Термическая структурные — Возникновение Причины

При различных технологических операциях различны и причины, приводящие к неоднородным объемным деформациям, т. е. причины, вызывающие появление остаточных напряжений. В сварочном процессе, например, такими причинами являются температурный цикл сварки, структурные превращения в металле шва и в зонах термического влияния и изменение растворимости газов, окружающих сварной шов. Литейные остаточные напряжения возникают как следствие неравномерного (по объему детали) остывания отливок. При обработке давлением источником возникновения остаточных напряжений может быть неравномерная пластическая деформация. [c.210]

Причиной возникновения структурных остаточных напряжений (при термической обработке, сварке и других термических воздействиях) является образование в смежных участках материала или детали структур, отличающихся параметром кристаллической решетки и по удельному объему. Напряжения этого вида не [c.210]

Причинами возникновения сварочных напряжений являются неравномерность распределения температуры при сварке и жесткость свариваемых элементов, препятствующая свободному развитию тепловых деформаций и вызывающая возникновение пластических деформаций. При сварке закаливающихся сталей на развитие сварочных напряжений влияют также структурные превращения в шве и зоне термического влияния, сопровождающиеся изменением объема. В сварных соединениях разнородных сталей проведение термической обработки приводит к появлению нового вида термических внутренних напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых деталей (п. 5 главы II). [c.59]

Сделанные до сих пор оценки теоретической прочности при сдвиге идеальных монокристаллов выполнены в предположении, что кристалл испытывает чистый сдвиг и сила, нормальная к плоскости скольжения, отсутствует. Учет растягивающих и сжимающих напряжений должен сильно повлиять на величину Ттах-Приведенные оценки теоретической прочности относились к температуре абсолютного нуля. Однако теоретическая прочность зависит от температуры по двум причинам. Во-первых, следует учитывать температурное изменение упругих постоянных, параметров решетки и поверхностной энергии и, во-вторых, термические флуктуации. При температуре, отличной от 0° К, в кристалле имеется конечная вероятность возникновения дислокаций под действием приложенных напряжений и термических флуктуаций [49, 50], что, как показывает расчет, приводит к небольшому уменьшению прочности с температурой. Между тем это противоречит хорошо известному экспериментальному факту о значительном понижении прочности с температурой. Последнее обусловлено влиянием температуры на свойства структурных де- [c.281]

Причина возникновения МКК чаще всего — неправильно проведенная термическая обработка либо проведение технологических операций (сварка, штамповка, гибка и др.) в опасном температурном интервале. Кроме того, МКК может возникать при длительной эксплуатации оборудования при повышенных температурах, а также при неправильном выборе структурного класса стали или системы легирования для определенной коррозионной среды. [c.50]

Горячие трещины образуются непосредственно в сварном шве в процессе кристаллизации, когда металл находится в двухфазном состоянии. Причинами их возникновения являются кристаллизационные усадочные напряжения, а также образование сегрегаций примесей (серы, фосфора, кислорода), ослабляющих связи между формирующимися зернами. Склонность к образованию горячих трещин тем выше, чем шире интервал кристаллизации и ниже металлургическое качество стали. Углерод расширяет интервал кристаллизации и усиливает склонность стали к возникновению горячих трещин. Холодные трещины образуются при охлаждении сварного шва ниже 200 - 300 °С преимущественно в зоне термического влияния. Это наиболее распространенный дефект при сварке легированных сталей. Холодные трещины редко встречаются в низкоуглеродистых сталях и особенно в сталях с аустенитной структурой. Причина их образования — внутренние напряжения, возникающие при структурных превращениях (особенно мартенситном) в результате местной закалки (подкалки). Увеличивая объемный эффект мартенситного превращения, углерод способствует появлению холодных трещин. [c.290]

Представляет интерес возникновение пяти структурных зон в большом стальном слитке зоны замороженных кристаллов, столбчатой и равноосной и снова столбчатой, а затем опять равноосной в центральной части слитка. Причиной образования двух столбчатых зон может быть немонотонное изменение термического и диффузионного переохлаждения на фронте кристаллизации по мере продвижения фронта к центру. Образование второй столбчатой зоны связано с тем, что примеси, служащие зародышами кристаллизации равноосной зоны, оказываются исчерпанными, а спонтанное зарождение при данной степени переохлаждения не происходит, и дальнейшая кристаллизация может осуществляться только путем роста кристаллов, вследствие чего на гранях равноосных кристаллов начинается рост в направлении отвода тепла и появляется новая столбчатая зона. Ширина этой зоны зависит от количества примесей, на фронте ее кристаллизации, которые становятся зародышами кристаллизации равноосных зерен благодаря нарастающему диффузионному переохлаждению. [c.87]

В настоящее время необходимо добиваться высокого качества деталей, восстановленных наплавкой, после их длительной работы на износ. Известно, что локальное термодиффузионное воздействие процесса электродуговой наплавки и связанная с ним особенность кристаллизации наплавляемого. металла, неодинаковые условия охлаждения объемов, нагретых до различных температур, способствуют формированию в зоне наплавки таких структур, гетерогенность которых является причиной неравномерности распределения механических свойств по сечению восстанавливаемой детали. Эти обстоятельства приводят к возникновению внутренних напряжений между зонами термического влияния и в результате — к появлению холодных трещин и снижению долговечности восстановленных деталей. Применение традиционных методов ТО для устранения отрицательных последствий высокотемпературного процесса наплавки не всегда эффективно, например, из-за структурной наследственности металла. [c.228]

Неравномерное увеличение размеров закаливаемой детали при образовании мартенсита является причиной больших структурных напряжений, возникающих при закалке. Коэффициент термического расширения мартенсита в полтора раза меньше коэффициента термического, расширения аустенита, что также способствует возникновению напряжений в стали при охлаждении, когда одновременно с мартенситом присутствует аустенит. Все это может привести к короблению и даже к растрескиванию деталей при закалке. [c.181]

Несплавление материала наблюдается также и при выполнении пересекающихся швов при сварке плавких фторопластов. Причиной возникновения дефекта в данном случае, по-видимому, являются структурные изменения материала в околошовной зоне предыдущего шва, резко снижающие способность материала к образованию сварного соединения. Предотвратить образование дефекта в этом случае можно лишь тщательной предварительной обработкой мест, подвергшихся термическому воздействию, химическим или механическим способом. [c.81]

Причины возникновения остаточных напряжений и деформаций. Основной причиной возникновения внутренних напряжений в металле является изменение температурного состояния этого металла, объемные изменения и отсутствие свободного перемещения нагреваемых участков. Величина и характер этих напряжений, в свою очередь, связаны с величиной температуры нагрева металла, скоростью и равномерностью нагрева и охлаждения, возможностью свободного увеличения или уменьшения геометрических размеров термически обрабатываемого изделия, структурными превращениями и физическими свойствами металла. [c.29]

Причины возникновения электрохимической гетерогенности поверхности металла могут быть самыми различными (анизотропность кристаллов, структурная неоднородность, неодинаковая степень механической или термической обработки поверхности металла, неоднородные внутренние напряжения и пр.). Наличие примесей и загрязнений в металлах, а также других неоднородностей обычно приводит к возникновению на поверхности металла на границе металл — раствор многочисленных микроскопических кор- [c.28]

Деформации от внутренних напряжений. Внутренние напряжения возникают при изготовлении заготовок и в процессе их механической обработки. В литых заготовках, штамповках и поковках возникновение внутренних напряжений происходит из-за неравномерного охлаждения, а при термической обработке деталей — по причине неравномерного нагрева и охлаждения и структурных превращений. Для полного или частичного снятия внутренних напряжений в литых заготовках их подвергают естественному или искусственному старению. Естественное старение представляет собой весьма длительное выдерживание заготовки на воздухе. Искусственное старение осуществляется путем медленного нагрева заготовок до 500—600° С, выдержки при этой температуре в течение 1—6 ч и последующего медленного охлаждения. Старение литых заготовок корпусных деталей, как например блоков цилиндров, является весьма важным и, как показывают исследования, из-за отсутствия полного старения соосность постелей коренных подшипников нарушается ввиду остаточных внутренних напряжений. Для снятия внутренних напряжений в штамповках и поковках их подвергают нормализации. Внутренние напряжения в процессе механической обработки возникают в поверхностном слое и могут быть сжимающими или растягивающими. Сжимающие напряжения повышают усталостную прочность деталей, растягивающие снижак)т. Напряженное состояние приводит к деформированию детали. По мере последовательного проведения всех этапов механической обработки с использованием все более легких режимов резания внутренние напряжения постепенно снижаются и на последнем этапе обработки часто ими можно пренебречь. [c.20]

При процессах переработки термопластов происходит ориентация макромолекул, причем прочность материала в направлении ориентации возрастает, а в поперечном направлении уменьшается. При получении пленок и тонкостенных изделий это явление играет пслэжительную роль, во всех остальных случаях оно выг- вает структурную неоднородность и служит причиной возникновения остаточных напряжений. Различие по сечению изделия в скоростях охлаждения, в степени кристаллизации, полноте протекания релаксационных процессов для термопластов и степени отверждения для реактопластов приводит также к структурной неоднородности и появлению дополнительных остаточных напряжений в изделиях. Для снижения остаточных напряжений применяют термическую обработку изделий, формирование структуры при переработке и другие технологические приемы. [c.463]

При сварке в сплавах титана происходят сложные фазовые и структурные превращения. Ч)твствительность к сварочному термическому циклу выражается в протекании полиморфного превращения а <-> Р резком росте размеров зерна Р-фазы и перегреве на стадии нагрева образовании хрупких фаз при охлаждении и старении неоднородности свойств сварных соединений, зависящих от химического и фазового состава сплавов. Вследствие низкой теплопроводности и малой объемной теплоемкости титана время пребывания металла при высоких температурах значительно больше, чем для стали, что является причиной перегрева, резкого увеличения размера зерен Р-фазы и снижения пластичности титана. Превращение Р а в зависимости от состава сплава и температурно-временных условий сварки может сопровождаться возникновением стабильной а-и метастабильных а -, а"-, а -, со-, Р-фаз, а также уфэзы. а -фаза характеризуется зака- [c.128]

Во-первых, при термической обработке, как и при сварке, локальный нагрев вызывает возникновение остаточных напряжений, уравновешивающихся между нагревавшимися и ненагре-вавшимися зонами. Если локальной термической обработкой является высокий отпуск, то причиной возникновения остаточных напряжений являются только тепловые изменения объемов (см. рис. 8.5, г), если термической обработкой является нормализация, то остаточные напряжения будут определяться суммарным влиянием тепловых изменений объемов и структурных превращений. Для снижения уровня остаточных напряжений надо снижать скорость охлаждения после нагрева. [c.165]

Трещины являются наиболее опасным дефектом сварного соединения. Они могут образовываться как в самом шве, так и в основном металле, в зоне термического влияния. Причинами возникновения трещин являются внутренние напряжения, возникающие в металле в результате неравномерного нагрева и структурных изменений в зоне термического влияния повышенная хрупкость металла при температурах, близких к линии со-лидуса жесткость свариваемого узла или конструкции. Чаще всего образование трещин наблюдается при сварке жестких конструкций из сталей, подверженных закалке, в которых зона термического влияния обладает пониженными пластическими свойствами. При сварке закаливающихся конструкционных сталей, претерпевающих в околошовной зоне объемные изменения, связанные с мартенситными превращениями, внутренние напряжения достигают особенно больших значений и во многих случаях, при значительной хрупкости металла, приводят к образованию трещин. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...