Чем объясняется высокая прочность стали

ЧЕМ ОБЪЯСНЯЕТСЯ ВЫСОКАЯ ПРОЧНОСТЬ СТАЛИ [c.27]

Ясно, что чем больше в стали углерода, тем больше его окажется насильственно растворенным при закалке, тем больше будет искажений в решетке и тем выше, наконец, будет прочность. Этим и объясняется высокая прочность стали, закаленной на мартенсит. [c.29]

Но как объяснить высокую прочность стали, когда в ней отсутствует мартенсит (например, после закалки и высокого отпуска) Чем объяснить, что мелкозернистая структура в стали обеспечивает более высокую прочность, чем крупнозернистая [c.29]

Сопротивление деформированию при обработке титана давлением выше, чем при обработке конструкционных сталей или медных и алюминиевых сплавов, что объясняется высокой прочностью титана и его сплавов. Предел текучести титана и его сплавов почти равен пределу прочности, что также затрудняет обработку давлением. Титан и его сплавы обрабатываются давлением примерно так же, как и нержавеющие стали аустенитного класса. Поэтому для обработки титана требуется довольно мощное оборудование, применяемое для обработки высококачественных сталей. [c.375]

При одинаковом содержании углерода бессемеровская сталь имеет более высокую прочность и твердость, чем мартеновская. Эта разница в свойствах объясняется тем, что в бессемеровской стали содержится повышенное количество растворенных азота и фосфора — элементов, упрочняющих сталь, но делающих ее одновременно и более хрупкой. Применение кислородного дутья в конвертерах значительно ослабляет этот недостаток конверторной стали. [c.43]

Наиболее высокая прочность сцепления по латуни объясняется тем, что перенапряжение водорода на этом металле самое высокое, в сравнении с другими, и, наоборот, на стали перенапряжение водорода меньше. Поэтому нижние слои железа при осаждении на латунь меньше насыщаются водородом, чем при осаждении на сталь. [c.100]

Зависимость между величинами (средних напряжений, амплитуд напряжений и числами циклов до разрушения для различных сталей является той важной информацией, которая требуется расчетчику. Если такая зависимость известна, то, как показано в гл. 7, можно оценить усталостную прочность при наличии концентрации напряжений для любых условий нагружения. Удивительно мало исчерпывающих испытаний было выполнено до настоящего времени на сталях и это затрудняет получение общей схемы их усталостного поведения. Действительно, значительно больше внимания было уделено накоплению данных по (алюминиевым сплавам, чем по сталям. Объясняется это тем, что алюминиевые сплавы имеют более низкие пределы выносливости в сравнении с их пределами прочности, а, также потому, что они широко применяются в авиации. Кроме того, высокая усталостная прочность сталей часто позволяет производить расчет просто по пределу выносливости, дак как снижение веса, достигаемое расчетом по долговечности, может оказаться небольшим, [c.28]

Асбестоцементные изделия обладают более высокой прочностью в особенности при растяжении, изгибе и ударных нагрузках, чем затвердевшее цементное тесто или раствор. Это объясняется армирующим действием асбеста, который, во-первых, воспринимает пропорциональную его модулю упругости и содержанию часть действующих на изделие растягивающих нагрузок и, во-вторых, препятствует возникновению, росту и раскрытию в асбестоцементе трещин. По армирующему действию асбестоцемент схож с железобетоном, в котором сталь- [c.211]

Современный чугун, особенно высококачественный, отличается не только очень высоким сопротивлением сжатию и твердостью, но и достаточно высокой прочностью при изгибе, срезе и растяжении. При действии переменных напряжений он обнаруживает хорошую циклическую прочность (предел выносливости) и вследствие графитных выделений отличается высоким внутренним трением (затуханием колебаний). Вместе с тем чугун менее чем сталь чувствителен к резким переходам сечений, надрезам и поверхностным дефектам и очень хорошо сопротивляется износу. Последнее объясняется его высокой твердостью и присутствием в структуре графита. Графит уже сам по себе является смазочным материалом и, помимо этого, он впитывает и удерживает на трущейся поверхности смазочное масло. Поэтому некоторые сорта чугуна применяются даже в качестве антифрикционного материала Для подшипников взамен цветных сплавов. [c.115]

Свойства титана и его сплавов. Среди металлов и сплавов титан и его сплавы занимают особое положение, что объясняется наличием у них комплекса ценных физико-химических и механических свойств. К этим свойствам относятся малая плотность (4,5 г/сл ), высокая прочность при нормальной и повышенной температурах, высокая коррозионная стойкость в различных агрессивных средах н в атмосферных условиях. Уже известны титановые сплавы, которые по прочности более чем в три раза превосходят углеродистую сталь, а по коррозионным свойствам не уступают высоколегированной нержавеющей стали. Естественно, что эти сплавы — ценнейший конструкционный материал, применение которого в таких отраслях промышленности, как судостроение, энергетика, ракетно-реактивная техника, химическое машиностроение и т. п., непрерывно растет. [c.387]

Повышенная склонность легированных сталей к закалке по сравнению с углеродистыми объясняется увеличением устойчивости переохлажденного аустенита и уменьшением скорости роста перлитных образований. Поэтому характер и скорость структурных превращений в околошовной зоне в значительной степени зависят от физико-химических свойств легирующих элементов и их концентрации, от скорости охлаждения в процессе сварки, которая будет тем больше, чем ниже начальная температура свариваемой стали. Низкая теплопроводность теплоустойчивых сталей в сочетании с крупнозернистым аустенитом и быстрым охлаждением способствуют появлению трещин в околошовной зоне, образование которых происходит в процессе мартенситных превращений при температуре 150—200°С, когда металл обладает малой пластичностью и высокой прочностью. Существенное значение в образовании трещин при этих процессах имеют также и напряжения, возникающие вследствие выделения молекулярного водорода, локализующегося в малых объемах [9]. Аустенитные превращения, окруженные жесткой мартенситной средой, и напряжения резко снижают способность металла воспринимать пластические деформации, что приводит к хрупкому разрушению в виде надрывов или отдельных трещин, достигающих значительных размеров. [c.46]

Титановые сплавы. Для изготовления деталей компрессора широко используются титановые сплавы. Это объясняется их высоким пределом прочности, не меньшим, чем у некоторых сортов сталей, при сравнительно небольшой плотности р = 4,5 X X 10 кг/м . Поэтому применение титановых сплавов позволяет заметно снизить массу компрессора, а вместе с тем и массу всего двигателя (табл. 3.8). Однако, применяя титановые сплавы, следует учитывать их механические свойства. [c.125]

Традиционные высокопрочные сплавы, как правило, имеют низкую пластичность, высокую чувствительность к концентраторам напряжений и сравнительно малое сопротивление усталостному разрушению. Композиционные волокнистые материалы, обладая высоким пределом прочности и еще меньшей пластичностью, чем высокопрочные сплавы, имеют, однако, меньшую чувствительность к концентраторам напряжений и большее сопротивление усталостному разрушению. Это объясняется тем, что у материалов различный механизм развития трещин. В традиционных изотропных высокопрочных сталях и сплавах развитие трещин идет прогрессирующим темпом, скорость трещинообразования возрастает по мере вовлечения в очаг образования трещины все больших элементов структуры — зерен, дендритов и пр. [c.12]

Масштабный фактор в полной мере проявляется на деталях из стали как при растяжении, так и при изгибе, причем при изгибе прочность получается более высокой, чем при растяжении. Объясняется это тем, что при изгибе объем сопротивляющейся массы металла при одинаковых напряжениях будет значительно меньше, чем при растяжении при кручении хрупкое разрушение также наступает при больших напряжениях, чем при растяжении. Изменение размера образца, в свою очередь, существенно влияет на механические характеристики пластичных сталей (табл. 3.3). Как следует из таблицы, наиболее сильно размер образца влияет на предел пропорциональности и в некоторых случаях при увеличении диаметра образца от 5 до 40 мм падает более чем на 25%. Масштабный фактор проявляется и при хрупком разрушении в коррозионной среде. Так, с уменьшением поверхности прочность образца при погружении в коррозионную среду увеличивается. [c.137]

Как следует из табл. 6.1, удельная прочность сплавов на основе цветных металлов соизмерима, а иногда и выше, чем у высоколегированной стали. Если учесть высокую тепло- и электропроводность, хорошую коррозионную стойкость и технологичность большинства сплавов на основе меди, алюминия, титана и магния, можно легко объяснить их широкое распространение в технике. [c.100]

Поскольку железобактерии поглощают железо только в ионном состоянии, непосредственно металл они разрушать не могут. Действие этих бактерий сводится к образованию на поверхности металла, в первую очередь углеродистых сталей, концентрационных гальванических элементов и микропар дифференциальной аэрации. Последние вносят наибольший вклад в коррозию металлов. Образование пар дифференциальной аэрации происходит следующим образом. В трубах систем охлаждения, водоснабжения и в водоохлаждаемых теплообменниках поселяются железобактерии, которые образуют слизистые скопления. Благодаря волокнистой структуре оболочек железобактерий эти скопления обладают высокой механической прочностью, чем и объясняется их устойчивость к движущемуся потоку воды. Благоприятными местами локализации бактерий являются неровности— каверны, сварные швы на поверхности металла. В этих местах бактерии особенно активно размножаются при окислении двухвалентного железа в трехвалентное. Участки металла, свободные от каверн и колоний железобактерий, омываются [c.65]

Высокая эффективность упрочнения мартенситной стали объясняется развитием дислокаций и перераспределением атомов внедрения углерода в кристаллической решетке. Вследствие неравномерности деформации при накатке в поверхностном слое глубиной 5— 20 мкм могут возникать микротрещины и микронадрывы. Мартенсит-ная сталь, отличающаяся более высокой прочностью, чем стали с сорбитной структурой, меньше склонна к образованию трещин. Чтобы их вызвать, нужно накатку производить при большей силе. Эффект упрочнения сталей с мартенситной структурой был бы еще выше, если бы не малое сопротивление хрупкому разрушению и не повышенная чувствительность к концентраторам напряжений. Связанное с накаткой повышение механических свойств как бы компенсирует недостаток пластичности указанных сталей. [c.99]

Для достижения высокой прочности при НТМО сталь в надмартен-ситной области температур следует деформировать до значительно более высоких степеней обжатия (X = 75—95%), чем при обработке методом ВТМО. Это объясняется тем, что в надмартенситной области температур перестройка дислокаций существенно менее развита, чем при нагреве выше точки. Поэтому для прохождения процессов, приводящих к равномерному распределению дислокаций в объеме стали, требуются более высокие степени обжатия. [c.129]

Свойства легированного феррита и аустенита. Свойства легированного феррита и аустенита изменяются по мере увеличения содержания в них легирующих элементов. Все легирующие элементы, особенно Мп, S1 и N1, повышают твердость и предел прочности феррита (рис. 101). В равновесном состоянии феррит упрочняется тем сильнее, чем больше растворенный в нем легирующий элемент искажает решетку а-железа. Прн легировании феррита марганцем и кремнием в количестве 4—5% твердость повышается более чем в 2 раза (рис. 101,а).Повышение прочности феррита не сопровождается замет-нымснижениемотносительного удлинения и сжатия площади. Только при введении больше 2% S1 и 3—4% Мп происходит сильное понижение пластичности (рис. 101,6). Однако легирующие элементы при содержании их более 0,5—1% снижают ударную вязкость и повышают порог хладноломкости (рис. 101, а). Исключение составляет никель, который повышает ударную вязкость феррита и сильно понижает порог хладноломкости. Этим объясняются высокие вязкие свойства сталей, содержащих никель. Хром до 1—1,5% также повы- [c.154]

В условиях граничного смазывания эффективно работают хромовые покрытия, которые могут явиться заменителями дефицитных цветных сплавов. Хромовые покрытия подшипников подробно исследовались Д. Н. Гаркуновым и А. А. Поляковым в лабораторных и промышленных условиях [24]. Было установлено, что антифрикционные свойства при трении по стали связаны с видом хромового покрытия гладкого, пористого или пятнистого. Подробно свойства хромовых покрытий, их износостойкость в зависимости от технологии нанесения, примеры применения даны в литературе [34]. Для покрытия шеек валов, подшипников, осей и других деталей, особенно работающих в условиях периодического смазывания или граничной смазки маслом, применяют пористый с точечной пористостью хром, обладающий большей грузоподъемностью в сравнении с гладким хромом (давление 370 кгс/см вместо 70 кгс/см у гладкого хрома), лучшей работоспособностью при давлениях более 90 кгс/см2, чем у баббита при тех же условиях, и лучшей прн-рабатываемостью. Это объясняется тем, что в тяжелых условиях работы пористость сохраняется, обеспечивается пластическая деформация хромового покрытия. Поры остаются резервуарами смазки и продуктов износа в процессе приработки и нормальной работы. Хромовое покрытие толщиной 0,1—0,15 мм имеет более высокую прочность и износостойкость при нанесении на стальную поверхность твердостью HR 38—42 без медного подслоя. Хромированные подшипники обеспечивают надежную работу механизмов в жестких узлах, выполненных с высокой точностью и износостойкостью, способных противостоять заеданию. [c.158]

Так как к углеродистым сталям обыкновенного качества не предъявляется высоких требований, то и условия, приемки их значительно легче, чем условия приемки остальных сталей. Стали обыкновенного качества принимаются либо только по механическим свойствам, либо только по химическому составу. Все конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества ГОСТ 380—60 разделяет на две основные группы группу А и группу Б. Стали группы А классифицируются по механическим свойствам, а стали группы Б — по химическому составу. Для сталей группы А установлено семь основных марок Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6 и Ст. 7. Чем больше цифра в марке стали, тем сталь прочнее и тверже и тем больше ее предел текучести, но зато она менее пластична и менее вязка. Предел прочности стали марки Ст. 1 равен 32—40 кг1мм , а предел прочности стали марки Ст. 7 более 70 кг1мм . Относительное удлинение стали Ст. 1 должно быть не меньше 33%, а относительное удлинение стали Ст. 7 всего только 10%- Эта разница в механических свойствах объясняется, конечно, различным содержанием углерода в стали Ст. 1 углерода содержится около 0,1%, а в стали Ст. 7 — около 0,6"/о. [c.91]

Характерной особенностью флокенов крупных поковок является их расположение в ликвационных выделениях, что объясняется более высокой устойчивостью переохлажденного аустенита этих участков и их пониженной прочностью и пластичностью. В поковках из легированных сталей аустенит ликвационных участков, разлагающийся при более низких температурах и после более длительной выдержки, чем аустенит основной массы стали, является аккумулятором водорода, охрупчивающим металл ликвационных участков и участков, прилегающих к нему. [c.171]

Длительная прочность радиационно стойких аустенитных и ферритной сталей иллюстрируется рис. 1.3.32. Аустенитные стали имеют достаточно высокую длительную прочность при 670-700 °С за счет легирования Мо, введения Nb, микродобавок В (0,003... 0,008 %). Длительная прочность хромистой жаропрочной стали ниже, чем аустенитных, что связано с более высокой диффузионной подвижностью атомов в ОЦК-решетке. Легирование Мо, Nb, V и В увеличивает прочность лишь при 600-650 °С. Повьш1ени длительной прочности сталей с 13 % хрома объясняется их дисперсионным упрочнением оксидами ТЮ2 или Y2O3 и достигается решением вопросов технологичности на стадии трубного передела. [c.316]

Из приведенных в табл. 10 данных видно, что чугун СЧ 28—48 и сталь 25Л имеют практически одинаковую коррозионную стойкость в воде, но в условиях микроударного воздействия чугун разрушается быстрее, чем углеродистая сталь это объясняется наличием в его структуре графитовых включений, ослабляющих прочность микрообъемов металла (рис 35). Процесс разрушения в сером чугуне происходит быстрее, чем в стали. Латунь ЛМцЖ55— 3—1 и сталь 1Х14НД обладают высокой коррозионной стойкостью. Однако латунь при скоростях соударения, превышающих 25— 30 м/с, начинает разрушаться от действия механического фактора, тогда как сталь 1Х14НД благодаря наличию прочных структурных составляющих сохраняет при этих скоростях достаточную стойкость. [c.61]

Скорость резания, с которой можно обрабатывать данный металл, при определенной стойкости резца, является характеристикой обрабатываемости металлов. Чем выше скорость, тем лучше обрабатываемость данного металла по сравнению с тем, который при той же стойкости и прочих одинаковых условиях допускает обработку с меньшей скоростью резания. Наихудшую обрабатываемость имеют инструментальные быстрорежущие хро-моникелевольфрамовые, хромомарганцовистые, хромокремнистыс, хромокремнемарганцовистые и кремнемарганцовистые стали. Очень низкой обрабатываемостью обладают жаропрочные стали и сплавы. Это объясняется тем, что жаропрочные материалы имеют значительное количество легирующих элементов (в том числе титан и марганец), склонны к свариванию (к адгезии) с режущим инструментом, незначительно изменяют прочность при нагреве до 800° С, имеют высокий предел прочности на сдвиг (в 2—3 раза выше по сравнению с конструкционной углеродистой сталью) у жаропрочных материалов высокий предел прочности сочетается с большой вязкостью они способны к сильному упрочнению [c.103]

В литературе приводятся противоречивые данные относительно прочности соединений ПВХ цианакрилатными клеями. По-видимому, это объясняется различиями в составе используемых клеев. Однако во всех случаях прочность соединений ниже, чем при использовании полиуретановых клеев и клеев на основе перхлорвиниловой смолы. Так, прочность при сдвиге соединений ПВХ составляет4 4,5 и 6,5 МПа для цианакрилатных клеев низкой, средней и высокой вязкости, а соединений ПВХ со сталью — 8,5 7 и 6 МПа. [c.496]

На одном из заводов детально изучали возможность добавки шлама к гипсовому сырью. Шлам от нейтрализации травильного отделения трансформаторной стали имел следующий состав, % РеаОз 32—33, СаО 19—20, SO3 22—23, SiOa 3—4. При добавлении 10% шлама к гипсовому сырью полученные изделия соответствуют по прочности гипсу 2-го сорта (по ГОСТ 125—70 прочность не ниже 45 кгс/см ). При введении шлама такого же химического состава, но переработанного на магнетит, возможно получение изделий 1-го сорта (даже при 20% прочность не ниже 55 кгс/см ). Сроки схватывания соответствуют норме, причем при добавке магнетитового шлама они сокращаются. Другие показатели также изменились незначительно. По-видимому, более высокие показатели качества изделий (повышение прочности и сокращение сроков схватывания) при добавлении смеси магнетита с гипсом можно объяснить тем, что частицы FegO способны сращиваться с частицами гипса быстрее, чем FeOOH. [c.120]

Из этого не следует делать вывода о том, что все коррозионно-стойкие сплавы могут иметь только однородную структуру. Такой вывод был бы совершенно неверен. В частности, хромистые нержавеющие стали имеют неоднородную структуру. Объясняется это тем, что приходится учитывать все требования к материалу. Хромоникелевые стали с вполне гомогенной структурой обладают очень высокой коррозионной стойкостью, более высокой, чем коррозионная стойкость хромистых нержавеющих сталей, но зато их механическая прочность значительно уступает механической прочности хромистых нержавеющих сталей. К тому же хромоникелевые нержавеющие стали с гомогенной структурой не способны к упрочняющей термической обработке. Поэтому в тех случаях, где нужна и высокая коррозионная стойкость и высокая механическая прочность (лопатки паровых турбин), применяют хромистую нержавеющую сталь, поД вергаемую закалке и отпуску. В тех же случаях, где требуется высокая коррозионная стойкость и не нужна высокая механическая прочность, предпочтительнее хромоникелевая нержавеющая сталь. [c.67]

По пределу прочности и относительному удлинению качественные стали почти не отличаются от сталей обыкновенного качества. Что же касается предела текучести, то его значения для качественных сталей установлены несколько выше, чем для сталей обыкновенного качества. Эти несколько более высокие механические свойства качественны Х сталей объясняются меньщим содержанием в них фосфора и серы в этих сталях допускается не более 0,04% каждого из них. [c.92]

Отливки из серого чугуна (СЧ12 —28, СЧ15—32, СЧ18—36 и др.) наиболее распространены в машиностроении. Эго объясняется его хорошими литейными свойствами, хорошей обрабатываемостью на металлорежущих станках, относительно низкой стоимостью, достаточно высокой износостойкостью. Прочность и жесткость чугуна ниже, чем стали, однако во многих случаях они вполне достаточны. [c.84]

По сравнению с цинком алюминий имеет отрицательный нормальный электродный потенциал (—1,67 В против 0,76 В у цинка) и в гальванической паре с железом должен был бы разрушаться быстрее. Однако испытания показали, что алюминиевое покрытие при прочих равных условиях имеет в несколько раз более высокую коррозионную стойкость, чем цинковое. Это может быть объяснено склонностью алюминия к самопроизвольной пассивации в присутствии атмосферного или растворенного кислорода и других пассиваторов, что облагораживает стационарный потенциал первоначально активного алюминия [Л. 7]. Поэтому алитиро-ванная сталь более стойка против атмосферной коррозии и коррозии в растворах солей, чем оцинкованная (при атмосферных испытаниях длительность составляет соответственно 19 и 7 лет), а также устойчива в условиях тропиков. В [Л. 8] показано, что при скручивании алитированной проволоки диаметром 3,66 мм алюминиевое покрытие не повреждается оно устойчиво в воде, тогда как на оцинкованной проволоке появляется ржавчина. Прочность паяных и непаяных соединений проволоки с алюминиевым покрытием выше, чем прочность аналогичных соединений оцинкованной проволоки. Полевые испытания в условиях сильной коррозии показали, что срок службы алитированной проволоки вЗ раза больше оцинкованной. [c.13]

Соединения металлов с разнородными свойствами. Исследование качества сварки элементов конструкций, подвергающихся вибрационной нагрузке, показало, что аустенитиый хромоникелевый наплавленный металл, в котором имеются концентраторы напряжений, характеризуется более высокими значениями усталостной прочности, чем нелегированиая сталь. При наличии одинаковых концентраторов напряжений и при одних и тех же условиях нагружения усталостиая прочность сварных образцов с ау-стенитным наплавленным металлом может быть даже выше, чем у несварных образцов. Это явление может быть объяснено меиьшей чувствительностью аустенитиой стали к концентраторам напряжений и более низким модулем упругости Е наплавленного металла, чем у основного, что вызывает возникновение более низких напряжений в опасной зоне. [c.56]

Применение сталей этого типа с пониженным содержанием никеля дает значительную экономию. Они обладают очень хорошими механическими свойствами и, прежде всего, высоким пределом текучести, достигающим в исходном состоянии 40 кгс мм (в два раза больше, чем у аустенитных сталей) [237]. Повышенную прочность этих сталей можно объяснить известным влиянием легирующих элементов в аусте-нпте и феррите. Так, например, предел текучести хромистых ферритных сталей повышается с увеличением содержания никеля. Наоборот, в аустенитных сталях никель снижает предел текучести. Учитывая состав обеих фаз [206], которых содержится в сплаве примерно по 50% (табл. 11), можно достигнуть приведенного выше предела текучести. Эти стали непригодны для глубокой вытяжки в холодном состоянии и для деталей, поверхность которых должна иметь высокий блеск. Оптимальные свойства этих сталей достигаются отжигом при температурах от 950 до 1050° С с последующим быстрым охлаждением. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...