Основные механические и технологические свойства металлов и способы их определения

Глава I ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПОСОБЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1. Механические свойства металлов и их характеристика [c.3]

Конструкционные легированные стали - это стали, содержащие один или несколько легирующих элементов при суммарном их содержании 2,5... 10 %. Такие стали называют теплоустойчивыми (см. гл. 8). Наилучшие механические свойства они приобретают после закалки с последующим отпуском. Эти стали отличает высокая прочность при достаточной пластичности. Они склонны к резкой закалке и холодным трещинам. Наиболее часто трещины возникают в швах, сваренных электродами, стержень которых имеет состав, близкий к составу основного металла. С увеличением толщины свариваемого металла возможность образования закалочных холодных трещин возрастает. Для уменьшения вероятности образования трещин необходимо уменьшить перегрев шва, для чего нужно вести сварку на минимальном токе, применять предварительный перегрев и отпуск после сварки. Подогрев осуществляют двумя способами либо газовыми горелками, либо токами высокой частоты. Для второго способа подогрева используют водоохлаждаемые индукторы и специализированные источники питания. Индукционный подогрев более удобен с технологической точки зрения, к тому же он уменьшает наводораживание шва по сравнению с газовым пламенем. Однако газопламенный подогрев дешевле и поэтому до сих пор широко используется. Температуру подогрева деталей контролируют с помощью термокарандашей. Термокарандаш напоминает по внешнему виду цветной мелок. Цветную метку наносят на участок изделия, где нужно контролировать температуру. Затем изделие нагревают и следят за изменением цвета метки, которое происходит при определенной для данного термокарандаша температуре. Термокарандаши выпускают с шагом изменения температуры в 50 °С. [c.126]

Одним из мероприятий по обеспечению равнопрочности (при сохранении пластических характеристик) сварного соединения при сварке сплавов в нагартованном или термически обработанном состоянии является утолщение кромок в зоне сварки, полученное механическим способом обработки или химическим фрезерованием. Что касается толщины зоны утолщения кромок стыкуемых деталей, то она определяется расчетным путем, исходя из условий равнопрочности сварного соединения с основным металлом. Одним из основных рычагов повышения механических свойств сварных соединений является проковка, прокатка роликами сварного соединения в холодном или теплом состоянии. Вышеуказанные технологические операции подлежат всесторонне проверке с целью определения их влияния на пластичность и коррозионную стойкость сварных соединений. [c.346]

Контроль качества сварного соединения с помощью образцов-свидетелей. Для контроля качества сварных соединений применяют периодические испытания контрольных технологических образцов-свидетелей. Эти образцы удобны для проведения испытаний и измерений, и их легко изготовить. При обеспечении одинаковых условий сварки образцов и сварных изделий (однородность материала, подготовка свариваемых поверхностей, режим сварки и др.) можно по измеренным характеристикам сварного соединения образцов судить о качестве сварного соединения готовых изделий. Качество сварки на контрольных образцах оценивают по результатам испытаний и измерений, проводимых соответственно требованиям, предъявляемым к сварным соединениям. Кроме механической прочности, нередко предъявляются требования особых свойств. Например, сохранение электрических свойств одного из металлов без изменения их в зоне сварного соединения или сохранение оптических свойств в сварной зоне и геометрических размеров изделий, получаемых способом ДС кварцевых элементов, и т. д. В ряде случаев к сварным соединениям не предъявляются повышенные требования по прочности. Например, для элементов электродов электролизеров, изготовленных способом ДС из пористых и сетчатых материалов, основной является электрохимическая характеристика, полученная при различных плотностях тока. Имея указанные выше данные, необходимо провести статистическую обработку результатов испытаний и измерений, используя математические методы. Основной задачей такой обработки является оценка среднего значения характеристики того или иного свойства и ошибки в определении этого среднего, а также выбор минимально необходимого количества образцов (или замеров) для оценки среднего с требуемой точностью. Эта задача является стандартной для любых измерений и подробно рассматривается во многих руководствах [8]. Следует иметь в виду, что, несмотря на одинаковые условия сварки образцов и изделий, качество соединения может быть различным по следующим причинам. При сварке деталей, имеющих значительно большие размеры по сравнению с контрольными образцами, возможны неравномерность нагрева вдоль поверхности соединения, а также неравномерность передачи давления. Образцы и изделия вообще имеют различную кривизну свариваемых поверхностей, что не обеспечивает идентичности условий формирования соединения. В ряде случаев, особенно для соединений ответственного назначения, перед разрушающими испытаниями образцов и изделий целесообразно, если это возможно, проводить неразрушающий контроль качества сварного соединения, а также другие возможные исследования для установления корреляции между различными измеряемыми характеристиками. Основные методы определения механических свойств сварного соединения и его отдельных зон устанавливает ГОСТ 6996—66. Имеются стандарты для испытаний на растяжение, ударную вязкость, коррозионную стойкость и т. д. [18]. В этих ГОСТах даны определения характеристик, оцениваемых в результате испытания, типовые формы и размеры образцов, основные требования к испытательному оборудованию, методика проведения испытания и подсчета результатов. [c.249]

Применение двух- и многослойных сталей и сплавов, обладающих взаимодополняющими физико-механическими свойствами, позволяет значительно снизить металлоемкость элементов конструкций. Проблема проектирования, создания и эксплуатации биметаллических конструкций повышенного ресурса, в частности высоконагру-женного оборудования АЭС, делает весьма актуальными экспериментальные исследования, направленные на разработку методов оценки несущей способности таких конструкций не только по интегральным характеристикам прочности, но и с учетом наличия трещиноподобных дефектов на стадиях инициации разрущения, а также распространения и остановки трещин. Развитие методов определения критериев сопротивления разрушению и их анализ необходимы для оптимизации свойств биметалла путем правильного выбора сочетания разнородных составляющих соединения, назначения технологического способа его изготовления и определения рационального соотношения толщин основного металла и плакирующего слоя. Кроме того, это необходимо при проведении расчетов на прочность и оценке ресурса биметаллических элементов конструкций, определении допускаемых размеров дефектов, выборе методов и средств дефектоскопии. [c.107]

Определение механических свойств необходимо в целях правильного выбора материала, предназначенного для работы с заданными нагрузками. Определение механических свойств позволяет обосНивапио построить технологический процесс обработки металла. Механические свойства служат основным способом контроля качества металлических материалов. Наконец, с помощью механических свойств можно очень эффективно исследовать металлы и происходящие в них структурные превращения. Существует много видов механических испытаний. Однако по характеру и условиям действия нагрузки на образец механические испытания можно разделить на три типа испытания со статической, динамической и знакопеременной нагрузками. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...