ЧУГУН Прочность усталостная

К сожалению, опубликованные работы по азотированию высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (модифицированного магнием) за исключением указанных двух статей автору неизвестны. Но и эти работы проводились на небольших образцах в лабораторных условиях. Азотирование деталей и исследование влияния процесса азотирования на износостойкость высокопрочного чугуна или усталостную прочность в литературе не описываются и никем, очевидно, не проводились. [c.258]

Чугуны. Рекомендуются серые чугуны СЧ 20, СЧ 35 и высокопрочный чугун ВЧ 30-2. Они хорошо противостоят усталостному выкрашиванию при плохой смазке, но имеют пониженную прочность при изгибе. Применяются для изготовления крупногабаритных колес тихоходных открытых передач. [c.342]

Основной расчет червячного зацепления — это расчет на контактную прочность ограничение контактных напряжений необходимо для предотвращения не только усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев колеса, но и заедания. При заедании (оно возникает в основном при чугунных червячных колесах и при венцах из безоловянных бронз) частицы материала венца как бы привариваются к червяку и при дальнейшем относительном движении отрываются, в результате чего на зубьях образуются задиры. [c.368]

Высокопрочный чугун с шаровидным фафитом и перлитной металлической основой отличается высокой прочностью при меньшем значении пластичности по сравнению с ферритными чугунами (см. табл. 1.4). Высокопрочные чугуны обладают высоким пределом текучести (300-420 МПа, что выше предела текучести стали), достаточно высокой ударной вязкостью и усталостной прочностью. [c.19]

Как было сказано, характерными особенностями работы червячных передач являются Виды разрушения, большие скорости и неблагоприятные условия смазки, особенно в полюсной зоне. Поэтому при больших нагрузках в этой зоне появляется заедание, приводящее к постепенному разрушению зубьев червячного колеса. Заедание особо опасно для колес, изготовленных из безоловянных бронз и чугуна. Оловянные бронзы более стойки против заедания, но у них низкая контактная прочность, поэтому заеданию предшествует усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев колеса. Поскольку интенсивность заедания зависит от величины контактных напряжений, расчет на контактную выносливость для червячных передач является основным. [c.310]

Поверхностное пластическое деформирование (обкатку роликом, наклеп дробью) можно применять для повышения усталостной прочности деталей из ковкого и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Серые чугуны не восприимчивы к такому упрочнению из-за почти полного отсутствия пластических свойств. Обкатка роликом при нагрузке 100—120 кгс, числе оборотов 600 в минуту и подаче 0,2 мм/об с последующим нанесением надреза повысила выносливость на 43% ферритного и на 50—60% ферритно-перлитного чугунов. На основе этих данных отливки из ферритно-перлитного чугуна можно рекомендовать подвергать дробеструйной обработке с целью очистки и упрочнения, а отверстия под подшипники в отливках обкатывать роликами [119]. Высокой эффективностью характеризуется накатка галтелей коленчатых валов дизелей, изготовляемых из высокопрочного чугуна и проходящих азотирование в газовой среде при температуре 560—580° С в течение 96 ч. Глубина азотированного слоя при этом составляет 0,7—0,9 мм. Само азотирование повышает усталостную прочность на 25—30%. Двойная накатка (до и после азотирования) позволяет увеличить усталостную прочность на 60— 70%. Остаточные напряжения, полученные при первой накатке, снимаются нагревом при азотировании накатка обеспечивает получение более правильной формы галтели, заглаживает неровности и риски после механической обработки и повышает эффективность последующего азотирования и повторной накатки [120]. [c.100]

Пионером в области усталостной прочности был также проф. А. М. Воропаев. Его исследования выносливости чугуна впервые в мировой практике выполнены в первые годы XX ст. на кафедре сопротивления материалов КПИ и не потеряли своего значения в настоящее время. [c.12]

Надрез глубиной 1 мм (фиг. 58) также практически не снижает усталостной прочности образца, изготовленного из чугуна с сопротивлением разрыву до 25 кг мм , как это видно из серии 111 опытов, приведённых в табл. 51. [c.38]

Действие надрезов на усталостную прочность ферритного ковкого чугуна характеризуется следующими показателями предела усталости при изгибе образец без надреза (адо)р = 13,7 0,7 кг мм. 2 с надрезом (аш) == [c.75]

Усталостная прочность. Для оценки усталостной прочности используют величину предела выносливости, а также соотношения между пределом выносливости чугуна и пределом прочности при статическом нагружении (коэффициенты эквивалентности). [c.75]

Усталостная прочность при изгибе по несимметричному циклу значительно выше выносливости серого чугуна при симметричном цикле благодаря более высокому сопротивлению сжимающим напряжениям, чем растягивающим. Поэтому целесообразно создавать в чугуне постоянно действующее сжимающее напряжение, чтобы напряжения, возникающие при данной амплитуде цикла всегда оставались в области сжатия. Диаграммы выносливости при [c.76]

Усталостная прочность серого чугуна с повышением температуры практически не изменяется вплоть до 400—450° С (табл. 23). [c.82]

Усталостная прочность серого чугуна при повышенных температурах [c.82]

При усталостных испытаниях ковкий чугун имеет значительно меньшую чувствительность к надрезам, чем сталь, в результате чего поверхностные дефекты практически не снижают конструкционную прочность отливок (табл. 12). Большие ста- [c.120]

Затрудненная усадка белого чугуна в период кристаллизации вызывает повышенную его склонность к образованию горячих трещин. Усадка в твердом состоянии определяет величину литейных напряжений, являющихся причиной образования горячих и холодных трещин. Величина литейных напряжений в отливках белого чугуна значительно выше, чем в отливках из серого чугуна и стали вследствие большего модуля упругости, чем у серого чугуна, и меньшей теплопроводности, чем у стали. Поэтому при проектировании следует предпочитать конструкции со свободной усадкой и избегать резких переходов в толщине стенки между различными сечениями отливок, вызывающих концентрацию напряжений и пониженную усталостную прочность. [c.131]

На машиностроительных заводах производят в основном ферритный ковкий чугун, и в крайне незначительном количестве перлитный, хотя последний и обладает высокой прочностью, износостойкостью, хорошо работает в условиях повышенных температур, обладает высокой усталостной прочностью, хорошо гасит вибрации и т. д. [c.135]

При ударных нагрузках чугун с шаровидным графитом характеризуется показателями ударной вязкости, а при циклических нагрузках — показателями циклической вязкости и усталостной прочности. [c.141]

Усталостная прочность чугуна с шаровидным графитом с ферритной и перлитной структурой металлической основы [c.148]

Усталостная прочность чугуна может быть значительно повышена путем поверхностного упрочнения деталей накаткой роликами, дробеструйным наклепом и т. п. (табл. 14). [c.148]

Влияние поверхностного упрочнения чугуна на его усталостную прочность [c.150]

Чугун с шаровидным графитом как материал для изготовления коленчатых валов удачно сочетает в себе высокую прочность при растяжении, сжатии, изгибе и кручении, высокую циклическую прочность, примерно в 2 раза превышающую циклическую прочность стали высокие усталостную прочность и износостойкость благодаря наличию в его структуре включений графита. [c.166]

Усталостная прочность полых коленчатых валов в сравнении со сплошными значительно выше (почти вдвое). Кроме того, усталостная прочность может быть значительно повышена путем упрочняющей обработки коленчатых валов, термической обработки отливок и легирования чугуна. [c.166]

Для высокопрочных бронз и для чугунов А обусловливается не усталостной прочностью поверхностных слоев зубьев, а предотвращением заедания рабочих поверхностей или намазывания бронзы на червяк. В таких случаях А может даже увеличиваться с уменьшением прочности материала и зависит от скорости скольжения, твердости и гладкости червяка, тщательности приработки и вязкости смазки имеют значение величина и длительность перегрузок и жесткость конструкции передачи (для чугунных червячных колес значения А даиы в табл. 70). [c.433]

Результаты других экспериментальных определений эффективности поверх-нотных упрочнений наклепом для крупных деталей различных форм свидетельствуют о громадных и еще мало используемых возможностях упрочняющей технологии для повышения усталостной прочности разнообразных деталей машин, изготовленных из стали и чугуна. [c.249]

Азотирование с целью повышения коррозионной стойкости. деталей машин применяют для обработки деталей велосипедов, редукторов, тормозов, всевозможных приборов и других деталей машин, изготовленных из стали и чугуна. Наряду с повышением коррозионной стойкости повышается износостойкость и усталостная прочность деталей. [c.254]

При обработке закаленных деталей с твердостью более 60 НКс исходная чистота поверхности не изменяется. Глубина наклепанного слоя зависит от режимов обработки, качества дроби, времени обработки и может колебаться от 0,15 до 3 мм. Усталостная прочность обработанных деталей при ударных и знакопеременных нагрузках увеличивается до 14 раз. При обработке галтелей диаметр дробинки должен вписываться в радиус галтели. Для наклепа стальных деталей применяют стальную или чугунную дробь диа- [c.289]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Усталостное выкрашивание чугуна в значительной мере отличается от выкрашивания стали. Выходящие на поверхность чугунного образца графитные включения создают очаги нарушения сплошности металла и уже в начальный период испытания под действием нагрузки графит вместе с частицами металлической матрицы выкрашивается. Поэтому за критерий контактной прочности чугуна целесообразно принять уменьшение массы образцов за 7-10 циклов нагружения. При испытании чугуна, так же как и других пористых материалов, ролики перед опытом и после должны тщательно просушиваться при температуре 180°С в течение 30 мин. [c.57]

Чугун применяют главным образом для изготовления крупногабаритных, тихоходных колес и колес открытых зубчатых передач. Основной недостаток чугуна — пониженная прочность по напряжению изгиба. Однако чугун хорошо противостоит усталостному выкрашиванию и заеданию в условиях скудной смазки. Он не дорог и обладает хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается. Разработанные новые сорта модифицированного чугуна позволяют чугунному литью конкурировать со стальным литьем также и в закрытых передачах. Для изготовления зубчатых колес применяют серый и модифицированный чугун, а также магниевый чугун с шаровидным графитом (см. ГОСТ 1412 — 85). [c.174]

Дробеструйную обработку производят с помощью дробеметов после механической обработки. Ее осуществляют в специальных камерах, где дробинки перемещаются с большой скоростью за счет потока воздушной струи после удара о поверхность детали они падают в приемник и используются повторно. Дробь изготовляют из отбеленного чугуна, стали, стекла и других материалов, обладающих высокой твердостью. Диаметр дроби 0,2-1,5 мм. Удары концентрируются на весьма малых поверхностях, поэтому вызывают большие местные давления. Поскольку зоны удара располагают чрезвычайно близко друг к другу, вся рабочая поверхность детали оказывается упрочненной. Глубина упрочненного слоя при дробеструйной обработке составляет до 0,7 мм. Поверхностный слой становится более твердым, износостойким, в нем создаются напряжения сжатия, они повышают усталостную прочность, возникающую при работе с переменными нагрузками. Кроме того, сглаживаются мелкие поверхностные дефекты. После такого упрочнения срок службы деталей возрастает в ряде случаев в несколько раз. [c.150]

Падение прочности с ростом размеров особенно сильно выражено у неоднородных металлов, например у серого чугуна с увеличением размера с 5—10 до 50 мм снижение ав и a i для него может достигать 60—70 %. Исходя из вероятности усталостного разрушения, которую следует считать пропорциональной количеству опасных дефектов на единицу объема наиболее напряженного слоя металла, можно установить влияние абсолютных размеров сечения на прочность. На рис. 588 представлены эпюры напряжений при изгибе для образцов различных диаметров без концентрации напряжений. Заштрихованная зона представляет собой слой, в котором напряжения превышают предел выносливости a ip (который получается при однородном распределении напряжений), определенный [c.669]

Коленчатые валы изготавливают из углеродистых и легированных сталей марок 45, 45Х, 45Г2, 40ХНМА, I8XHBA и других, а также из специальных высокопрочных чугунов. В соответствии с условиями работы к материалу коленчатых валов предъявляются высокие требования по качеству поверхностного слоя металла шеек с точки зрения их износостойкости и усталостной прочности. Заготовки стальных коленчатых валов малых и средних размеров в условиях крупносерийного и массового производства получают штамповкой на прессах и молотах. Процесс штамповки осуществляется за несколько переходов, а после обрезки заусенца проводят горячую правку. Заготовки для крупных стальных валов получают ковкой на молотах и прессах. Такие заготовки отличаются сравнительно большими припусками и напусками, но порой это единственный способ получения заготовки нужного качества. Чугунные и стальные заготовки коленчатых валов средних размеров отливают в оболочковые формы или по выплавляемым моделям. Для заготовок массой 100. .150 кг применяют литье в песчаные формы. [c.241]

Повышенная циклическая вязкость чугуна, обусловленная наличием в его структуре включений графита, увеличивает по сравнению с други ми конструкционными металлическими материалами чувствительность чугунных деталей в условиях циклических нагрузок к концентраторам напряжений [130, 260J. По этой же причине (наличие включений графита) чугун менее чувствителен, чем стали (особенно повышенной прочности) н к масштабному фактору, т. е. понижению усталостной прочности с повышением сечения испытательных образцов. [c.206]

Этому способствовало также изменение ранее существовавших критериев сравнительной оценки прочности чугуна и стали, когда исходили только из номинальных напряжений, не принимая во внимание местных концентраций напряжений, в ослаблении которых роль чугуна трудно переоценить. Сказанное объясняется структурным свойством чугуна (наличием внутренних надрезов), изучение которого и явилось одной из основных предпосылок для изменения традиционных критериев при сравнительной оценке чугуна и стали. То же свойство чугуна одновременно способствует более равномерному распределению напряжений в металле как при работе деталей хмашин на усталость, так и при вибрации. Кроме того, данное свойство способствует как бы эмансипации предела усталостной прочности чугуна от влияния внешних надрезов как концентраторов напряжений в неизмеримо большей степени, чем это имеет место у стали. В свете новых критериев при сравнительной оценке деталей из чугуна и стали относительно небольшое значение коэффициента удлинения чугуна при растяжении уже не может служить решающим критерием. [c.321]

На фиг. 19 показаны примеры рациональной формы в —для кованого вала двухтактного дизеля с над- а), дувом и б литого чугунного, в которых осуществлены мероприятия по повышению усталостной прочности. На ffj фиг. 20 приведён цельный вал диаметром 240 мм четырёх цилиндр о в ого четырёхтактного дизе- ж т ля. На фиг. 21 - по-лусоставной вал дна-метром 490 мм двух- Фиг. 19. [c.51]

Усталостная прочность серого чугуна, как показали исследования на машине с вращательно-изгибающими нагрузками при скорости вращения 1800 об1мин, при перлитной структуре, повышается с уменьшением длины графитовых включений [201. Усталостные явления могут возникать в результате [c.75]

Усталостная прочность зависит от статической прочности чугуна — чем выше статическая прочность, тем выше и усталостная прочность. Поэтому чугун с шаровидным графитом и с перлитной структурой металлической основы, обладающий высокой статической прочностью, имеет и более высокую усталостную прочность, чем чугун с ферритной структурой при симметричном изгибе предел выносливости (в кПмм ) составляет 15—17 (ферритная структура) и 23—25 (перлитная структура), а при симметричном кручении 18—20 (перлитная структура). [c.148]

Применение чугуна с шаровидным графитом для изготовления деталей, работающих в условиях переменных нагрузок. Основными требованиями, предъявляемыми к материалу деталей, работающих в условиях переменных нагрузок, являются эысокие циклическая вязкость и усталостная прочность. По показателям цикличе ской вязкости чугун с шаровидным графитом значительно превосходит углеродистую сталь, а по показателям усталостной прочности не уступает стали. Кроме того, чугун с шаровидным графитом лучше, чем сталь, воспринимает поверхностное упрочнение, вследствие чего усталостная прочность его значительно возрастает. Сочетание высоких показателей по циклической вязкости и усталостной прочности с хорошей износостойкостью и высоким модулем упругости делают чугун с шаровидным графитом хорошим материалом для изготовления коленчатых валов, валов генераторов, кулачковых валов и многих других деталей, подвергающихся циклическим напряжениям и износу. [c.165]

Коррозионная стойкость фосфористо-никелевых покрытий в атмосферных условиях и водопроводной воде выше, чем у хромовых и обычных никелевых покрытий. Прочность сцепления их с мало- и среднеуглеродистыми сталями 1200—1400 кГ1см , а с легированными 700— 900 кГ1см . Коэффициент трения стали по чугуну на 30% ниже, чем у хрома, а по бронзе несколько выше. При сухом трении износостойкость покрытия в 2,5—3 раза выше, чем у закаленной стали 45, и на 10—20% ниже, чем у хрома. Покрытия из фосфористого никеля меньше снижают усталостную прочность, чем хромовые и обычные никелевые. Изнашивание сопряженных деталей из различных металлов при работе по фосфористо-никелевым покрытиям в 4—5 раз меньше, чем при работе по стали, и на 20—40% меньше, чем при работе по хрому. [c.294]

Наряду с усталостным разрушением шпилек на практике встречаются случаи разрушения корпусных деталей. Это связано с тем, что картеры ряда двигателей внутреннего сгорания, а также других машин изготовляют из легких сплавов и чугунов, обладающих невысокими механическими характеристиками (а 150. .. 200 МПа). Максимальные растягивающие нагрузки на корпус возле шпильки действуют в сечении / —/ (рис. 6.33, б), где, кроме того, имеется и большая нагрузка на виток (рис. 6.33, в). Именно в этом сечении часто зарождаются трешдшы. Необходимо учесть, что часто применяемая в таких конструкциях посадка шпилек с натягом по среднему диаметру создает зону напряжений растяжения, снижающих прочность материала картера. [c.210]

Приварка проволоки обеспечивает высшую износостойкость покрытий, но отриц ,тельно влияет на усталостную прочность восстановленных элементов. Приварка проволок Св-08ГС и 65Г снижает усталостную прочность на 10...25 % по сравнению с этими показателями у нормализованной стали 45 и чугуна ВЧ-50. В отличие от стали 45, закаленной ТВЧ, снижение этого показателя у образцов с покрытием, нанесенным элек-троконтактной приваркой, значительно больше и достигает 50 %. Режимы приварки проволоки приведены в табл. 3.59. Длительность импульса составляет 0,02...0,04 с, а пауза 0,06...0,08 с. Скорость приварки [c.329]

Большие технологические трудности представляет нанесение покрытий при ремонте коленчатых валов, изготовленных из высокопрочного чугуна. Наилучшие показатели по изоносостойкости и усталостной прочности шеек коленчатых валов обеспечивают способы нанесения плазменных покрытий и установки стальных закаленных ДРД. [c.453]

Для повыщения усталостной прочности восстанавливаемой шейки рекомендована наплавка ее цилиндрической части и галтели проволоками разного химического состава. Так, галтель наплавляют проволокой Св-08 под флюсом АН-348, а цилиндрическую часть - проволокой Нп-ЗОХГСА под смесью флюсов (30% АН-348 + 70% АНК-18). При этом твердость металла имеет значения соответственно 20...24 и 50... 56 HR . Предусмотрена наплавка цилиндрической части шейки вала, исключая галтель. В этом случае применяют порошковую проволоку ПП-АН-122 или ПП-АН-128, проволоку Нп-ЗОХГСА и смесь флюсов АН-348 и АНК-18. После наплавки зону галтелей шлифуют по радиусу, равному радиусу скругления у нового вала, с углублением в тело шейки на 0,4...0,5 мм. Полезно зону галтелей после шлифования обработать дробью. Перед установкой и приваркой дополнительной ремонтной детали в виде стальных закаленных полуколец на шейки коленчатого вала из высокопрочного чугуна необходимо нанести разфужающие выточки на галтелях в плоскости, перпендикулярной плоскости кривошипа. [c.539]

Дробеструйная обработка применяется для увеличения усталостной прочности сложных элементов деталей (шатунов, деталей сварных соединений). В качестве оборудования для обработки дробью используют механические или пневматические дробеметы. В механических устройствах дробь выбрасывается со скоростью 60... 100 м/с за счет центробежной силы вращения барабана с лопатками. В пневматических устройствах дробь переносится струей сжатого воздуха под давлением 0,4...0,6 МПа. Применяют стальную или чугунную дробь диаметром 0,4...2 мм. Время наклепа 3... 10 мин, а его глубина < 1 мм. Распространение получили механические установки, которые обеспечивают более высокую производительность при меньшем расходе энергии и позволяют регулировать скорость полета дроби. Основной недостаток обработки дробью заштючается в опасности перенаклепа. Процесс состоит в разрыхлении поверхностного слоя, его шелушении, появлении трещин и отслаивания при превышении установленного времени обработки. Увеличение частоты вращения ротора, диаметра дроби и продолжительности дробеструйной обработки ухудшает шероховатость поверхности. [c.540]

Большие технологические трудности представляет нанесение покрытий при ремонте коленчатых валов, изготовленных из высокопрочного чугуна. В ремонтной практике применяются или прошли апробацию различные способы нанесения покрытий наплавка самозащитной проволокой СВ-15ГСТЮЦЛ вибродуговая наплавка в водокислородной среде и в 20%-ном водном растворе глицерина наплавка по оболочке из низкоуглеродистой стальной ленты одно- или двухслойная наплавка под флюсом нанесение плазменных покрытий. Применяют различные способы установки и закрепления ДРД. По данным проф. Ф.Х. Бурумкулова (ВНИИТУВИД Ремдеталь ), наилучшие показатели износостойкости и усталостной прочности шеек коленчатых валов обеспечивают способы нанесения плазменных покрытий и установки стальных закаленных ДРД. [c.584]

В книге приводятся основные положения предлагаемого автором метода расчета усталостной прочности. Рассматривается усталостная прочность деталей конструкции с I алей, чугунов, алюминиевых, медных, магниевых и титановых сплавов и стеклопластиков как при отсутствии, так я при нaлfИчии концентраторов напряжений. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...