Особенности испытаний при низких температурах

Особенности испытаний при низких температурах (Ю.П. Солнцев) [c.59]

Особенности испытаний при низких температурах [c.84]

Особенности методики испытаний при низких температурах [c.258]

Повышение содержания углерода значительно снижает ударную вязкость стали при данной температуре испытания, причем снижение ударной вязкости особенно значительно при низких температурах (фиг. 13). Отрицательное действие повышенного содержания углерода в стали на ее хладноломкость отмечается в ряде работ [21] [c.27]

Приведены результаты исследований влияния низких температур да изменение основных физических и механических хар теристик ста ли и сплавов. Описана методика н указана аппаратура для испытаний механических свойств. Дан анализ характера разрушения различных материалов при низких температурах. Рассмотрено изме-нение вязкости разрушения различных материалов в зависимости от температурных условий. Изучены особенности сварки и пайки материалов, предназначенных для работы при низких температурах. Приведены рациональные температурные уровни использования различных материалов. [c.14]

Увеличение скорости испытания приводит к значительному снижению пластичности при растяжении, особенно при низких температурах испытания. Переход от статического растяжения гладких образцов (1,5 мм/мин) к динамическому (5500 мм/с) сопровождается уменьшением относительного сужения почти в 2 раза при комнатной температуре и примерно в 10 раз при —60° С. [c.121]

Наконец, следует отметить, что на хрупкость материала могут очень сильно влиять так называемые остаточные напряжения, которые могут получиться в материале при закалке, при холодной прокатке или при недостаточной температуре горячей прокатки, когда материал получает наклеп. Опытами на растяжение такие напряжения, как правило, не могут быть выявлены. Остаточные напряжения обычно связаны с возникновением объемного напряженного состояния в материале в связи с этим возможно хрупкое разрушение. Такие случаи встречались при изготовлении мощных двутавровых балок со сравнительно тонкими полками. В нашей практике был случай хрупкого разрушения двутавровой балки № 50 при сбрасывании ее на землю в морозный день. Результаты статических испытаний, химического и металлографического анализа показали, что материал как будто вполне доброкачественный. Лишь ударные испытания при различных температурах обнаружили резкую хладноломкость для образцов, вырезанных у края полки двутавра,— в наиболее наклепанном месте. Что касается влияния на хрупкость химического состава сталей, то ударная вязкость понижается, как это видно из таблицы 21, с увеличением количества углерода, т. е. с повышением предела прочности и уменьшением пластических свойств стали. Весьма неблагоприятно отражается на сопротивлении удару, особенно при низких температурах, наличие фосфора. Поэтому на практике при изготовлении материала для деталей, работающих на удар, всячески ограничивают примесь этого элемента. [c.533]

В работах И Н Богачева с сотр установлено (рис 25), что деформационное упрочнение значительно сильнее проявляется на марганцевом стабильном аустените (Г38), чем на стабильном никелевом (Н36) Особенно существенно это различие при высоких степенях деформации Так, деформация е=М % повышает твердость никелевого аустенита в 1,5 раза, а марганцевого в 2,6 Особенностью марганцевого аустенита является его хладноломкость при низких температурах (рис 26), что аномально для сплавов с г ц к решеткой В никелевом аустените резкого падения ударной вязкости при всех температурах испытания вплоть до —196 °С не наблюдается Легирование аустенита может влиять на его свойства Так, введение хрома в марганцевый аустенит заметно уменьшает его склонность к хрупким разрушениям, а легирование никелем практически не влияет на порог хладноломкости [c.51]

Наиболее показательными являются натурные испытания изделий в реальных условиях эксплуатации. Однако проведение натурных испытаний, особенно при низких температурах, связано со значительными технологическими трудностями. О работоспособности техники, эксплуатируемой при низких температурах, обычно приходится судить по статистическим данным, накопленным в результате наблюдений за работоспособностью изделий. [c.78]

Изделия, которые эксплуатируются или транспортируются в тропическом климате, необходимо испытывать при относительно высоких температурах и влажности в присутствии частичек хлористого натрия. Испытания изделий, эксплуатируемых в северных приморских районах нашей страны, следует проводить при низких температурах. Если изделия, имеющие защитные покрытия, подвергаются действию ультрафиолетовых лучей, то во время испытаний необходимо предусматривать возмож-. ность имитации этих условий особенно это относится к лакокрасочным покрытиям. [c.6]

Ценную информацию о сопротивлении конструкционных материалов хрупкому разрушению можно получить при ударном растяжении цилиндрических образцов с кольцевыми треш инами. Такие испытания (особенно при низких температурах) — жесткие условия для деформирования материала. Результаты испытаний являются важными показателями работоспособности материала в экстремальных условиях его работы (высокие скорости нагружения, низкие температуры, предельно-острые концентраторы напряжений). Ударному растяжению цилиндрических образцов с надрезами уже давно уделяется значительное внимание [29, 39, 1491 при выборе материала для конструкций, предназначенных для работы в экстремальных условиях. Однако ударные, испытания цилиндрического образца с кольцевой [c.171]

Сведения о поведении материалов при низких температурах необходимы для правильного выбора материалов при конструировании различных машин, аппаратов и сооружений, использующих в качестве рабочего тела или рабочей среды сжиженные газы, широко применяемые в современной энергетике, металлургии, ракетной технике, радиоэлектронике. Систематизация данных механических свойств при низких и весьма низких температурах необходима также и для дальнейшего развития исследований по созданию и разработке материалов, обладающих заданным комплексом свойств при низких температурах, особенно механических. Испытания при низких и весьма низких температурах позволяют определить величину предельного сопротивления хрупкому разрушению, изучить процесс перехода от вязкого к хрупкому разрушению и на этой основе наметить пути предотвращения внезапных аварий. [c.4]

Известно, что качественный выбор материала для работы при низких температурах может быть осуществлен только в том случае, когда механические свойства материалов в этих условиях определяются идентичным методом испытания или в крайнем случае при условии сопоставимости методов, испытаний, используемых различными исследователями. Поэтому представляет интерес кратко рассмотреть существующие в настоящее время методики таких испытаний, особенно те, которые могут быть наиболее пригодны для исследований поведения материалов в широком интервале низких температур и получения сравнимых результатов. [c.5]

Для многих конструкционных сталей испытания на растяжение являются мягким способом нагружения и поэтому не выявляют влияния на механические свойства некоторых особенностей структуры, например превращений, определяющих отпускную хрупкость, состояния поверхностного слоя и др. Для оценки роли этих факторов, а также поведения металлических сплавов при низкой температуре и их чувствительности к надрезам конструкционные стали ответственного назначения, особенно после термической обработки, подвергают наряду с испытаниями на растяжение гладких образцов также испытаниям на ударную вязкость и на усталость. [c.118]

Ползучесть металла, согласно дислокационной теории деформации, возможна благодаря существованию дислокаций в кристаллах. Под действием напряжений дислокации приходят в движение, некоторые из них выходят на поверхность кристалла, другие тормозятся препятствиями, а часть из них пересекается. Несомненно, что на стадии неустановившейся ползучести имеет место упрочнение [12]. Наиболее интересной для практики является стадия установившейся ползучести, при которой скорость деформации постоянная. Эта стадия ползучести и подвергалась в основном исследованиям в данной работе. Исследователи отмечают, что предварительная деформация дает преимущество образцам, обработанным давлением, перед отожженными образцами, особенно при низких температурах испытания и высоких напряжениях. [c.96]

Испытания показали, что твердый раствор, образуемый фосфором с железом, значительно отличается от твердых растворов З и Мп с железом. В то время как 51 и Мп при добавке к железу даже до 1 /о повышают твердость и прочность и не снижают пластичности, добавка Р резко снижает пластические свойства железа и стали и особенно ударную вязкость. При содержании Р в количестве 0,1 — 0,2<, д в металле замечается хрупкость, особенно при низких температурах (ка морозе). Хрупкость при низких температурах называют в практике хладноломкостью. [c.137]

Поэтому пластичность и особенно ударная вязкость наплавленного металла при низких температурах испытаний выше, чем при сварке в углекислом газе. [c.27]

Влияние температуры. Опыты показали, что температура испытаний заметно влияет на усталостную прочность материала. Пределы выносливости для гладких образцов с понижением температуры возрастают. Для образцов с острыми надрезами при низких температурах получаются пониженные значения пределов выносливости. Однако влияние температуры, особенно переменных температурных полей, изучено еще слабо. [c.496]

Величина ударной вязкости не единственная характеристика сопротивления металлов и сплавов действию ударных нагрузок при различных температурах обработки и эксплуатации, особенно при низких температурах. Другой характеристикой является хладноломкость — хрупкое разрушение металлов в условиях ударных нагрузок и пониженных температур. Для определения склонности металлов к хладноломкости прибегают к исследованию зависимости ударной вязкости от температуры испытания и построению серии кривых ударная вязкость — температура испытания (рис. 4). При низких температурах испытания у некоторых [c.18]

Шонфельд [1691 нашел, что предел пропорциональности равен 17,6 кг/мм . Его значения предела текучести при растяжении были определены при остаточной деформации 0,2%, поэтому они были одинаковы с пределами прочности при растяжении, равными 31,6—38,7 кг/мм . Фактически при некоторых испытаниях разрушение происходило при остаточной деформации менее 0,2%. Пределы текучести при сжатии были несколько выше 35,2—52,8 кг,мм-. Шонфельд проводил испытании при низких температурах вплоть до температуры жидкого азота, но результаты были неубедительны из-за чрезвычайно высокой чувствительности плутония к надрезу, которая становилась особенно существенной около —40° н приводила к разрушению вие расчетной длины испытуемого образца. [c.540]

Прочность при низких температурах. Хрупкое разрушение стальных конструкций наблюдается особенно часто при низких температурах. Упомянутые выше случаи разрушения резервуаров а судов происходили при температурах ниже нуля. В условиях крайнего севера, где металлические конструкции и механизмы работаюг зачастую при температурах —40° и —50°, хрупкие разрушения, особенно часты, и проектирование сооружений, работающих в этих, условиях, требует особого внимания. Явление хрупкости стали при низких температурах получило название хладноломкости. Схематическое объяснение хладноломкости может быть следующее (А. Ф. Иоффе,. 1924 г.). Пластические свойства металла в сильной степени зависят от температуры, предел текучести с понижением температуры повышается. В то же время сопротивление отрыву практически не зависит от температуры. Поэтому при низких температурах условия перехода от хрупкого разрушения к пластическому меняются и отрыв становится возможным прежде, чем наступит пластическое состояние. В частности, и при растяжении может случиться, что образец разорвется прежде, чем появятся пластические деформации. Не у всех металлов оказывается возможным получить хрупкое разрушение при растяжении за счет понижения температуры металлы с гранецеитри-рованной решеткой сохраняют пластические свойства при весьма низких температурах, среднеуглеродистая сталь, весьма пластичная в обычных условиях, становится хрупкой при растяжении лишь при температуре жидкого водорода. При динамическом деформировании, предел текучести оказывается выше, чем при статическом, поэтому критическая температура хладноломкости, то есть температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому, повышается, В опытах Давиденкова Н. Н. (1936 г.), который испытывал на ударное растяжение цилиндрические образцы из среднеуглеродистой стали, критическая температура получилась —95° для крупнозернистой структуры и — 160° для мелкозернистой. При сложном напряженном состоянии, например в месте концентрации напряжений, условия перехода от пластического разрушения к хрупкому будут другими и критическая температура, определенная в этих условиях, отличается от критической температуры, найденной путем испытания гладких образцов иа растяжение. В настоящее время не существует теории, которая позволяла бы надежным образом производить расчеты на прочность в условиях низких температур с тем, чтобы предусматри вать возможность хрупкого разрушения, однако надлежащий выбор, материалов и соблюдение некоторых конструктивных и технологических предосторожностей позволяют избежать хладноломкости. [c.411]

Механизм межкристаллитной коррозии алюминиевых сплавов при низких температурах достаточно подробно изучен А. И. Голубевым [111,205]. Рассматривая причины межкристаллитной коррозии сплавов алюминия высокой чистоты при температурах выше 160° С, можно предположить следующее. На границах зерен, даже в очень чистом алюминии, различные примеси содержатся в боль-щем количестве, чем в центре зерна. Скорость катодного процесса на этих примесях возрастает, что приводит к смещению потенциала участков зерна, прилегающих к границе, в положительную сторону. Поскольку при высоких температурах чистый алюминий (при стационарном потенциале) подвержен коррозии в активной области, смещение потенциала в положительную сторону приводит к увеличению скорости коррозии на участках по границам зерен. При более значительном смещении потенциала в положительную сторону вследствие анодной поляризации либо при легировании элементами с малым перенапряжением водорода до значений потенциала, отвечающих области пассивации, межкристаллитная коррозия не развивается, что и подтвердилось при испытаниях. Из этого предположения следует, что монокристаллы чистого алюминия не должны подвергаться межкристаллитной коррозии в воде при высоких температурах. И, действительно, в воде с pH 5—6 при температуре 220° С монокристаллы алюминия в отличие от поликристаллов межкристаллитной коррозии не подвергались [111,206]. Попытка объяснить возникновение межкристаллитной коррозии алюминия в воде при высоких температурах растворением неустойчивых интерметал- лидов, выпадающих по границам зерен, связана с затруднениями. Дело в том, что легирование алюминия никелем, железом, кремнием и медью повышает стойкость сплавов по отношению к межкристаллитной коррозии, ВТО время как растворение неустойчивых интерметал-лидов, образованных этими легирующими компонентами (особенно последним), должно способствовать развитию межкристаллитной коррозии. Алюминий чистоты 99,0% при температуре свыше 200° С подвергается межкристаллитной коррозии не только в воде, но и в насыщенном водяном паре. Если же алюминий легировать никелем (до 1 %) и железом (0,1—0,3), межкристаллитная коррозия не развивается и в этом случае [111,172]. В результате коррозионного процесса размеры плоских образцов иногда увеличиваются на 15—20% [111,206]. [c.205]

При проектировании объектов котлонадзора для условий холодного климата следует иметь в виду, что в этом случае кроме рабочих условий, требования по которым определяются данными Правилами Госгортехнадзора СССР, на металл неблагоприятно воздействуют низкие температуры при загрузке Й разгрузке транспорта, при транспортировке полуфабрикатов, их складировании, хранении и при работах на монтаже. Должен быть разработан комплекс организационно-технических мероприятий, предупреждаюших снижение работоспособности материала во время действия указанных нерабочих условий. Если эти мероприятия трудно выполнимы или экономически необоснованы, то следует выбрать материал более устойчивый против охрупчивания при низких температурах. В отдельных случаях может оказаться достаточным проведение дополнительных испытаний на ударную вязкость при соответствующих низких температурах (указанных в данном разделе) и отбраковка партий с недостаточными значениями ударной вязкости кроме того, возмоя но некоторое увеличение толщины стенки детали, обеспечивающее исключение пластических деформаций в местах возможных концентраций напряжений. Вопросы, связанные с особенностями эксплуатации объектов котлонадзора при размещении их на территории с холодным климатом, должны быть решены прежде всего между заказчиком и предприятием-изготовителем оборудования и утверждены соответствующими министерствами, [c.65]

Данные испытаний на усталость сплавов [535—537 и др.] и элементов конструкций [538] указывают на наличие корреляции между долговечностью и технологической наследственностью. Нами проведен анализ влияния различных видов технологических обработок на сопротивление усталости алюминиевого сплава АВТ-1. После обработки полуфабриката фрезерованием и последующей термообработки (искусственное старение при 200° С в течение 2 ч) предел выносливости снижается до 90%, а долговечность — в 3 раза. Виброупрочнение дробью, как и предполагалось, сопровождается увеличением усталостной долговечности, особенно значительным при низких амплитудах напряжений. Аналогичный эффект наблюдается и при виброударном упрочнении [535]. Термообработка после виброударного упрочнения (нагрев до 200° С, выдержка 2 ч) хотя и вызьшает снижение технологических остаточных напряжений в 2 раза, но практически полностью снимает эффект упрочнения [535]. Локальные технологические нагревы при диаметре пятна меньше 10 мм при 200°С в течение 10, 30, 60, 80 мин не оказывают влияния на статическую прочность. Увеличение температуры нагрева до 480°С с выдержкой 15 мин приводит к изменению микроструктуры в поверхностном слое, сопровождаемому снижением Од до 50% и относительного удлинения е на 20%. [c.335]

В одиннадцатом разделе изложены экспериментальные методы исследования динамики и прочности конструкций, главным образом при-менительуЮ к условиям работы механизмов и машин в экстремальных условиях. Представлены испытательные стенды и установки, методы и средства измерений при испытаниях на прочность, ползучесть, усталость, удар, определение демпфирующих свойств, трещиностойкость при нормальных и особенно высоких и низких температурах. моделирование и испытание конструктивно подобных моделей. [c.16]

Такие же изменения структуры наблюдали и при усталости под действием циклической деформации. На рис. 6.2. приведены мик-кроструктуры и дифракционные рентгенограммы в узком пучке, полученные вблизи зоны повреждения образцов из малоуглеродистой стали S15 при испытаниях на высокотемпературную малоцикловую усталость растяжением—сжатием с постоянной деформацией. При 450 °С, и особенно при 500 °С довольно отчетливо наблюдается образование ячеек рентгенограмма в отличие от наблюдаемых при низкой температуре сплошных колец состоит из неоднородных пятен, [c.196]

В работе [63] исследовали особенности мартенситного превращения при малоцикловой усталости стали 73СК18-10 (типа 304Ь с 18% Сг и 10% N1) при температурах 20 и -196 и при амплитудах общей деформации за цикл 0,6-1,6%. Показано, что на кривых циклического упрочнения при температуре испытания 20 °С можно выделить три стадии 1. Материал упрочняется, но не наблюдается мартенситного превращения 2. Материал слабо разупрочняется и начинается мартенситное превращение 3. Наблюдается сильное циклическое деформационное упрочнение, вызванное у е а превращением. При максимальной амплитуде циклической деформации образуется 30% мартенсита. Процентное содержание получаемого в ходе превращения мартенсита зависит от числа циклов нагружения, амплитуды деформации и температуры испытания. При температуре испытания -196 °С уже после первых трех циклов нагружения наблюдается сильное деформационное упрочнение, вызванное интенсивным мартенситным превращением. При амплитуде циклической деформации 1 % при низкой температуре испытания за 10 циклов в структуре ста- [c.240]

Национальное бюро стандартов (НБС) - наиболее крупное правительственное научное учреждение, возглавляющее национальную систему измерений и являющееся метрологическим. центром США. Национальное бюро стандартов находится в ведении Министерства торговли и занимается исследовательской работой в области физики, математики, химии. Бюро создает научные основы для разработки стандартов, методику измерения определяет физические константы ш свойства материалов совершенствует правила по технике безопасности, технические условия и методы испытания проверяет и тарирует стандартные измерительные приборы и выполняет работы по научному обслуживанию и консультациям. В основном эта работа ведет к накоплению знаний о естественных явлениях, начиная от магнитного момента протона до конструктивных особенностей стальных ферм мостов, от свойств кремний органических резин при низких температурах до определения опти-кальных коммуникационных частот, от характеристик ядерных излучений до характера радиошуиов в. менпланетнои пространстве. [c.7]

С другой стороны известно, что хрупкое разрушение деталей машин определяется не только пониженным сопротивлением отрыву, но и пониженной способностью металла к местной пластической деформации и к перераспределению напряжений в местах их концентрации за счет местной пластической деформации. Эта последняя особенность, по С. Т. Кишкину, придается и устраняется методами обработки металла, отличными от методов повышения сопротивления отрыву, и должна учитываться в методике проверки качества металла. В исследованиях С. Т. Кишкина и др., например, сопротивление отрыву принято [110] определять по А. Ф. Иоффе (при низких температурах) или изгибом круглого диска, опертого по контуру, в то время как способность материала перераспределять напряжения оценивается путем испытания надрезанного образца на растяжение с перекосом или путем испытания надрезанного образца на изгиб. [c.100]

Хрупкое разрушение, наблюдаемое в деталях и конструкциях, зависит от характера напряженного состояния, химического состава металлического сплава и его структуры. Склонностью к хрупкому разрушению обладают, как правило, металлы с решеткой объемноцентрироваиного куба, а следовательно, и стали (кроме сталей с аустенитной структурой). Склонность стали к хрупкому разрушению возрастает, если она имеет повышенное содержание фосфора, крупное зерно, расположение карбидов по границам зерен, полосчатость (в последнем случае ударная вязкость оказывается пониженной только в определенных направлениях). Поэтому испытания на ударную вязкость широко применяют для конструкционных сталей — углеродистых и особенно легированных. Для этих сталей, а также цинка и его сплавов все большее применение получают испытания ударной вязкости при низких температурах, так как это дополнительно способствует переводу металла в хрупкое состояние (см. п. 7). [c.136]

Бывают случаи, когда трудно заранее установить точно режим термической обработки какой-нибудь сложной детали, особенно из легированных сталей. Так, наиример, не всегда можно точно указать температуру отпуска для обеспечения заданных. механических свойств при низких температурах отпуска предел прочности и предел текучести получаются в норме, а значения относительного удлинения, относительного сужения и ударной вязкости часто получаются ниже требуемых, а при более высоких температурах отпуска — наоборот. В таких случаях, когда трудно точно заранее-устаи0в1 ть режи.м термической обработки, производится пробная термическая обработка на опытных деталях, и на основании результатов их испытания уточняется (корректируется) выбранный режим тер.мической обработки. [c.255]

Снижение ударной вязкости при низкой температуре отпуска (300—350°) получило название низкотемпературной отпускной хруп, кости (хрупкости первого рода). Низкотемпературная хрупкость не составляет специфической особенности хромоникелевой стали, а свойственна каждой стали. Для ее проявления в углеродистой стали с повышенным содержанием углерода необходимо применить менее жесткий способ нагружения. Испытание на ударное кручение позволяет обнаружить и в углеродистой стали провал ударной вязкости при температурах отпуска 250—280°. Природа низкотем пературной хрупкости окончательно не установлена. Вероятнее всего она связана с критической степенью дисперсности выделяющихся карбидов при распаде мартенсита и распаде остаточного аустенита. Объяснить падение ударной вязкости только распадом остаточного аустенита нельзя, так как имеются стали (например, сталь марки ЗОХГС), которые при закалке в воде практически не имеют остаточного аустенита, а в то же время обладают ясно выраженной [c.49]

Третьим методом испытаний ПВХ-пластикатов на холодостойкость является испытание на ударную прочность при низких температурах (по ASTM D746-57). Испытание заключается в том, что на охлажденный образец, помещенный в специальный криостат, обрушивают удар определенной силы, который образец должен выдержать без разрушения и образования трещин. Обычно это самые тяжелые условия испытания, особенно для жестких материалов, так как разрушающая нагрузка прикладывается почти мгновенно. [c.47]

Из графика видно, что ручная сварка стыковых соединений с большой погонной энергией приводит к заметному снижению ударной вязкости, особенно при низких температурах испытаний, в связи с тем, что структура шва получается грубой крупнозернистой. Поэтому обычно для получения оптимальных свойств металла шва рекомендуется сварку однопроходных или многопроходных швов производить с погонной энергией прохода порядка 5000— 7000 кал см. [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...