К чему приводят закалочные напряжения

Изломы термической усталости являются результатом действия переменных напряжений, возникающих при температурных изменениях тела. Нагрев и охлаждение детали вызывают обычно неравномерную деформацию, что приводит к возникновению напряжений. Переменное действие температуры, вызвавшее разрушение, может быть весьма ограниченным, до одного цикла такое воздействие называют термическим ударом. Закалочные трещины с некоторой условностью могут быть отнесены к трещинам, возникающим вследствие термического удара [56]. [c.160]

Закалке в горячие среды подвергают также тонкостенные кольца для избежания коробления, которое может возникнуть даже под собственным весом при неаккуратной выгрузке из печи. Применение закалочной среды с повышенной температурой позволяет снизить перепад температуры и замедлить скорость охлаждения при мартенситном превращении, что приводит к одновременному превращению по всему объему закаливаемой детали, вследствие чего уменьшаются напряжения и возможная деформация. Для этой цели на практике чаще всего используют масло с температурой 100—120° С. [c.596]

Нагрев этих сталей выше линии SE приводит к укрупнению аустенитного зерна и росту закалочных напряжений, которые складываются из термических и структурных напряжений. Закалка всегда связана с резким охлаждением, в результате чего внутренние и наружные слои металла изделия охлаждаются с разной скоростью, что приводит к возникновению термических напряжений. Кроме этого, поверхностные слои раньше достигают мартенситной точки, а внутренние позже. Так как мартенситное превращение связано с увеличением объема, в результате неодновременности превращения возникают структурные напряжения. [c.116]

Особенно сильно подвержены отрицательным воздействиям при сварке изделия из чугуна. Низкая пластичность чугуна приводит к появлению трещин при напряжениях, достигающих временного сопротивления. Эти напряжения могут быть внутренними, обусловленными неравномерностью нагрева и охлаждения деталей из чугуна. При высоких скоростях охлаждения проявляется склонность чугуна к закаливанию с образованием закалочных структур. Кроме повышенной твердости и хрупкости, закалочные структуры вредны еще и потому, что их образование сопровождается появлением закалочных напряжений и образованием трещин. Способность чугуна к отбеливанию при быстром охлаждении места сварки обычно приводит к образованию тонкой отбеленной прослойки на границе сварного шва и металла изделия. Эта отбеленная прослойка имеет низкую пластичность по сравнению с другими участками сварного соединения, и под влиянием растягивающей силы, возникающей при охлаждении сварного соединения, она вместе с наплавленным металлом откалывается от основного металла или вызывает трещину по границе отбеленной прослойки в основном металле. Чтобы получить достаточное качество сварных соединений, сварка чугуна проводится по специальным методикам, о чем подробно будет сказано дальше. В бытовых условиях это всегда вызывает определенные трудности и далеко не всегда дает положительный результат в смысле качества. При восстановлении сваркой чугунные детали могут впоследствии разрушиться еще в более значительной степени. Поэтому по возможности чугунные детали следует стремиться заменять на стальные. [c.144]

Химико-термическая обработка деталей заключается в их нагреве и выдержке при высокой температуре в активных газовых, жидких или твёрдых средах, что приводит к изменению химического состава, структуры и свойств поверхностных слоёв. Следует отметить, что процессы диффузионного насыщения углеродом и азотом снижают коррозионную стойкость деталей. Для предохранения от коррозионных повреждений цементуемых деталей могут применяться гальванические и химические покрытия хромирование, кадмирование, фосфатирование, меднение, лужение. Однако эти покрытия снижают предел выносливости цементованных деталей. Недостатком химико-термической обработки является изменение размеров деталей сложной формы, которое обусловлено как структурными превращениями, вызывающими изменения объёма, так и тепловыми напряжениями, приводящими к изменению формы детали при ускоренном охлаждении в закалочной среде. Так, при цементации с последующей закалкой возникают значительные деформации зубьев зубчатых колёс. [c.33]

Недостатком воды является большая скорость охлаждения при пониженных температурах, что вызывает неодновременность образования мартенсита в разных зонах охлаждаемой детали, приводит к появлению больших структурных напряжений и создает опасность возникновения трещин. Однако при охлаждении потоком воды со скоростями, превышающими 2500% (для чего необходимы специальные устройства), обеспечивается одновременность мартенситного превращения по всему контуру охлаждаемой детали, что уменьшает или даже полностью исключает появление закалочных трещин. Твердость на поверхности деталей после такого охлаждения выше, чем при охлаждении с малыми скоростями (в масле), на 5—10 единиц HR , что объясняется частичным отпуском мартенсита при охлаждении в масле. Данный способ охлаждения широко применяется для деталей сложной формы, подвергаемых поверхностной закалке при индукционном нагреве. [c.61]

Закалочная гипотеза предполагает, что при сварке, так же как и при закалке, образование трещин обусловлено главным образом мартенситным превращением, которое протекает со значительным изменением объема и приводит к возникновению высоких внутренних напряжений первого и второго родов и одновременно к снижению способности металла воспринимать пластическую деформацию. [c.202]

Сравнение результатов испытания на ударную вязкость, проведенного после закапки при различных температурах, указывает на то, что существует связь микроструктуры с видом микроповерхности изломов. Из данных, приведенных на рис. 13, вытекает, что ударная вязкость стали в поперечном направлении повышается по мере увеличения температуры закалки до 1173 К и затем снова снижается. Уменьшение ударной вязкости после закалки с более низкой температуры указывает на то, что эта температура слишком низка для полного превращения феррита в аустенит, который несмотря на малое его количество (следы) может снижать ударнук) вязкость после закалки вследствие неоднородности структуры. Повышение температуры закалки до определенной величины приводит к выравниванию структуры и увеличению пластичности. Однака чрезмерное повышение температуры закалки приводит к снижению ударной вязкости в результате увеличения зерна аустенита, а также закалочных напряжений. [c.26]

Хотя многие исследователи сообщали об изучении внутреннего трения в наклепанных и облученных ме таллах, опубликовано еще мало данных по закаленным металлам. Леви и Мецгер [3] установили, что внутреннее трение в алюминии, обусловленное движением дислокаций, уменьшается при закалке. Они предположили, что эффект закалки не может быть отнесен только к закалочным напряжениям или закреплению дислокаций примесями. Закалочные напряжения должны генерировать дислокации, приводя к увеличению внутреннего, трения, а закрепление примесями должно сильнее проявиться при более медленном охлаждении образцов. Они также обнаружили эффект старения. Леви и Мецгер считают, что уменьшение внутреннего трения удовлетворительно объясняется тем, что дислокации закрепляются закалочными вакансиями, мигрирующими к ним. [c.227]

Много споров было относительно того, является ли кавитационная эрозия чисто механической проблемой пли химической (п, следовательно, может рассматриваться, как один из видов коррозии), или же, наконец, это есть результат одновременного действия обоих факторов. По этому вопросу имеется обширная литература. В 1912 г. Рамзей [27] предположил, что кавитационная эрозия является формой электролитической коррозии участков металлической поверхности, имеющих закалочное напряжение, на которых происходит разрушение образующихся кавитационных пузырьков. По мнению Фиттенгера [28], доминирующим в этом случае является механическое разрущение, в то время как электрохимические эффекты играют незначительную роль. В теории, предложенной Новотным [11] постулируется, что разрушение под действием кавитации является по своей природе чисто физическим процессом. В общепринятой теории, развитой в более поздний период, принимается, что в первоначальной своей стадии кавитация является чисто физическим процессом. Однако в результате этого процесса поверхность оказывается в значительной мере разрушенной и менее прочной. Поэтому она чрезвычайно легко подвергается коррозии, особенно на тех участках, где разрушение кавитационного пузырька приводит к возникновению питтингообразного углубления. После этого наблюдается быстрое развитие коррозионного процесса питтингового характера. Участки металла, подвергающиеся коррозии, делаются еще менее прочными и становятся все более восприимчивыми к кавитационному разрушению. В конце концов ситуация становится катастрофической, так как кавитация и коррозия взаимно ускоряют друг друга, что приводит к развитию питтинговой коррозии по всей толщине футеровки. [c.141]

Свариваемость чугуна. Чугун является трудносваривае-мым сплавом. Трудности при сварке чугуна обусловлены его химическим составом, структурой и механическими свойствами, при сварке чугуна необходимо учитывать следующие его свойства жидкотекучесть, поэтому сварка выполняется только в нижнем положении малая пластичность, характеризующаяся возникновением в процессе сварки, значительных внутренних напряжений и закалочных структур, которые часто приводят к образованию трещин интенсивное выгорание углерода, что приводит к пористости сварного шва в расплавленном состоянии чугун окисляется с образованием тугоплавких оксидов, температура плавления которых выше, чем чугуна. Сварка чугуна применяется в основном для исправления литейных до )ектов, при ремонте изношенных и поврежденных деталей в процессе эксплуатации и при изготовлении сварно-литых конструкций. [c.235]

Склонность чугуна при высоких скоростях охлаждения зака.тиваться с образованием закалочных структур (мартенсита, бейнита, троостита). В закаленных участках чугун становится твердым (800 НВ) и не поддается механической обработке. Закалочные структуры вредны еще и потому, что их образование сопровождается появлением закалочных напряжений и образованием трещин. Удельная плотность закалочной микроструктуры в виде мартенсита значительно ниже удельной плотности железа ( .V . гл. VI). разница в удельных плотностях приводит, к напряжения.м и межзеренным тре-пщнам. [c.124]

Известно, что отрицательная температура окружающего воздуха влияет на скорость охлаждения сварочной ванны и металла зоны термического влияния (ЗТВ). С понижением температуры скорость охлаждения увеличивается, что приводит к ухудшению надежности монтажных стыков. Прежде всего, увеличение скорости кристаллизации сварочной ванны уменьшает ее объем. Так, уменьшение температуры от +20 до -50 °С сокращает длительность пребывания сварочной ванны в жидком состоянии примерно на 10 %. Это сказывается на процессе кристаллизации металла, так как отставание диффузионных процессов от кристаллизационных приводит к перавпо-веспому структурному состоянию металла нри этом усиливаются процессы ликвации и сегрегации химических элементов, возрастает вероятность засорения сварного шва неметаллическими и шлаковыми включениями, не успевающими полностью выделиться в шлак, и образования нор, вызванных газами, в частности водородом. Увеличение скорости охлаждения сварного соединения может привести к образованию закалочных структур в ЗТВ, резко снижающих пластичность металла и повышающих склонность к хрупкому разрушению. Это особенно может проявляться при сварке низколегированных сталей повышенной и высокой прочности, а также среднелегпровап-ных сталей. Прп этом вероятность хрупкого разрушения тем больше, чем ниже температура окружающего воздуха. В этих условиях незначительный концентратор напряжений в шве пли на ЛИНИН сплавления имеет большую тенденцию к развитию, которое может привести к зарождению трещины и ее распространению вплоть до разрушения трубопровода. [c.44]

Вода как охлаждающая среда имеет существенные недостатки. Высокая скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения нередко приводит к образованию закалочных дефектов с повышением температуры воды резко ухудшается ее закалочная способность (см. табл. ). При закалке изделий в горячей воде вследствие их медленного охлаждения при высоких температурах и быстрого охлаждения при низких температурах тепловые напряжения получаются низкими, а наиболее опасные структурные — высокими, что и может вызвать образование трещин. Наиболее высокой и равномерной охлаждающей способностью отличаются холодные 8—12 %-ные водные растворы ЫаС1 и ПаОН, которые хорошо зарекомендовали себя на практике. [c.204]

В то же время амали.э разрушений деталей машин, эксплуатирующихся при циклических нагрузках, показывает, что в большинстве случаев инициатором таких разрушений являются технологические (непровары, неметаллические включения, волосовины, закалочные трещины, плохое качество обработки поверхности и т. п.) или эксплуатационные (забоины, язвы коррозии, следы фреттинг-коррозии, трещины а зонах концентрации напряжений при малоцикловом нагружении и т. п.) дефекты, которые или сами по себе являются трещинами, или приводят к зарождению трещин после некоторого времени эксплуатации. В этом случае преобладающая часть долговечности реализуется при наличии трещин. Все это требует наряду с традиционными методами расчетов на прочность обоснования живучести деталей машин с использо-еанием критериев механики разрушения. [c.4]

Результаты испытаний приведены в табл. 3. Анализ полученных результатов приводит к заключению,, что закалочная среда не ьлняет на сопротивление сплава коррозии под напряжением. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...