Испытания долговечности металлов

Испытания долговечности металлов [c.92]

Полная оценка усталостной прочности и долговечности металлов может быть дана при получении не менее 5—10 результатов испытания на каждом уровне напряжений [23]. [c.72]

Метод прогнозирования усталостной долговечности металлов на больших базах [12, с. 100—101] основан на использовании характеристик неупругости. Испытания на усталость с одновременной оценкой необратимого рассеяния энергии проводились при 16 Гц и 10 кГц. В качестве критерия усталостного разрушения металлов независимо от частоты приложения нагрузки и числа циклов принята величина [c.107]

Расширение класса материалов, испытанных при разных видах напряженного состояния в области рабочих температур, позволит оценивать долговечность металла реальных элементов энергоустановок. [c.154]

На основании изложенного выше функциональная зависимость (5) может быть использована для прогнозирования усталостной долговечности металлов на больших базах. В этом случае по результатам кратковременных усталостных испытаний (с фиксированием необходимых характеристик необратимого рассеяния энергии по методикам, описанным выше) одного или нескольких образцов на произвольном, относительно высоком /г-ом уровне нагрузки определяется постоянная С [c.78]

Для количественной оценки долговечности металлов при термической усталости наиболее распространен разработанный Л. Коффиным метод испытания, который позволяет определять [c.31]

Для сравнительных целей допускаются испытания образцов металла или изделий на одном уровне переменных напряжений с фиксированием долговечности (по числу циклов до разрушения). К такому способу прибегают при испытании сложных дорогостоящих или крупногабаритных моделей, или натурных изделий, изготовление и испытание которых в крупных сериях вызывает большие затруднения. Однако в этих случаях следует особо выбирать условия испытания (вид и уровень нагрузки, среду и др.), с тем чтобы они полнее отвечали эксплуатационным. [c.18]

Отсюда следует, что коррозионная среда снижает долговечность металла, особенно это заметно при небольших амплитудах деформаций, где время действия среды значительно. Испытания [c.24]

Наиболее часто о влиянии случайного характера приложения нагрузки на долговечность металлов судят по результатам испытания образцов при блочном изменении нагрузки, при использовании блоков, отображающих закономерности случайного нагружения. [c.39]

В этом случае большое значение приобретает разработка методов прогнозирования прочности и долговечности металлов с учетом -влияния таких конструктивных и эксплуатационных факторов, как концентрация напряжений, сложное напряженное состояние, режим нагружения, нестационарность нагружения, наличие усталостных трещин и т. п., на основе более простых испытаний. Ниже будут рассмотрены некоторые методы такого прогнозирования для области многоцикловой усталости, в той или иной степени основанные на учете неупругости металлов. [c.276]

На основании результатов программных испытаний образцов металла известно, что если форсировать программу (путем умножения значений нагрузки каждой ступени на один и тот же коэффициент) и проводить программные испытания при различных коэффициентах форсирования, то полученная связь долговечности и коэффициента форсирования подчиняется следующей зависимости [c.198]

Долговечность металлов определяется испытаниями на усталость, ползучесть и длительную прочность, износ, коррозию и другими методами. [c.92]

Практической целью коррозионных испытаний является определение долговечности данного металла в определенных условиях. Однако этим не исчерпываются все задачи и цели коррозионных испытаний и исследований, которые более детально сформулированы Г. В. Акимовым следующим образом [c.426]

Благодаря статистическому анализу результатов усталостных испытаний сплавов удается выявить некоторые закономерности усталостных свойств титана, которые не удается раскрыть при обычном определении среднего предела выносливости. Следует отметить, что большой разброс данных при циклических испытаниях сплавов заставляет строить полные вероятностные кривые не только для определения гарантированного предела выносливости металла с заданной надежностью (вероятностью) неразрушения, но даже при выборе сплава, так как по средним значениям предела выносливости (при Р-, = Б0 %) может быть выбран один сплав, а по вероятности неразрушения 99,9 % —другой сплав из-за меньшего разброса данных по его долговечности. При статистическом анализе более точно можно подобрать и математическую форму кривой усталости в координатах а—1дЛ/, что дает более точные сведения о пределе выносливости при большом количестве циклов нагружения. Например, при сравнении крупных поковок из сплавов ПТ-ЗВ и ВТ6 среднее значение предела выносливости у первого оказалось на 20 МПа выше, что находится в пределах разброса данных при построении полных вероятностных диаграмм из этих сплавов выяснилось, что сплав ВТ6 по пределу выносливости с вероятностью неразрушения 99,9 % при Л/= 10 цикл превосходит сплав ПТ-ЗВ более чем на 70 МПа. Статистический анализ позволил определить предел выносливости сплава ВТЗ-1 при если при Л/=10 цикл средние пределы были равны 430, 320, 197 МПа (соответственно для гладких образцов и надрезанных при а. =1,4 и . = 2,36), то при N- °° пределы выносливости оказались равными только 312, 217 и 72 МПа [96]. [c.142]

Присущая пластикам высокая коррозионная стойкость во многом определяет долговечность конструкций, особенно тех, которые подвергаются воздействию соли и других активных ингибиторов. Сопротивление пластиков повреждению при случайном ударе намного выше, чем сопротивление пластичных металлов, хотя энергия, поглощаемая при этом, может быть существенно нин<е. Способность же материала к поглощению энергии проявляется в разной степени в зависимости от конкретной ситуации, поэтому в процессе испытаний данного автомобиля на столкновение должны быть определены необходимые требования по безопасности и все элементы автомобиля должны удовлетворять этим требованиям. [c.16]

Наряду с определением свойств длительной прочности вольфрамовых проволок в [38] проведены металлографические исследования, испытания микротвердости и измерения пластичности разрушенных проволочных образцов. Обнаружена корреляция между рекристаллизацией вольфрамовой проволоки (между 982 II 1093 °С) и изменениями, наблюдаемыми в значениях долговечности выше этих температур. Основной результат исследований состоял в том, что свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки оказались лучше известных данных, полученных для других форм вольфрама, других тугоплавких металлов и жаропрочных сплавов. [c.277]

Большинство лабораторных циклических испытаний проводится в условиях постоянной амплитуды напряжений, в то время как усталостное нагружение в условиях эксплуатации происходит при переменной амплитуде или даже при совершенно случайном нагружении. Стандартные исследования по накоплению повреждений касаются соотношений между долговечностями в условиях постоянной и меняющейся амплитуды. Многочисленные критерии накопления повреждений, предложенные для металлов, отражали попытки связать развитие поврежденности с числом прошедших циклов. Большинство критериев связывает поврежденность с отношением числа циклов пШ, т. е. числа прошедших циклов к ожидаемому числу циклов до разрушения при той же постоянной амплитуде напряжений. Это происходит потому, что в металлах единственным легко обнаруживаемым видом повреждения является изолированная трещина, развивающаяся на последней стадии испытания. [c.352]

Так как в большинстве усталостных испытаний амплитуды циклических деформаций меньше 1%, мы считаем, что упругое поведение, предсказанное в табл. III, будет наблюдаться в случае малых пластических деформаций. Как правило, растущее пластическое разрушение будет иметь место только в относительно малой области перед концом трещины, в особенности для усталости в области больших чисел циклов (которая для металлов обычно определяется как область, где усталостная долговечность превосходит приближенно 10 циклов). Разумно также, может быть, рассматривать результат пластического течения в металлической матрице просто как возрастание эффективного отношения модулей волокна и матрицы. [c.418]

При испытаниях в условиях ползучести в таком металле протекают интенсивные процессы миграции границ зерен и образования зародышей рекристаллизации. Интенсивно идет выделение вторичных фаз, в том числе <т-фазы. Упрочненная стабилизированной субструктурой матрица зерен и разупрочняющие процессы в приграничных зонах (миграция границ, образование и рост вторичных фаз) вызывают повышение жаропрочности при высоких нагрузках и малых долговечностях и существенное снижение жаропрочности при низких нагрузках и больших долговечностях. [c.33]

Коэффициенты уравнения долговечности роторной стали Р2М определены в интервале температур 450—625 °С и напряжений 470—96 МПа по результатам испытаний 120 образцов шести промышленных партий металла. Максимальное время до разрушения составляло более 54 000 ч при сг=196 МПа при 525 °С [c.115]

Если для исследуемого материала в результате металлофизических исследований и испытаний на длительную прочность будет получено уравнение типа (3.28), то это позволит на разных стадиях службы металла оценивать остаточную долговечность по результатам оценки фазового состава и структурного состояния. [c.127]

В табл. 6 приведены некоторые результаты испытаний на долговечность металла спирально-шовных труб из стали 17Г2СФ при малоцикловом нагружении. Сравнивается металл, вырезанный вдоль и поперек прокатки. Отмечается резкая анизотропия долговечности по этим направлениям у основного металла. Долговечность металла поперек прокатки в три раза ниже, чем вдоль. Наблюдается различие и в изломах. При испытании вдоль прокатки длительное время происходит развитие усталостной трещины (примерно половина числа циклов до разрушения) и затем наступает механический дорыв. При испытании поперек прокатки хрупкое разрушение металла наступает через несколько циклов после обнаружения усталостной трещины. Поперечный сварной шов (геометрический [c.231]

Еще в 30-х годах было обнаружено [152], что при уменьшении давления воздуха долговечность металлов возрастает. В вакууме долговечность алюминия по сравнению с воздухом при атмосферном давлении повышается в 5-10 раз [153]. При этом возрастает также предел выносливости. Аналогичные результаты получены на меди [154]. Долговечность железа повышается в вакууме примерно на порядок [155], в то время как предел выносливости такой же, как при испытании в воздухе. При высоких уровнях циклических нагрузок ( а = 950 МПа) долговечность молибдена в вакууме и в воздухе одинаковая [156], по мере уменьшения напряжений в вакууме долговечность заметно возрастает, но предел вьн носливости в обоих случаях одинаковый. Качественно подобная картина наблюдается для магниевых сплавов МА2 - 1, МА15, МА12. [c.99]

Ф 1пьтры. Анализ причин отказов торцовых уплотнений показывает, что износ колец пар трения в реальных условиях эксплуатации значительно превышает износ в условиях лабораторных и стендовых испытаний. Прогнозируемая по результатам стендовых испытаний долговечность двойного торцового уплотнения ТД65-25 составляет 18 750 ч (см. с. 14), в условиях же промышленной эксплуатации долговечность аналогичных уплотнений обычно не превышает 4000 ч. Повышенный износ колец пар трения при эксплуатации торцовых уплотнений вызывается загрязняющими смазочную жидкость частицами. Загрязнения, содержащиеся в смазочной жидкости, представляют собой продукты износа трущихся пар, продукты окисления жидкости и металла, загрязнения, вносимые при монтаже, и др. Представление о гранулометрическом составе загрязняющих частиц, попадающих в смазочную жидкость из атмосферы, дают данные pi . 28. В составе пылинок до 80 % кварца и до 17 % окиси алюминия [10]. Основную массу атмосферной пыли составляют частицы размером менее 10 мкм, соизмеримые с зазорами пар трения торцовых уплотнеиий и превышающие твердость трущихся колец, чем и обусловливается абра-46 " [c.46]

Коррозионным испытаниям подвергают металлы, сплавы и сварные соединения, предназначенные работать в условиях жидких или газовых агрессивных сред. Коррозионные исследования необходимы для хромоникелевых аустенитных сталей, из которых изготовляют конструкции и аппараты для химической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также жаропрочных и окалиностойких сталей, работаюхцих нри высоких температурах в условиях агрессивной газовой среды. Целью испытаний является установление долговечности работы конструкции в условиях данной агрессивной среды. [c.52]

Долговечность образцов состоит из инкубационного периода и периода докритпческого роста трещин. Инкубационный период — это время от приложения к образцу нагрузки до начала докритического роста трещины, когда скорость превышает 4 10 ° мм/с. Этот период, наблюдаемый, например, при испытаниях пластичных материалов, зависит от начального коэффициента интенсивности напряжений и увеличивается с его понижением. Природа инкубационного периода различна. Это может быть время, необходимое для растворения коррозионной средой окисной пленки в вершине трещины или время, необходимое для проникновения водорода в металл и диффузии его в зону предразрушения. [c.362]

А. Вёлер ввел понятие о физическом пределе выносливости — максимальном циклическом напряжении, при котором нагрузка может быть приложена неограниченное число раз, не вызывая разрушения при выбранной базе (числе циклов до разрушения К). Для металлических материалов, не имеющих физического предела выносливости, предел выноашлости (7ц - значение максимального по абсолютной величине напряжения цикла, соответствующее задаваемой долговечности (числу циклов до разрушения). Для металлов и сплавов, проявляющих физический предел выносливости, принята база испытаний Ю циклов, а для материалов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, - 10 циклов (рис. 2). Первый тип кривой особенно характерен для ОЦК - металлов и сплавов, хотя может наблюдаться при определенных условиях у всех металлических материалов с любым типом кристаллической решетки, второй тип -преимущесгвеипо у П (К - металлов и сплавов (алюминиевые сплавы, медные сплавы и др.). N(11 и N( 2 на рис.2 обозначают базовые числа циклов нагружения. На рис. 3 представлены основные параметры цикла при несимметричном нагружении и возможные варианты циклов при испытаниях на усталость. [c.7]

У цветных металлов и у сталей при повышенных температурах диаграмма Вёлера не имеет асимптоты, предел выносливости определяется условно, как величина напряжения, при котором образец разрушается после заданного числа циклов. Это число, называемое базой испытаний, устанавливается в зависимости от назначения изделия, т. е. от его требуемой долговечности. [c.679]

Темп приложения нагрузки в самой начальной стадии испытания влияет на поведение материала при дальнейшем циклическом деформировании. Более низкую долговечность для случая приложения полного напряжения в течение первого цикла связывают с увеличенной деформацией, не скомпенсированной процессом наклепа металла, и более ранним возникновением при этом зародышевых усталостных трещин в более мягких зернах или в более мягких зонах зерен, р При непрерывном испытании образцов из стали 45 среднее число циклов до излома при ст=35 кгс/мм составило Л/=145 тыс. При перерыве испытания на 5 мин после каждых 37 тыс. циклов и последующем плавном нагружении долговечность повысилась до =185 тыс., а при тамх же паузах, но последующем резком спуске груза снизилась до Л =117 тыс. циклов. [c.25]

Скорость роста усталостных трещин. Методика усталостных испытаний, с помощью которой регистрируют только число циклов до разрушения, не дает картины зарождения усталостных повреждений в металле, эозникновения и распространения усталостных трещин. Анализ результатов усталостных испытаний должен проводиться с позиции двухстадийности процесса усталостного разрушения. В зависимости от ряда частных условий распространение уже образовавшейся усталостной трещины может происходить за п иод от 10 до 90% от общей долговечности образца или детали. Скорость роста усталостных трещин является основным критерием оценки чувствительности материалов к развитию усталостного разрушения. [c.33]

Этот метод предусматривает определение предела выносливости металлов путем испытания одного (или лучше двух-трех образцов с последующим усреднением оценок предела выносливости) при ступенчатом увеличении нагрузки Он основан на гипотезе Паль-мгрена — Майнера о линейном характере накопления усталостных повреждений в материале при программном изменении нагрузки. По этой гипотезе степень повреждения материала пропорциональна отношению числа циклов нагружения при данном уровне напряжения 4i к долговечности при этом уровне напряжения в условиях постоян-k [c.74]

В большинстве работ по исследованию влияния окружающей среды на усталостную прочность композитов изучалось воздействие температуры испытания, но во всяком случае в двух исследованиях была сделана оценка влияния паров воды на усталостную прочность. Металлы, армированные волокнами, прекрасно сохраняют свою работоспособность и при высоких температурах в условиях циклического одноосного нагружения, но усталостная прочность в испытаниях на знакопеременный изгиб резко уменьшается с повышением температуры, а водяной пар снижает долговечность бороалюминиевых композитов по сравнению с той, которая была получена в вакууме или в сухом гелие. Подробности этих результатов описываются ниже. [c.429]

Для стали 12X1МФ уравнение типа (3.25) получено в результате статистической обработки испытаний металла 30 промышленных плавок испытания проведены при разных температурах, всего испытано 622 образца металла паропроводных труб, максимальное время до разрушения превышало 30 000 ч. Уравнение долговечности типа (3.26) имеет вид [c.108]

Для статистической оценки коэффициентов уравнения долговечности использованы результаты испытаний 327 образцов металла 12 плавок, проведенных в достаточно широком температурном интервале 540—610 °С максимальное время до разрушения превышало 25 000 ч. Полученное уравнение длительной прочности стали 15Х1М1ФЛ имеет вид [c.112]

Для другой промышленной партии металла паропроводной трубы стали 15Х1М1Ф, испытанной при сложном напряженном состоянии, получено следующее уравнение долговечности [c.151]

Обработка результатов большого числа испытаний металла двух плавок стали Х18Н10Т [90] позволила получить следующее уравнение, которое целесообразно использовать для оценки долговечности при 800—850 °С [c.151]

В большинстве случаев зона излома, соответствующая стадии медленного распространения треш,ины, имеет тем более хрупкий характер, чем больше долговечность образца. Например, образцы стали Н17К12М5Т, изготовленные из металла разных плавок, но с практически одинаковыми механическими свойствами при кратковременных испытаниях, показали разброс по долговечности при испытаниях на КПН при а =1,50 ГН/м2 от 2,5 до 8 сут. В образцах с большей долговечностью в зоне КПН наблюдалось хрупкое межзеренное разрушение, в зоне долома — пластичное, внутризеренное в образцах с малой долговечностью разрушение в зоне КПН менее хрупкое, а в зоне долома менее пластичное (рис. 52). При кадмировании той же стали долговечность снизилась от 4 сут (без кадмирования) до 5—10 ч разрушение в зоне КПН было межзеренным, но менее хрупким, чем без кадмирования. Охрупчивания в зоне долома при КПН с увеличением долговечности, как правило, не наблюдается, в противоположность замедленному разрушению при водородной хрупкости. [c.79]

Применительно к рассматриваемой задаче оценки прочности в условиях сочетания малоциклового и многоцикловОго, в том числе и случайного по характеру нагружения с наложенными кратковременными перегрузками, справедливость деформационнокинетического критерия разрушения не очевидна. С целью обоснования справедливости критерия (1.1.12) для указанных случаев проводились испытания при мягком и жестком типах нагружения, а также программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений или деформаций в процессе испытания. Во всех случаях форма цикла регулярного нагружения была симметричной синусоидальной, и общая долговечность всех испытанных образцов не превосходила 5 10 циклов. Частота испытаний выбиралась из условий соблюдения требований ГОСТ 2860—65 Металлы. Методы испытаний на усталость об исключении саморазогрева образца до температуры более 50° С в процессе повторных нагружений при нормальной температуре. В зависимости от уровня напряжений (деформаций) частота составляла 0,5—50 Гц. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...