Старение материалов деталей машин

Старение материалов деталей машин [c.8]

Область существования процесса старения. Любой процесс старения возникает и развивается лишь при определенных внешних условиях. Для оценки возможных видов повреждения материалов деталей машин необходимо установить область существования процесса старения и в первую очередь условия его возникновения. Для возникновения процесса обычно должен быть превзойден определенный уровень нагрузок, скоростей, температур или других параметров, определяющих его протекание. Этот начальный уровень или порог чувствительности особенно важно знать для быстропротекающих процессов старения, когда после возникновения процесса идет его интенсивное лавинообразное развитие. Часто порог чувствительности связывают с некоторым энергетическим уровнем, который определяет начало данного процесса. Например, упомянутая выше энергия активации определяет энергетический уровень, начиная с которого может идти процесс изменения свойств материала. [c.66]

Виды повреждений определяют содержание ремонтов машины. Допустимые повреждения деталей устраняются плановыми ремонтами машины. Отказы деталей из-за недопустимых повреждений устраняются в ходе аварийных ремонтов. Ремонт этих деталей не может быть предусмотрен планом, так как возникновение отказа не должно иметь места и является следствием неправильной эксплуатации или некачественного изготовления машин. Допустимые повреждения вызываются в основном старением материалов, из которых они изготовлены. [c.36]

В основу расчетов надежности при действии негрубых ошибок полезно положить теорию точности механизмов и электрических устройств. Однако переход от определения точности машин к оценке их надежности при действии негрубых ошибок все же требует больших добавочных исследований, т. е. необходимо накапливать, статистически обрабатывать и систематизировать сведения об изменении первичных ошибок с течением времени. Важно удачно выбрать и строго соблюдать определенные условия, при которых производится экспериментальное изучение изменений первичных ошибок в результате старения материалов, износов, температурных воздействий, действия сил. Тогда вероятность соответствия выходных сигналов допускам будет зависеть от времени и обеспечит надежность машины при действии негрубых ошибок. Все вредные процессы по скорости их протекания можно разделить на три группы [103] быстро протекающие (вибрации, изменения условий трения, колебания нагрузок и др.) процессы, протекающие со средней скоростью (изменение температуры машины и окружающей среды, изменение влажности и др.) медленно протекающие процессы (износ и коррозия основных деталей, усталость, ползучесть, перераспределение внутренних напряжений и др.). [c.55]

Механические закономерности деформирования и соответствующие теории ползучести рассмотрены в разд.2. Для расчетов деталей машин и элементов конструкций с неоднородными полями напряжений можно использовать простейшие теории ползучести. По теории старения с использованием кривых ползучести и релаксации строят изохронные кривые деформирования (ряс. 3.1.5). Для конструкционных металлических материалов их можно аппроксимировать степенным уравнением (3.1.8) с показателем упрочнения m—f T), снижающимся с увеличением т. При этом значения и также уменьшаются по степенному закону [4]. [c.133]

Надежность тепловоза, определяемая совершенством его конструкции и технологией изготовления, в процессе эксплуатации постепенно снижается вследствие изнашивания трущихся деталей, коррозии, усталости металла, старения материалов и других вредных процессов. Они вызывают повреждения, устранение которых становится необходимым для безотказной работы тепловоза. ...Какой бы совершенной конструкции машина ни вступала в процесс производства, — писал К. Маркс, — при ее употреблении на практике обнаруживаются недостатки, которые приходится исправлять дополнительным трудом. С другой стороны, чем больше вышла она за предел своего среднего возраста, следовательно, чем больше сказывается действие нормального изнашивания, чем больше изношен и старчески слаб материал, из которого она сделана, тем многочисленнее и значительнее становятся ремонтные работы, необходимые для того, чтобы поддержать существование машины до конца периода средней продолжительности ее жизни... [c.3]

Выход из строя деталей и рабочих органов машин при нормальных условиях эксплуатации происходит вследствие различных видов физического износа усталостных разрушений, ползучести материалов, механического износа, коррозии, эрозии, кавитации, старения материала и др. [c.13]

Долговечность и сохраняемость машин, оборудования и сооружений определяются качеством изготовления деталей, узлов и агрегатов, входяш их в их состав, а также характером факторов среды. Эти эксплуатационные свойства во многом зависят от интенсивности развития процессов коррозии металлов, старения полимеров и биоповреждений материалов конструкций. [c.10]

Классификация процессов старения по их внешнему проявле-нию, Поскольку процессы старения характеризуются сложными и разнообразными явлениями, происходящими в материалах деталей машины, их классификацию целесообразно провести в зависимости от того внешнего проявления, к которому привел данный процесс. По внешнему проявлению процесса, т. е. по деформации детали, ее износу, изменению свойств и другим показателям, можно судить о степени повреждения материала детали и, следовательно, оценить близость изделия к предельному состоянию. [c.80]

Современные методы расчета деталей машин на прочность позволяют в ряде случаев определить не только несуп1ую способность деталей, но и оценить, как показано выше, срок их старения и надежность. Обеспечение прочности и надежности машин особенно важно при применении материалов с новышен- [c.219]

Старение деталей машин, их несущая способность и прочность при переменной нагруженности зависят от концентрации напряжений, абсолютных размеров, свойств материалов и качества поверхностного слоя деталей, окружающей среды п других факторов. Металлографические, рентгеновские и исследования, выполненные с помощью электронных микроскопов, позволили открыть ряд новых явлений, сопровождающих повторную деформацию и последующее (часто внезонное) разрушение материалов под действием повторных нагрузок. Это явление называется пределом выносливости металлов. Субми-кроскопические трещины усталости образуются на ранней стадии деформирования, после числа циклов, составляющего 10—20% общей долговечности. Видимая трещина образуется незадолго до окончательного разрушения детали. С помощью методов дефектоскопии в ряде случаев можно контролировать величину и скорость распространения трещин в деталях машин и определять пределы безотказной работы при медленно развивающихся трещинах усталости. [c.223]

Интенсивное в глубокое окисление смазочных материалов, протекающее обычно при температурах выше 70 С, сопровождается образованием уже в начальной стадии старения низкомолекулярных водорастворимых кислот, вызывающих корро№ю металлических поверхностей, трудноудаляемых смолистых осадков, а также коксообразных нагаров, нерастворимых в масле соединений, отлагающихся в картерах, ва клапанах, поршневых кольцах и других деталях машин и механизмов. [c.300]

На этот вопрос можно дать несколько ответов. Даже идею вечного двигателя многие считают беспочвенной фантазией и бессмыслицей, которая многих сбила с праведного пути. Физик скажет, что перпетуум мобиле представляет собой двигатель, который, будучи однажды приведен в движение, сам по себе удерживается в этом состоянии сколь угодно долго и при этом в случае необходимости способен еще совершать полезную работу. Но что подразумевается под словами сколь угодно долго Означает ли это вечно, всегда А что следует понимать под выражением сам по себе Если заменить его, например, словами собственной силой , то откуда и как возникает эта сила Ученые разных времен подвергали приведенное определение обстоятельному анализу, однако в окончательных выводах они бьшали единодушны далеко не всегда. Так, одной из наиболее примечательных проблем в полемике являлась, к примеру, задача сохранения вечного движения, т.е. поддержания его в условиях ограниченной прочности, старения материалов и увеличивающегося износа деталей двигателя. Другая спорная проблема заключалась, так сказать, во внутренней ценности такой машины, когда решался вопрос, можно ли считать вечным двигателем только ту машину, которая, будучи собранной полностью, немедленно начнет работать сама по себе, или все же допустимо сообщить подобному устройству некий начальный двигательный импульс. Спор велся и о том, относится ли к основным признакам перпетуум мобиле условие, чтобы он, будучи приведен в движение, одновременно совершал некоторую полезную работу. [c.11]

Детали машин в процессе работы испытывают действие статических или перемепных напряжений. Если эти напряжения превышают определенный уровень, то в материале детали по истечении определепного времени пли числа циклов изменения напряжений начинают происходить необратимые изменения, которые вызывают старение и потерю работоспособности деталей. [c.217]

Рассматривая физическую сущность старения, следует отметить, что невозможно описать надежность изделия, находящегося под действием нагрузки и среды, без учета времени и, особенно, долговечности изделия. В изделии, испытывающем старение, уменьщение нагрузки увеличивает его долговечность. Допустимая нагрузка на изделие зависит от количества энергии и материала, присутствующего в среде, и требуемой долговечности. Повыщение долговечности изделий можно осуществить путем увеличения прочности изделия, уменьшения нагрузки, приложенной к изделию, и уменьшения скорости старения изделия. В процессе проектирования машин выбирается коэффициент запаса прочности и соответствующая надежность. Реальный запас надежности в значительной степени определяется процессом производства. Послепроизводственные события, происходящие в период эксплуатации, связаны с величинами приложенных нагрузок и скоростью старения. Изменение скорости старения (долговечности) можно обеспечить путем применения соответствующих материалов для изготовления деталей и защиты их от воздействия внешней среды (потоков энергии) и проникновения материалов, вызывающих нарушения нормальной работы деталей соединений (наличие барьеров). [c.218]

Эти сплавы характеризуются повышенными антикоррозионными, высокими механическими и технологическими свойствами и относительно большой прочностью. Они хорошо прокатываются, отливаются, обрабатываются давлением и резанием. В катанном состоянии ав 600- 700 МПа и 6=40- 45%. Эти сплавы являются хорошим конструкционным материалом для некоторых химических аппаратов, работающих в среде H2SO4 и НС1 невысоких концентраций, а также в уксусной и фосфорной кислотах. Нужно отметить также близкий по коррозионным характеристикам сплав монель-К, имеющий состав, % 66 Ni 29 Си 0,9 Ре 2,7 А1 0,4 Мп 0,5 Si 0,15 С. Для этого сплава характерно, что он подвергается упрочнению при старении. В подобном состоянии он имеет высокие (для цветных металлов) механические свойства ав=ЮОО МПа при 6=20%. Монель-К применяют для изготовления частей машин, имеющих значительную силовую нагрузку, например, деталей центробежных насосов, а также для болтов, если невозможно использовать сталь из-за ее недостаточной стойкости или опасности наводороживания. Дефицитность исходных компонентов — никеля и меди сильно ограничивает распространение сплавов на их основе. [c.227]

Машино-, приборостроение и многие другие отрасли народного хозяйства используют материалы, прошедшие деформационное, термическое или xимикo-tepмичe кoe упрочнение. Часто традиционные способы упрочняющих технологий оказываются недостаточно эффективными при решении задач новой техники. Это привело к тому, что в последнее время появились способы и режимы, в основе которых лежат приемы, позволяющие интенсифицировать многие физико-химические процессы за счет использования природы материалов и особенностей протекающих в них структурных превращений. К ним можно отнести лазерную и плазменную обработку, применение которых позволяет достичь сверхвысоких скоростей нагрева и охлаждения, что, в свою очередь, приводит к уникальным структурным изменениям, динамическому старению (старению под напряжением) и т. д. На основании теоретических и лабораторных исследований уже сейчас разработаны некоторые технологии, использующие эти эффекты. К таким технологиям может быть отнесена термоциклическая обработка (ТЦО), первые исследования которой. были начаты еще в середине 60-х годов. ТЦО состоит из периодически повторяющихся нагревов и охлаждений по режимам, учитывающим внутреннее строение материала, а именно разницу в теплофизических характеристиках фаз, объемный эффект фазовых превращений и др. Такой подход делает возможным за довольно короткое время, включив в Работу практически все резервы, сформировать оптимальную структуру. 1 При этом могут быть существенно расширены возможности в части полу-) чения материалов с заданными свойствами и совершенствование на этой юснове машин, конструкций, отдельных узлов и деталей. Все это ставит ТЦО в разряд перспективных направлений в металлообработке. [c.3]

Большинство отказов связано с необратимыми процессами в машинах (процессами старения). Их внешними проявлениями являются разрушение, деформация, изменение свойств материалов (механических и магнитных, структуры, химического состава), загрязнение смазки и топлива, разъедание (коррозия, эрозия, кавитация, прогар, трещинообразование и т. д.), наростообразова-ние (налипание, нагар, заращивание отверстий — облитерация и т. д.), изменение свойств поверхностного слоя (шероховатости, твердости, напряженного состояния и др.), износ (истирание, усталость поверхностных слоев, смятие, перенос металла), изменение условий контакта (площади касания, сплошности смазки и др.) [50]. Наиболее характерными для ПТМ внешними проявлениями процессов старения являются разрушение и износ деталей. Их природа более подробно рассмотрена ниже. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...