Углеродистая Пределы выносливости

Зная величину временного сопротивления Од, можно найти приближенные значения предела выносливости по следующим эмпирическим соотношениям для углеродистой стали = (0,4 - - 0,45) (Тп для легированной стали (Т 1 = 0,35 Ов -Ь (7—12)даН/мм для чугуна о 1 = 0,4 Ов для цветных металлов о = (0,24 -ь - 0,5) о . [c.225]

В случаях, когда нет опытных данных о значениях предела выносливости даже и для симметричного цикла изгиба, приходится вычислять их по известным величинам пределов прочности по следующим приближенным эмпирическим соотношениям для углеродистой стали [c.317]

Величину коэффициента а для детали из углеродистой стали при умеренной концентрации напряжений определяем по кривой 2 фиг. 629 (см. там же) при d=80 мм имеем а =1,56. Предел выносливости детали (вала) при симметричном цикле изменения напряжений равен [c.321]

Решение задач. Время, отводимое программой на изучение этой темы, позволяет решить на уроках две-три задачи. О желательности решить задачу, в которой бы обыгрывалась различная чувствительность углеродистой и легированной стали к факторам, снижающим предел выносливости, уже говорилось. [c.184]

Минимальное значение имеет предел выносливости при симметричном цикле (г = -1). Он в несколько раз меньше предела прочности, например, для углеродистой стали ст./ 0.43-а для легированной стали сг./ 0.35-а, + 120 МПа, для серого чугуна j. 0.45 (Т, [c.108]

При отсутствии в таблицах экспериментальных данных для определения пределов выносливости принимают эмпирические соотнощения. Так, например, для углеродистой стали [c.13]

Связь предела выносливости с твердостью характеризуется следующими приближенными зависимостями для углеродистых сталей 0-1 =0,1284-156 НВ для легированной стали a i = 0,168-H0,222 НВ для литого железа 0 i =0,187 НВ для медных сплавов a i = =0,120 НВ для алюминиевых сплавов o i =0,187 НВ. [c.103]

Предел выносливости углеродистых, низко- и среднелегированных сталей снижается в 1,5—9 раз. Предел выносливости нержавеющей стали в коррозионной среде снижается незначительно (110%). [c.249]

Особенно четкая прямолинейная связь между пределом выносливости а, и пределом прочности <т наблюдается для большого числа углеродистых и низколегированных сталей при комнатной температуре [c.185]

Раньше считалось, что усталостная трещина вызывает весьма резкую концентрацию напряжений и неизбежно приводит к разрушению, если силовые воздействия на образец или деталь остаются неизменными. Однако к 40-м годам были известны работы, в которых исследователи отмечали существование усталостных трещин при напряжениях ниже предела выносливости. Так, с целью исследования условий возникновения и развития трещин, постоянно обнаруживаемых на практике в подступичных частях железнодорожных осей, были проведены испытания на усталость крупных моделей таких осей. Испытывали на изгиб с вращением консольные модели диаметром 51 мм Из низкоуглеродистой никелевой (0,24 % С 3,10 % Ni 0,02 /о S 0,03% Р Ов = 667 МПа 0 = 485 МПа 6 = 30% г з = 70,6 % — сталь А) и углеродистой (0,49% С 0,06 /о Ni 0,035% S 0,017% Р 0,77 % Мп Ов = 624 МПа Qt = 336 МПа 6 = 32 % 1 з = 48,5 % — сталь Б) сталей. На один конец модели напрессовывали литой колесный центр диаметром 159 мм и толщиной 35 мм, имитирующий посадку колеса на ось. [c.8]

Рис. 39. Зависимость пределов выносливости образцов диаметром 12 мм из отожженной углеродистой стали с круглым ( , 3) и некруглым (2, 4) отверстиями при испытаниях на изгиб с вращением (/, 2) и кручении (3, 4)

Появление нераспространяющихся усталостных трещин наблюдали при переходе от симметричного цикла напряжений растяжения-сжатия к отнулевому циклу напряжений сжатия при испытании образцов из углеродистой стали (0,48 % С 0,26% Si 0,74% Мп 0,011 % Р 0,014% S Ств = 761 МПа От = = 486 МПа 6 = 26% v1j = 57,3%) [24]. Результаты испытаний на усталость показали, что приращение предела выносливости при отнулевом цикле напряжений сжатия по сравнению с пределом выносливости при симметричном цикле напряжений растяжения-сжатия сопровождается возникновением нераспространяющихся усталостных трещин во всем интервале напряжений между этими пределами (от 280 до 340 МПа). [c.90]

При оиределении напряжений, необходимых для роста усталостной трещины, можно рассматривать не только разграниченные области распространения п нераспространения трещины, но и промежуточную область 127], в которой дальнейшее распространение трещины сопровождается ее повторной остановкой. Испытывали на усталость при чистом изгибе с вращением цилиндрические образцы с диаметром рабочей части 10 мм, содержащие поперечное отверстие диаметром 2 мм. Теоретический коэффициент концентрации напряжений для такого концентратора составляет 2,03. Образцы изготовляли из углеродистой стали со следующим химическим составом %) 0,34 С 0,24 Si 0,76 Мп 0,030 Р 0,025 S 0,09 Си 0,04 Ni 0,13 Сг. Сталь после нормализации при температуре 860 °С имела следующие механические свойства ав = 608 МПа От = 390 МПа з = 45°/о- Предел выносливости исходных образцов с отверстием из исследуемой стали был 158 МПа. [c.115]

Валы, изготовленные из горячекатаной углеродистой стали, химический состав (%) и механические свойства которой (после нормализации) были С 0,45 Si 0,30 Мп 0,60 Р 0,025 S 0,023 Сг 0,15 Ni 0,16 Ов = 620 МПа ао,2 = 360 МПа 6=18 г[) = 40 %, испытывали на усталость при изгибе с вращением (частота вращения 2-10 мин- ). Пределы выносливости определяли на базе 10 млн. циклов нагружения. Поверхностный наклеп галтелей осуществляли с помощью приспособления, в котором обработка ведется одновременно двумя фиксированными роликами, расположенными один против другого в плоскости, пересекающей образец по линии начала галтельного перехода. Таким образом, направление нажатия роликов в этом случае было перпендикулярным оси вала. Упрочнение проводили по режимам, различная интенсивность которых достигалась изменением давления на ролики. В зависимости от размера вала и радиуса его галтели это усилие варьировали в пределах 0,5—25,0 кН. В каждом конкретном случае режим обкатки подбирали таким образом, чтобы получить на разных валах сопоставимые значения глубины наклепанного слоя. [c.143]

Кривая Френча 1 представляет собой геометрическое место таких точек и характеризует нагружаемость предварительно перенапряженных образцов. Чем ближе кривая 1 к кривой Велера 2, тем выше способность материала сопротивляться действию перегрузок. Для некоторых прочных материалов при оптимальной термообработке кривые Френча практически совпадают с наклонными участками кривых Велера. У пластических материалов (например, отожженных углеродистых сталей) кривые Френча являются продолжением горизонтального участка кривой Велера (штриховая линия). Это значит, что такие материалы совершенно не выносят перегрузок, детали из этих материалов следует рассчитывать по пределу выносливости даже в малоцикловой области. [c.286]

В ранних опытах было установлено, что усталостная прочность меди в вакууме на 14 % больше, чем в воздухе. Для углеродистой стали это увеличение составило лишь 5 %, а для латуни 70-30 усталостная прочность возросла на 26 % [681. Более поздние исследования [691, показали, что время до разрушения обескислороженной высокоэлектропроводной меди при давлении воздуха 1,3-10 Па в 20 раз больше, чем при атмосферном давлении, от э( кт приписывают, главным образом, действию кислорода. Кислород незначительно влияет на зарождение трещин, но существенно повышает скорость их распространения. Контакт с воздухом также влияет на предел выносливости чистого алюминия, но в отличие от меди, пары воды влияют на алюминий и в вакууме. Золото, которое не окисляется и не хемосорбирует кислород, имеет одинаковую усталостную прочность на воздухе и в вакууме. [c.157]

При длительном режиме работы с постоянной или мало-меняющейся нагрузкой определение допускаемых изгибных напряжений при симметричном цикле производится по формуле [а/г]=а ]/ц при отнулевом цикле [з/ ] = 1,5а 1//г, где п = = 1,3. .. 2—коэффициент запаса прочности. Предел выносливости можно определять по формулам а ] = 0,430 — для углеродистых сталей а 1 = 0,350 + (70... 120) МПа — для легированных сталей а 1 = 85. . . 105 МПа — для бронз и латуней а [ = (0,2. . . 0,4) — для деформируемых алюминиевых сплавов для пласт- [c.217]

При повышенных температурах иепытания на усталость обычно наблюдается снижение пределов выносливости а связи с влиянием процессов ползучести, особенно в случае, если среднее напряжение цикла не равно нулю (кривые 1 и 4 на рис. 49). В углеродистых сталях в интервале температур испытаний 150 - 400 С наблюдается аномальное повышение пределов выносливости по сравнению с испытамиями при комнатной температуре, связанное с протеканием процессов динамического деформационного старения (рис. 49, кривая 3). [c.81]

Вращ,аюш,ийся круглый ступенчатый вал изгибается постоянным моментом Ж. Вал изготовлен из углеродистой стали с пределом прочности OTf, = 45 кг1мм и пределом выносливости при изгибе к задаче 9.68, o"i = 22 кг1мм (симметричный цикл). Диаметры вала D=100 мм и d = SO мм галтель имеет радиус /-=10 мм (см. рисунок). [c.321]

Найти предел выносливости оси вагона диаметром с = 100 мм, изготовленной из углеродистой стали с пределом прочности =60 кГ мм и пределом выносливости o i=25 кГ1мм-. Ось подвергнута тонкой обточке. Масштабный коэффициент е, и коэффициент поверхностной чувствительности Р взять из графиков. [c.246]

Предел выносливости для стали при симметричном цикле в несколько раз меньше предела прочности (в частности, для углеродистой стали t jXiO,43 tJ. [c.550]

Пример 22.2. Найти предел выносливости при изгибе по симметричному циклу для шлифованного вала с поперечным отверстием (рис, 22.20). Материал детали углеродистая сталь с характеристиками =60-27 кГ1мм . [c.599]

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.

На величину предела выносливости o i оказывают заметное влияние состояние поверхности, свойства поверхностного слоя деталей и внешняя среда, в которой работает деталь. Например, после обработки резцом ti i снижается на 10—20%, после прокатки — на 15—50%, после коррозии в пресной воде — на 30— 70% (в морской воде — на 50—80%). Чем выше углеродистой стали, тем больше снижается а ,. [c.154]

Кривая первого типа (рис. 4.30, а), свойственная углеродистым сталям, при N = No имеет точку перелома и выходит па горилоп-тальный участок. Обычно точка перелома соответствует N = 10 — 10 циклам ордината точки перелома обозначается о , и называется пределом выносливости. При амплитуде переменных напряжений 0а < а , усталостное повреждение невозможно. [c.95]

Когда зкс]н римонтальные исследования относились главным образом к углеродистым сталям, считалось, что предел выносливости [c.95]

Многочисленными опытами установлены следующие эмпирические зависимости для определения предела выносливости по известному пределу прочности для углеродистых сталей — а 1 0,43ств для легированных [c.183]

Коррозионная усталость. Коррозионная среда отрицательно влияет на усталостную прочность практически всех конструкционных металлов и сплавов. Так, в речной воде, являющейся сравнительно малоагрессивной средой, усталостная прочность нержавеющих сталей снижается на 10— 30 %, углеродистых и легированных конструкционных сталей —в 1,5—2 раза, высокопрочных алюминиевых сплавов —в 2—3 раза. Особенно сильное воздействие среды наблюдается при наличии концентраторов напряжений. Как правило, при испытании в коррозионных средах не наблюдается физический предел выносливости, поэтому при большом числе циклов (10 —10 ) нагружения несущая способность образца может оказаться очень низкой. Это заставляет значительно увеличивать запасы прочности конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам и работающих в коррозионной среде. [c.158]

При испытаниях на высоких частотах в тех случаях, когда не принима отся при испытаниях специальные меры для охлаждения образцов, возникает интенсивный саморазогрев, вследствие чего на кривых зависимости предела выносливости от частоты испытания наблюдается максимум. Этот максимум, по данным различных исследователей, приходится на диапазон частот ЫО —3-10 Гц или еще выше—10 Гц (испытания на изгиб). В условиях полного исключения перегрева образцов углеродистых и легированной сталей наблюдается монотонный рост предела выносливости с увеличением частоты нагружения до 1,8—10 Гц f[3]. [c.114]

Тонкие исследования конфигурации вершины трещины, проведенные X. Ниситани, подтвердили, что верщина нераспро-страняющейся усталостной трещины остается закрытой на про-тял<ении всего цикла нагружения, в то время к к вершина трещины распространяющейся раскрывается при максимальном напряжении цикла. Исследования проводили на образцах из углеродистой стали (0,13% С 0,22% Si 0,09% Мп 0,013% Р 0,022 % S 0,09% Си 0,01% А1 0,01% Ni + r а = 787 МПа От = 380 МПа = 67,7 %) с диаметром рабочей части 10 мм, имевших поперечное отверстие диаметром 0,3 мм и гладких. Испытывали образцы на усталость при изгибе с вращением, наблюдая за появлением и развитием трещин на поверхности гладкого образца и по краю отверстия. Было обнаружено, что в гладких образцах возникают нераснростра-няющиеся усталостные микротрещины при напряжениях немного ниже предела выносливости ( ja = 170 МПа a-i = = 175 МПа). Такие трещины не росли после остановки даже при увеличении базы испытаний до 3-10 циклов, причем верщина трещины оставалась закрытой. [c.32]

Рис. 35. Зависимость пределов выносливости по разрушению о-ш (I) и тре-щинообразованию Ст-ц (2) от теоретического коэффициента концентрации напряжений для образцов из углеродистых сталей (а — 0,54 % С, (Тв = = 1050 МПа и б —0,317о С, а = = 548 МПа) с концентраторами напряжений различной глубины (цифры у кривых)

Науглероживание поверхности образцов из углеродистой стали при температуре 930 °С в течение 13 ч, приводящее к образованию в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия, вызвало значительное увеличение предела выносливости 59]. Так, предел выносливости при симметричном растяжении-сжатии увеличился от 280 до 490 МПа, что существенно превышает предел выносливости этой стали с необработанной поверхностью при отнулевом цикле сжатия. Нераспространяющиеся усталостные трещины в образцах с науглероженной поверхностью при симметричном растяжении-сжатии были обнаружены в гораздо большем интервале напряжений, чем при отнулевом цикле напряжений сжатия образцов из той же стали, но без остаточных напряжений (без науглероженной поверхности). [c.94]

Рис. 4.3. Зависимость относи тельных пределов выносливо сти от теоретического коэффи циента концентрации наиряже НИН для углеродистых сталей ( / — 0.31 % С, 0,-548 МПа 2 —0,54 /о С, 0а = 1О5О МПа при различной глубине кон центраторов напряжений t, мм а —0,005 6 — 0,02 в — 0,1

Рнс. 44. Заиисимость пределов выносливости по тре-щинообразованню а-п (1, 2) и разрушению Ст-щ (3, 4) углеродистой стали от теоретического коэффициента концентрации напряжений а ц при нормальной (I, 3) и пониженной (2, 4) температурах [c.103]

Рис. 50. Зависимость пределов выносливости по тре-щинообразованию (т, и разрушению 02 от теоретического коэффициента концентрации напряжений для образцов из углеродистой стали диаметром 5 мм при глубине надреза ( = 0 [) и 0,5 мм (//)

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...