочностью и достаточной пластичностью. Усилиями металлургов созданы прочные сплавы на основе железа, алюминия, титана, содержащие различные. тегирующие добавки. Достигнутый к настоящему времени предел прочности составляет примерно 150 кгс/мм для сталей, 50 кгс/мм для алюминиевых сплавов, 100 кгс/мм для титановых сплавов. Эти цифры относятся к материалам, из которых можно путем механической обработки получать изделия разнообразной формы. Теоретический предел прочности атомной решетки металла, представляющий собою верхнюю границу того, к чему можно в идеале стремиться, по разным моделям оценивается по-разному, в среднем это 1/10—1/15 от модуля упругости материала. Так, для железа теоретическая прочность оценивается значением примерно 1400 кгс/мм что в десять раз выше названной для сплава на железной основе цифры. В настоящее время существуют способы получепия тонкой металлической проволоки или ленты с прочностью порядка 400—500 кгс/мм , что составляет около одной трети теоретической прочности. Однако применение таких проволок пли лент в конструктивных элементах неизбежным образом ограничено. [c.683]

Сера в фазах, находящихся в стали, растворяться не может Поэтому в стали она располагается между ее зернами в виде лег коплавкого соединения FeS. Это соединение, как бы разъединяя зерна, снижает прочность, пластичность и вязкость стали. Кроме того, соединение FeS образует с соседними зернами стали плавящуюся при 988 °С смесь. Поэтому сильно пораженная серой сталь при ковке (Т > 1100 С) разрушается на фрагменты. В связи с этим говорят, что сера придает стали красноломкость, Плавящиеся при 1620 С зерна MnS находятся внутри зерен стали. Они ме- [c.29]

Так, создаваемые при ВМТО искажения границ в значительной степени предотв-ращают также образование фаз, ослабляющих связь между соседними зернами [16, 13], что приводит к существенному повышению сопротивления хрупкому разрушению. В частности, локализация деформации по границам зерен и связанное с этим искажение межзеренных переходных зон, сохраняемое и после охлаждения, благоприятно изменяют условия обособления, а также форму фаз и соединений, ответственных за развитие отпускной хрупкости стали, и, кроме того, способствуют оптимальному, т. е. соответствующему наивысшей прочности, распределению частиц упрочняющей фазы. [c.49]

Коррозионная среда. В зависимости от состава коррозионной среды МКК аустенитных коррозионно-стойких сталей может развиваться с различными скоростями. Одни среды могут вызывать быстрое разрушение границ зерен до полной потери металлом механической прочности и пластичности, другие — более медленное межкристаллитное разрушение. Быстрое разрушение происходит в растворах азотной, серной и фосфорной кислот, смесях азотной и фосфорной кислот, в муравьиной и уксусной кислотах и др. Присутствие в таких растворах некоторых веществ приводит к значительному ускорению МКК- Так, действие сернокислотных рестворов более интенсивно при наличии в них определенных количеств сульфата железа, сульфата меди, роданистого калия или аммония, соединений серебра и двухвалентной ртути, шестивалентного хрома и т. д. Наиболее часто МКК коррозионно-стойких сталей и сплавов наблюдается в кислых растворах. Кислые среды считаются самыми опасными в отношении МКК и используются для выявления у металла склонности к этому виду разрушения по стандартным методикам. [c.59]

Прочность металлов (сплавов) определяется прочностью зерен и соединения их между собой. У металла (сплава), подвергавшегося механической (прокатка, ковка, прессование) и термической обработке, связь между зернами обеспечивается главным образом силами межатомного взаимбдействия и лишь на некоторых участках границ главным является механическое сцепление. В отличие от этого в литом или плохо обработанном металле между зернами могут быть местами даже пустоты или скопления примесей. [c.225]

Отличительной особенностью всех методов, упрочняющих металл путем уве.пичения числа дефектов, является то, что, после их использования, при повышении температуры восстанавливается регулярность строения металла внутри зерен и прочность падает. Для предотвраш,ения этого падения прочности в самолетных и ракетных конструкциях, а также в газовых турбинах, где температура доходит до 1200—1500° С, ведется большой научно-технический поиск в направлении получения весьма высокой прочности металла за счет устранения из него дефектов. Высокая прочность идеальных по структуре (бездефектных) монокристаллов позволяет использовать весьма высокопрочные так называемые усы в композитных материалах. Устранение одной из категорий дефектов достигается за счет получения чистого (без примесей) металла путем применения вакуумной дистилляции, зонной плавки и разложения летучих соединений металлов. Устранение других дефектов, таких, как дислокации и их источники, не связанных с наличием примесей, достигается воздействием на металл высоких давлений, измеряемых тысячами и десятками тысяч атмосфер. По-видимому, устранение дефектов позволит получить металлы, прочность которых подойдет вплотную к теоретической. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...