Свойства стали при ударном нагружении

СВОЙСТВА СТАЛИ ПРИ УДАРНОМ НАГРУЖЕНИИ [c.39]

Для криогенных конструкций особенно важную роль играет химическое воздействие низкокипящих продуктов на свойства конструкционных сталей и сплавов. Особую сложность проблема совместимости приобретает при выборе материалов для работы в контакте с жидким или газообразным кислородом и другими менее распространенными окислителями на основе фтора, используемыми в жидкостных ракетных двигателях. Известно, что такие химически активные металлы, как титан и его сплавы, магниевые сплавы, алюминиевые сплавы при ударном нагружении, могут самопроизвольно загораться при контакте с кислородом. [c.278]

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывают скорость нагружения и температура. При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при медленном - свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки при нормальной температуре получать остаточные деформации. Пластичные же материалы, такие как малоуглеродистая сталь, под воздействием резкой ударной нагрузки проявляют хрупкие свойства. [c.90]

Стали для штампов горячей обработки давлением работают в тяжелых условиях, испытывая интенсивное ударное нагружение, периодический нагрев и охлаждение поверхности. От них требуется сложный комплекс эксплуатационных и технологических свойств. Кроме достаточной прочности, износостойкости, вязкости и прокаливаемости (для крупных штампов) эти стали должны обладать также теплостойкостью, окали-ностойкостью и разгаростойкостью. Под разгаростойкостью понимают устойчивость к образованию поверхностных трещин, вызываемых объемными изменениями в поверхностном слое при резкой смене температур. Это свойство обеспечивается снижением содержания углерода в стали, которое сопровождается повышением пластичности, вязкости, а также теплопроводности, уменьшающей разогрев поверхностного слоя и термические напряжения в нем. [c.626]

Водород в стали меняет ее механические свойства при кратковременном и длительном статическом нагружении, а также при повторно-переменном и ударном нагружении. Под влиянием водорода в стали значительно снижаются ее пластические свойства при кратковременном нагружении. Это явление названо водородной хрупкостью стали. Твердость наводороженной стали повышается. Наводороженная сталь подвержена замедленному разрушению, т. е. разрушению при длительном действии статических сил при напряжениях, обычно меньших предела текучести. Это явление было названо нами водородной статической усталостью стали. При повторно-переменных (циклических) напряжениях водород в стали снижает ее выносливость, что было названо нами водородной усталостью стали (см. П1-2). Водород в стали повышает ее чувствительность к концентраторам напряжения при действии повторно-переменных напряжений. Ударная прочность наводороженной стали снижается. Под влиянием водорода в стали могут образовываться дефекты типа пузырей, а также расслаивание (у проката) и растрескивание металла. [c.75]

Из динамических испытаний самым распространенным является испытание на ударный изгиб. Этим испытанием определяют ударную вязкость K U, т. е. работу, затраченную иа излом надрезанного образца, зависящую от пластичности и прочности. Учитывая, что нагрев образца проводят вне копра и при переносе его из печи к месту испытания теряется тепло на опорах копра, то Точно установить температуру испытаний трудно. При определении численных значений характеристик механических свойств стали или сплава необходимо иметь в виду, что значения эти условные. Они зависят от внутренних и внешних факторов. К внутренним факторам относятся состояние (литое, деформированное, кованое, прокатанное и т. п.) и структура (равноосная, столбчатая, мелкая, крупная) к внешним факторам — температура, схема и скорость деформирования, размеры образца, условия нагружения (дробное или непрерывное) и др. [c.143]

Большое влияние на проявление свойств материалов оказывают скорость нагружения и температурное воздействие. При высокоскоростном нагружении более резко проявляются свойства хрупкости, а при медленном нагружении - свойства пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки в условиях нормальной температуры (+20°С) проявлять пластические свойства. Пластичные же материалы, такие, как малоуглеродистая сталь, при воздействии ударных нагрузок проявляет хрупкие свойства. В зависимости от указанных обстоятельств механические свойства материалов проявляются по-разному. Обобщенный анализ свойств материалов с учетом температуры и времени оказывается очень сложным. Функциональная зависимость между четырьмя параметрами ст, е, [c.31]

Исследования изменения механических свойств сталей в процессе циклического нагружения металлов показывают (см., например, [33, 46, 151]), что циклическая нагрузка при напряжениях выше предела выносливости вызывает повышение критической температуры хрупкости, снижение ударной вязкости и т. п. [c.325]

Механические свойства сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов определяют экспериментально на образцах при различных видах их нагружения. Наибольшее применение имеют механические характеристики (табл, 5), определяемые на основании испытаний образцов на растяжение, ударную вязкость и усталостную выносливость. [c.10]

В процессе других испытаний определилось влияние никель-фосфорных покрытий на свойства стали ЗОХГСА как при статическом растяжении, так и при ударном изгибе образцов. Сталь этой марки была избрана для опытов потому, что она находит широкое применение в различных отраслях промышленности для изготовления ответственных и сильно нагруженных деталей. [c.92]

Свойства бериллия также исследовались для определения возможностей его использования в качестве волокнистого армирующего материала для композитов с полимерной матрицей, если он сам имелся в достаточном количестве в форме пластичной проволоки. Высокий модуль (на 40% больше, чем у стали) и низкая плотность (на 30% меньше, чем у алюминия) сделали его привлекательным конструкционным материалом для авиации, и можно было надеяться, что пластичность проволок улучшит ударные свойства композита. В работе [62] опубликованы некоторые результаты по растяжению бериллиевой проволоки диаметром 0,005 дюйм. Она разрушалась вязко даже при комнатной температуре после удлинения примерно на 1—3%. Позднее [36] исследован более детально предел упругости проволоки и определено ее остаточное удлинение при различных уровнях нагружения. Кроме того, исследованы также свойства длительной прочности проволоки при комнатной температуре. Данные показывают уменьшение прочности с ростом продолжительности действия нагрузки, однако результаты имеют большой разброс. [c.278]

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]

Последнее объясняется тем, что стальные изделия, как правило, подвергаются при работе значительно более сложным условиям нагружения по сравнению с теми, которые воспроизводятся при обычных испытаниях на растяжение и удар. Между тем характер нагружения и вид возникающего напряженного состояния стали коренным образом могут изменять свойства металлов. Например, показатели сопротивления деформированию (а , а , пластичности (8, ф) и особенно ударная вязкость а ) изменяются в широких пределах в зависимости от наличия надрезов, скорости нагружения, размеров образцов и т. п. [c.296]

Материал для горячих штампов должен удовлетворять комплексу требований. К ним в первую очередь относятся высокая прочность (не менее 1000 МПа), необходимая для сохранения формы штампа при высоких удельных давлениях во время деформирования, и высокая теплостойкость, позволяющая сохранить высокие твердость и прочностные свойства при длительном температурном воздействии. В рабочих условиях штамп должен деформировать заготовку, а не наоборот — заготовка деформировать штамп. Стали должны иметь достаточную вязкость для предупреждения поломок при ударном нагружении. Они должны обладать высоким сопротивлением термической усталости (раз-гаростойкости), сохраняя способность выдерживать многократные нагревы н охлаждения без образования сетки трещин. Го-рячештамповые стали должны иметь хорошую окалиностойкость и высокую прокаливаемость для обеспечения необходимых механических свойств по всему сечению, что особенно важно для массивных штампов. [c.207]

Как известно, процесс производства стали определяет особенности ее химического состава и первичного строения. Условия ведения плавки, ее раскисления, условия кристаллизации слитка создают особенности макро- и микроструктуры (шиферный излом, флокены, дендрит)юе строение и т. д.), влияющие на свойства йеталла, особенно при ударном нагружении. Не в меньшей [c.35]

Олмонд и др. [4] анализировали ряд статей по вопросам разрушения слоистых металлических материалов, а также провели количественное исследование факторов, управляющих распространением трещин в слоистых материалах. В работе были получены кривые изгиба при динамическом ударном нагружении слоистых материалов из мягкой стали, соединенной медью, припоем, эпоксидной смолой и резиной. Установлено, что первоначальные разрушающие нагрузки и нагрузки после разрушения согласуются с величинами, предсказанными на основании простых геометрических соображений и известных свойств материалов (рис. 21). [c.69]

Свойства металлов после заверщения технологических операций, установленные при испытании образцов в лабораторных условиях. характеризуют качество металла, правильность 1Н соответстчие режимов проведенной обработки и, в известной мере, пригодность металла к службе. Однако численные значения этих свойств могут не соответствовать фактическим свойствам и поведению металла в конструкциях в различных условиях службы. Конструкция изделий (их размеры, форма, наличие ослаблений), ус-Товия нагружения (характер напряженного состояния, скорость и длительность приложения нагрузки, повторность ее приложения и т. д.), условия эксплуатации (температура службы, воздействие окружающей среды), а также протекающие в известных условиях в процессе хранения или службы явления старения оказывают значительное влияние на механические и, в особенности, ударные свойства стали. Рассмотрим влияние некоторых из этих факторов на ударную вязкость стали и возможные пути повышения стойкости изделий против ударного разрушения. [c.36]

Происходящие прн различных операциях термической обработки изменения структуры вносят свой вклад в изменение свойств сталей. Изменение структуры, состоящее б изменении размеров и состояния фазовых составляющих, определяет изменения в движении и торможении дислокаций и тем самым сопротивление деформации и предельную величину деформации нри нагружении стали. Наличие в аустенитной или ферритной матрице избыточной фазы в дисперсном состоянии или даже в состоянии пред-Быделения приводит к рассредоточенному множественному блокированию движения дислокаций и тем самым к значительному упрочнению стали. При этом, естественно, кесколько снижаются пластичность и ударная вязкость стали. К, образованию таких выделений чаще всего приводит нагрев с длительной выдержкой при температуре 300—600 "С в зависимости от состава стали (старение). [c.153]

Однако низкий уровень механических свойств материала литых штампов, изготовленных из теплоустойчивых сталей марки 4Х5МФС, не означает, что стали этого типа нельзя использовать для получения из них литого горяче-штампового инструмента стойкость литых штампов из теплоустойчивой стали превосходит работоспособность деформированных штампов из этой же стали в тех случаях (см. табл. 5.7), когда единственной причиной повреждения и снятия инструмента с эксплуатации является износ (штамповка деталей рым-болт , шестерня , клин ). При этом более высокая стойкость литых штампов, несмотря на более низкий уровень свойств материала (табл. 5.10), из стали такой же марки наблюдается в тех случаях, когда основной причиной повреждения гравюры является износ она проявляется не только при штамповке на прессовом оборудовании, но и при ударном характере нагружения инструмента (ПВМ, ВСМ) этому в немалой степени способствует и напряженная конструкция штампов, обеспечивающая сжимающие напряжения в формообразующем инструменте. [c.84]

Первоначальные эксперименты но определению прочностных свойств были направлены на решение основной задачи исследования прочности как функции объема волокон, ориентации волокон и механических свойств составляющих материалов. Поэтому эти эксперименты проводились на стайдартных испытательных машинах с постоянной скоростью деформации. Только позднее были введены изменения в условия нагружения. Стали осуществляться усталостные испытания, испытания на длительную прочность, влияние скорости деформации и ударные эксперименты. Причина введения в программу таких испытаний очевидна. Так как элементы конструкций, сделанные из композиционных материалов, должны при эксплуатации противостоять различным условиям нагружения, и не всегда ясно, как интерполировать прочностные свойства, полученные в одних условиях эксперимента, на другие случаи. [c.268]

Требование к болтовому материалу в отношении повышения механических свойств, диктуемое условиями нагружения, особенно при переменных и ударных нагрузках, а также при высоких температурах, привело к использованию наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями сталей легированных, обеспечивающих длительную службу резьбового изделия. Одпако основная масса рыночных крепёжных изделий (примерно до М24) обезличенного напряжения изготовляется из мало- и среднеуглеродистых сталей, что диктуется не только чисто экономическими соображениями, но и условиями массовой фабрикации этих изделий. Основные тенденция по линии технологического процесса этой группы изделий сводятся в части заготовительных операций к холодной высадке головок болтов и холодной же штамповке гаек. Роль горячей штамповки из года в год снижается не только на малых и средних размерах, но и на больших, где часто более целесообразным находят замену болтов связями с двумя гайками (болт-шпилька) и механическую обработку гаек из круглой или шестигранной заготовки. В части резьбы метод воспроизведения таковой накаткой является превалирующим, обеспечивая качество изделия в части формы, размера, чистоты поверхности и уплотнения поверхностного слоя. Повышение качества накатанной резьбы при длительных переменных нагружениях отмечены был,1 выше на стр. 188. Использование холодной высадки и накатки резьбы раряду с по- [c.198]

С болты следует изготовлять из высокопрочных легированных сталей. Тяжело нагруженные болты, предназначенные для использования при более низких температурах, должны изготовляться из коррозионно-стойких сталей переходного класса 07Х16Н6 и 1Х15Н4АМЗ-Ш. Эти стали наряду с высокой коррозионной стойкостью характеризуются высокими пластичностью и ударной вязкостью при очень низких температурах. Болты из стали 07Х16Н6, например, сохраняют высокие прочность и ударную вязкость (ан = 80. .. 95 Дж/см ) вплоть до == —253 и (температура жидкого азота) и могут длительно работать при = —196... 400 °С и кратковременно до 500 °С. Эти свойства особенно важны для болтов, используемых в космических аппаратах. В табл. 5.17 приведены механические характеристики отечественных сталей для изготовления болтов, работающих при низких температурах. [c.174]

Исследование структурных изменений в материале nojf влиянием термической усталости находится на начальной стадии [2, 25, 72, 81, 115]. Первые серьезные упоминжия в литературе на эту тему относятся к пятидесятым годам, когда появились публикации Ко-нигера и Либмана В публикуемых работах [18, 781 приведены изменения механических свойств материала после их ударного нагрева, но без глубокого анализа структурных изменений. Исследования сводились к разработке нрвых методик для лабораторных условий и проводились они в основном на образцах из высоколегированной стали [2. 26, 75, 91, 142]. В этих работах описаны различные методики и определено количество циклов нагружения, при которых на поверхности материала образуются трещины. [c.21]

ЗОХГС ЗОХГСА 35ХГСА Тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса, обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температурах до 150—200 в условиях значительных нагрузок крепежные детали детали, применяемые в условиях износа (рычаги, толкатели) ответственные детали сварных конструкций, работающие при знакопеременных нагрузках (сталь ЗОХГСА). Используются для нагруженных деталей взамен хромоникелевых и хромомолибденовых сталей. Наилучшие механические свойства (высокая прочность и ударная вязкость) получаются после изотермической обработки при 280 310 °С с охлаждением на воздухе [c.109]

При температурах ниже нуля сопротивление малым пластическим деформациям значительно возрастает с понижением температуры. Пластические свойства и ударная вязкость резко уменьшаются. Модули упругости (Е и О) при этом несколько повышаются. Следует знать, что при температурах ниже 0°, а иногда и при положительной температуре несколько выше О, металлы обнаруживают так называемую хладноломкость. Хладноломкости подвержены не все металлы, а преимущественно такие, которые имеют кристаллическое строение центрированного куба (латунь. Нчелезо и др.) и кристаллизуются в гексагональной системе (например цинк и др.). Металлы, имеющие кристаллическое строение куба с центрированными гранями (алюминий, медь, никель, латунь и др.), хладноломкости не проявляют. Хладноломкость стали во многом зависит от ее химического состава и степени наклепа. Особенно вредно отражается на хладноломкости содержание фосфора. В наклепанном состоянии сталь также значительно подвержена хладноломкости. С явлением хладноломкости необходимо считаться особенно тогда, когда детали машин и конструкций работают при низких температурах. При работе конструкции в условиях высоких температур и при длительном приложении нагрузки разрушение конструкции может вызываться ползучестью материала. В таких случаях необходимо выбирать жаропрочный материал, обладающий достаточно высоким пределом ползучести при заданных температуре и условиях нагружения. [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...