Сопротивление усталости при пониженных температурах

В табл. 23 приведены результаты испытаний стали и сварных щвов на усталость при низких температурах (21, показывающие значительное возрастание сопротивления усталости при понижении температуры. [c.69]

СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.217]

Более предпочтительна ВТМО, при которой в дополнение к сказанному сталь приобретает более высокие значения вязкости разрушения (трещи-ностойкости), работы распространения трещины КСТ и сопротивления усталости при пониженной критической температуре хрупкости /зо и меньшей чувствительности к концентраторам напряжений. [c.118]

Общей закономерностью для машиностроительных материалов является повышение сопротивления усталости с понижением температуры. На рис. 16, по данным исследований [180], показаны пределы выносливости различных материалов в зависимости от температуры испытания (база 10 циклов). Как видно, существенное повышение сопротивления усталости с понижением температуры наблюдается не только для гладких образцов, но и для образцов с концентраторами напряжений. Нами были проведены испытания на усталость при температурах до —183° С образцов из мягкой углеродистой стали, хромоникелевой стали и особо твердой закаленной на мартенсит подшипниковой стали [80, 196 ]. [c.29]

При низких скоростях нагружения (f=10-i-20 гц) создаются благоприятные условия для развития односторонних пластических деформаций и деформаций ползучести вследствие увеличения продолжительности работы материала на максимальных напряжениях в течение одного цикла нагрузки. Это приводит к понижению сопротивления усталости при высоких температурах и низких частотах нагружения в ряде случаев при умеренных темпе- [c.138]

Опыты показали, что наибольшее повышение сопротивления усталости обнаружила мягкая углеродистая сталь. Закаленная подшипниковая сталь не изменила своих свойств при понижении температуры испытания от +20 до —75° С. Какого либо порога критической температуры усталости (подобно критической температуре хрупкости) не обнаружено. [c.29]

Улучшаемые легированные стали применяют для большой группы деталей машин, работающих не только при статических, но и в условиях циклических и ударных нагрузок (валы, штоки, шатуны и др.), концентрации напряжений, а в некоторых случаях и при пониженных температурах. При выборе стали кроме предела текучести, вязкости, чувствительности к надрезу важное значение имеют верхний и нижний пороги хладноломкости, сопротивление усталости. [c.264]

При понижении температуры сопротивление усталости титановых сплавов повышается и лишь при температуре жидкого водорода (—253° С) усталостная прочность некоторых сплавов (например, ВТ6) несколько снижается. [c.155]

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]

Твердость как после кратковременного, так и длительного отпуска тем выше, чем большей она была непосредственно после закалки. Это правило справедливо в том случае, когда более высокая твердость реализуется за счет повышения концентрации углерода (и хрома) в аустени-те, т. е. когда она практически получена измельчением исходной структуры или повышением температуры закалки. Высокая твердость, полученная при большой скорости охлаждения (в воде) и закалке с пониженной температуры (800—820 С), быстро падает с повышением температуры отпуска. Поэтому сталь, нормально закаленная в масле с температуры 850° С, имеет более устойчивую против отпуска твердость, чем сталь, нормально закаленная с температуры 800° С в воде. К сталям для подшипников качения предъявляют требование максимального сопротивления контактной усталости и истиранию. Это требование удовлетворяется в наибольшей степени, когда сталь обладает высокой упругостью (твердостью) в сочетании с относительно высокой вязкостью. [c.370]

Эффект Ребиндера [282, 346] — понижение напряжения течения, предела усталости и сопротивления ползучести при погружении образца в поверхностно активное вещество (например, цинка, олова, алюминия в олеиновую кислоту) объясняется уменьшением поверхностной энергии. Эффект зависит от температуры и скорости деформации, что указывает на связь с термически активируемыми процессами, от концентрации активного вещества. Максимальный эффект наблюдается при некоторой концентрации, зависящей от температуры. Для случая олова энергия активации снижения прочности 8-10 2о дж 0,5 эв), что близко к энергии активации самодиффузии олова по границам зерен или поверхности. [c.319]

Исследования циклической прочности в области низких температур свидетельствуют о том, что для всех металлов с понижением температуры предел выносливости увеличивается. Наиболее существенен рост сопротивления усталости у углеродистых сталей причем при наличии концентратора напряжения предел выносливости повышается меньше, чем у гладкого элемента. [c.292]

ГЛАВА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ YIJ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.217]

Этот случай проиллюстрирован графически на рис. 6.47. При 430 °С сопротивление усталости почти не изменяется по сравнению с комнатной температурой, однако при 816 °С оно значительно падает. Тем не менее, усталостная долговечность, определенная экспериментально, несколько больше долговечности, рассчитанной по правилу 10 %. Можно заключить, что хотя температура довольно высока, а скорость деформации низка понижение усталостной долговечности попадает в пределы 10 % от усталостной долговечности при комнатной температуре. [c.231]

Как у гладких, так и у, надрезанных образцов сопротивление усталости обычно растет с понижением температуры у конструкционных сталей в 2 раза при переходе от +20 к —180°С и падает с ее повышением — для стали выше 300° С примерно на 15—20% на каждые 100° С для жаропрочных сплавов на 5—10% на 100° С. [c.190]

Вторая группа включает параметры, оценивающие сопротивление материалов переменным и длительным статическим нагрузкам. При повторном нагружении в области многоцикловой усталости определяется предел выносливости на базе 10 -н2-10 циклов. Малоцикловая усталость отделяется от многоцикловой условно выбранной базой испытания (Л >5-10 циклов) и отличается пониженной частотой нагружения ( = 0,1-н5 Гц). Сопротивление малоцикловой усталости оценивается по долговечности при заданном уровне повторных напряжений или пределом малоцикловой усталости на выбранной базе испытаний. Сопротивление длительным статическим нагрузкам определяют, как правило, при температуре выше 20°С. Критериями сопротивления материалов длительному действию постоянных напряжений и температуры являются пределы ползучести (То,2/-с и длительной прочности Сх. Предел длительной прочности определяют при заданной базе испытаний, обычно 100 и 1000 ч, предел ползучести — по заданному допуску на остаточную (обычно 0,2%) или общую деформацию при установленной базе испытаний. [c.46]

У хромоникельвольфрамовых аустенитных сталей (45Х14Н14В2М) повышенные жаропрочность и сопротивление усталости при высоких температурах. Сталь 45Х14Н14В2М находит применение для выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания. Для длительных сроков службы при температурах 600-650 °С рекомендуется сталь того же типа с пониженным содержанием С (до 0,15 %). [c.552]

Результат наложения ка переменные напряжения статических напряжений сжатия зависит от температуры и уровня предела выносливости при симметричном цикле. Эффективность сжимающей нагрузки, измеряемая отношением оаМ-ь как показали испытания сплава ХН77ТЮРУ при 250 С значительно выше, чем при 550° С. Отсюда следует, что применение поверхностного наклепа для деталей из сплава ХН77ТЮРУ, эксплуатируемых при 550° С, мен еэф-фективно, чем при т-емпературах до 250 С. Кроме того, длительное действие высокой температуры способствует релаксации и перераспределению остаточных напряжений в поверхностном слое детали. Статические напряжения сжатия компенсируют отрицательное влияние остаточных напряжений второго и третьего рода в высоколегированных сплавах, которое проявляется в понижении сопротивления усталости при нормальной температуре. На рис. 2.36 приведена кривая Wa-i =f( (T-i)> построенная по результатам испытания образцов гладких и с концентраторами напряжений из сплава ХН77ТЮРУ при базовом числе циклов Л б = 2-10 ... 2-10 . [c.69]

При понижении температуры сопротивление усталости сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов заметно повышается, причем особенно интенсивно при снижении температуры ниже —70°С. При температуре жидкого азота (—196°С) это повышение может достигать 50% и более [24]. При низких температурах увеличивается солротивление усталости и образцов с надрезами, однако в разной степени, что приводит к возрастанию эффективного коэффициента концентрации напряжеиий. Сопротивление усталости алюминиевых сплавов возрастает при понижении температуры меньше, чем у сталей. [c.146]

Поверхностный наклеп конструкций производили пневматическим инструментом с одно- или многобойковьш упрочнителем. Элементы конструкций испытывали на усталость при различных условиях нагрузки до и после поверхностного наклепа. Температура испытаний -f20 и —30° С. Полученные результаты показали, что поверхностный наклеп существенно повышает сопротивление усталости в условиях испытания как при нормальной, так и при пониженной температуре. При отрицательной температуре эффект оказался более значительным, чем при положительной. Это обстоятельство объяснено авторами большей устойчивостью благоприятных остаточных напряжений в условиях низких температур, когда сопротивление металла пластическому деформированию повышено. [c.218]

Наиболее интересными с практической точки зрения являются исследования, в которых определяются условия увеличения долговечности деталей в результате уменьшения скорости роста усталостных трещин. Увеличение прочностных и пластических характеристик материала (ств, стт, i ), уменьшение размера структурных составляющих, увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения, уменьшение жесткости двухосного напряженного состояния, понижение температуры испытания и наличие вакуума — вот далеко не полный перечень факторов, приводящих к уменьшению скорости роста трещины. Увеличение сопротивления усталости, связанное с затруднением роста трещины, происходит и при упрочнении границ зерен дробной механотермической обработкой, и при взрывном упрочнении, приводящем к замораживанию дислокаций [8]. Торможения развития трещин добиваются также применением композиционных материалов, в которых трещина либо вязнет в мягких слоях, либо не может разрушить более прочные армирующие волокна. [c.7]

В зависимости от соотношения влияния этих процессов в данных условиях испытания возможно как упрочнение, так и разупрочнение предварительно деформированного металла. При повышении температуры и продолжительности испытания роль и значение процессов разупрочнения возрастает по сравнению со значением деформационного упрочнения, что в случае наклепа приводит к понижению характеристик усталости и жаропрочности сталей и сплавов по сравнению с ненаклепанным состоянием. На характер зависимостей длительной прочности, ползучести и сопротивления усталости от предварительного наклепа влияет субструктура, возникающая в зернах в результате предварительной деформации металла и отжига. [c.200]

Сталь 13Х12Н2МВФБА, дополнительно легированнан ниобием и азотом, обладает большей термостойкостью структуры и при этой же температуре испытания лучше сопротивляется усталостному разрушению. У стали, подверженной отпуску при 700°С, предел выносливости снижается лишь на 15 % (с 440 до 380 МПа). С понижением температуры отпуска до 600°С при тех же условиях испытания предел выносливости уменьшается с 620 до 500 МПа. Обнаружено, что при повышенных температурах испытания относительное снижение сопротивления усталости тем больше, чем ниже температура отпуска стали. [c.108]

Созданием мелкозернистой структуры обычно улучшают разрывные свойства, сопротивление усталости и ползучести при пониженных и промежуточных температурах. (рис. 15.6). Измельчение зерна за счет относительно быстрой кристаллизации сопровождается более равномерным распределением выделений т -фазы и склонностью к формированию массивных коагулированных карбидных частиц. Такую форму карбидных частиц предпочитают форме иероглифов, особенно в условиях, способствующих развитию усталостных явлений. Тогда карбидные частицы не принимают участия в формировании свойстй суперсплава. Если же рабочая температура повышается и нет непрерывных плен структуры типа "ожерелье", [c.176]

На рис. 18 показаны (по данным ЦНИИТМАШа) зависимости пределов выносливости жаропрочных аустенитных сталей от температуры испытания. Как правило, аустенитные стали имеют условный предел выносливости при 500° С приблизительно такой же величины, что и при 20° С. Однако имеются исключения например, стали 12Х18Н9Т и IX16Н13М2Б при повышении температуры испытания показывают резкое понижение сопротивления усталости. [c.30]

Установлено, что модули динамического изгиба остаются высокими при повышенных температурах. Нанример, композиционный материал с 30 об. % волокна, имевший при комнатной температуре модуль упругости 32 10 фунт/кв. дюйм (22 498 кгс/мм ), сохранял значение 29 10 фунт/кв. дюйм (20 389 кгс/мм ) при 1200° F (649° С). Методом резонирующей консольной балки было определено сопротивление усталости. Композиционные материалы по сравнению с матрицей обнаружили тенденцию к некоторому понижению сонротивления усталости в принятых условиях испытания. Было высказано нредполоя ение, что вклад в наблюдаемый эффект вносит несколько факторов. Наиболее важным среди них считали эффект надреза, вызываемый свободными волокнами на поверхности. В число предполагаемых факторов включены также измененное состояние матрицы из-за наличия кислорода и предпочтительной ориентации и остаточные напряжения. По-видимому, контролирующим фактором является деформация матрицы. [c.312]

Для алюминиевых сплаЕОв и при действии коррозионно активных сред для других материалов Понижение частоты приводит к уменьшению сопротивления усталости в условиях нагружения при комнатной температуре. Значение максимального напряжения цикла, соответствующего разрушению от одного до ста циклов нагружения, а п ах получено из условия равейства суммы деформации [c.35]

Прочность инваров 36Н и 36НХ невысока. Инвары не упрочняются термической обработкой и незначительно упрочняются при пластическом деформировании. Предел усталости а при 20 °С составляет 250 МПа на базе 10 циклов. По сопротивлению усталости инвар близок к хромоникелевой аустенитной стали 12Х18Н10Т. Ударная вязкость инваров мало изменяется с понижением температуры. [c.393]

Например, при закалке зубьев крупных зубчатых колёс последовательным нагревом по частям у впадины зуба часто получаются полосы пониженной твёрдости с растягивающими напряжениями в месте перехода закалённого слоя к незакалённому (обрыв закалённого слоя), что снижает сопротивление усталости зубьев. Для устранения этого недостатка после закалки с нагревом ТВЧ зубья колёс дополнительно упрочняют наклёпом дробью. Такая комбинированная обработка увеличивает на 60 % и более предел выносливости зубьев зубчатых колёс, изготовленных из стали 45, по сравнению с зубчатыми колёсами, прошедшими только закалку с нагревом ТВЧ с последующим отпуском при температуре 180-200 °С в масле. [c.33]

Поверхностное пластическое деформирование, осуществляемое при температурах, меньших температуры рекристаллизации [20] - технологически простой и эффективный метод улучшения свойств поверхностного слоя деталей - находит широкое применение в производственной практике. Применение ППД позволяет при минимальных затратах повысить сопротивление усталости [36-41], износостойкости [8, 70], сопротивление усталости в коррозионной среде [20, 69], получать минимальную шероховатость поверхности без существенного изменения размеров и исключение насыщения слоя абразивом [15, 50, 63, 93], повышать прирабатывае-мость [63-66]. Простота метода, дешевизна делают его пригодным для всех металлов и сплавов (исключение составляет олово и некоторые другие металлы, у которых температура рекристаллизации ниже комнатной) и практически доступным для упрочнения деталей любой конфигурации. Кроме того, механические способы упрочнения поверхностным наклёпом имеют еще ряд преимуществ перед другими методами поверхностного упрочнения границы наклёпанной поверхности не являются зонами пониженной прочности (перенаклёп, как вредное явление, не рассматривается), как это, например, имеет место при поверхностной закалке и некоторых других методах эффективность наклёпа значительно меньше зависит от режима обработки, чем это имеет место при других видах поверхностного упрочнения возможность создавать упрочнённые слои металла в широких пределах - от 0,28 мм при гидродробеструйной обработке до 40-50 мм при взрыве при повышении сопротивления усталости ударная вязкость материала снижается значительно меньше, чем при других методах поверхностного упрочнения. Упрочняются ППД как детали малых, так и очень крупных размеров. [c.35]

СМЫСЛ, так как сопротивление усталости в этих условиях зависит от числа циклов, сколь велико оно ни было бы. При весьма высоких температурах наклон кривых усталости у жаропрочных сплавов может по достижении большого числа циклов резко увеличиться, что связано с разупрочнением при этих температурах. В высокожаропрочных литейных сплавах типа ЖСбК, ВЖЛ12 при затвердевании и охлаждении от температуры закалки на межфазных границах образуются значительные напряжения (до 4(Ю МПа). В условиях нагружения действующие напряжения суммируются с напряжениями, создаваемыми внутренними дефектами (крупными карбидами, микропорами и др.), что оказывается эквивалентным действию внешних концентраторов. В результате сопротивление усталости таких сплавов оказывается пониженным, особенно при низких температурах с повышением температуры о. повышается в связи с процессами релаксации напряжений и повышением пластичности (рис. 2.65). Улучшение морфологии карбидных фаз, достигаемое микролегированием гаф- [c.175]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...