Тепловые напряжения в стали

Тепловые напряжения в стали [c.43]

Приведены экспериментальные данные [2] по коррозионному поведению углеродистой стали при различных тепловых напряжениях в присутствии кислорода. [c.23]

Передача тепла от наружных слоев к внутренним осуществляется теплопроводностью. Легированные стали обладают меньшей теплопроводностью, чем углеродистые. Разница в температурах по сечению в одинаковых условиях нагрева получается больше у легированной стали. В то же время коэффициент теплового расширения легированных сталей выше. Обе эти причины обусловливают более высокие тепловые напряжения в легированной стали. Положение усугубляется низкой пластичностью многих легированных сталей при высоких температурах. Большие местные напряжения в пластичном металле могут быть сняты в результате малых местных пластических деформаций. В хрупком материале большие местные напряжения могут привести к образованию трещин. [c.132]

Трещины и коробление вызываются тепловыми и структурными напряжениями в стали, которые неизбежны при закалке. Несмотря на это, образование указанных пороков может быть предотвращено или уменьшено равными мерами которые отчасти будут указаны далее при рассмотрении практики закалки. [c.235]

Так как пластичность стали непосредственно связана с температурой, то на величине тепловых напряжений в наибольшей степени отражается скорость охлаждения в области высоких температур (выше [c.807]

Возникновение тепловых напряжений в сварном соединении разнородных сталей должно также явиться фактором, оказывающим влияние на образование диффузионной неоднородности в участке сплавления разнородных сталей. При этом циклические нагревы и охлаждения могут способствовать увеличению напряжений, ускорению образования и росту диффузионной неоднородности на границе сплавления. Это нашло подтверждение в работе [c.307]

Охлаждение поковок. Для устранения ковочных и тепловых напряжений в поковках многие марки высоколегированных сталей подвергаются охлаждению по специальным режимам (см. гл. VI). [c.376]

При сварке закаливающихся сталей наряду с тепловыми деформациями и напряжениями возникают структурные напряжения в связи с о()разованием закалочной, мартенситной структуры, так как образование мартенсита сопровождается увеличением объема по сравнению с объемом феррита и перлита. [c.35]

Рабочий участок (рис. 10.10) представляет собой тонкую пластину 1 шириной й = 0,11 м и длиной L = 0,9 м, изготовленную из текстолита. Наружная поверхность пластины обтянута с обеих сторон тонкой фольгой 2, изготовленной из нержавеющей стали и выполняющей роль электрического нагревателя. Фольга, электрическое сопротивление которой 7 = 0,07 Ом, нагревается током низкого напряжения. Такая конструкция нагревателя практически исключает тепловые потери в окружающую среду. [c.153]

Каждая топливная таблетка должна быть изолирована от охлаждающей воды. Реактивность и тепловые напряжения вызывают значительную деформацию и изменения плотности топлива. В топливе также содержатся побочные продукты деления. Оболочки, используемые для этой цели, обычно изготавливаются из циркониевых сплавов, однако используются также оболочки из нержавеющей стали. Циркониевые сплавы обладают хорошей механической прочностью и необходимыми антикоррозийными свойствами, а также превосходными ядерными свойствами. Например, сечение захвата нейтронов у него значительно меньше, чем у нержавеющей стали. [c.171]

Увеличение радиуса закругления режущей кромки резца, а также затупление резца, влекущее за собой появление на задней поверхности площадки износа, увеличение трения в зоне резания и нагрев поверхностного слоя усиливают тепловые напряжения растяжения и ослабляют напряжения сжатия. При точении образцов из высоколегированных сталей, хорошо воспринимающих закалку, затупление резца и появление площадки износа могут вызвать закалку тонкого поверхностного слоя и возникновение в нем остаточных напряжений сжатия. Ниже приведены данные о глубине наклепа ири обработке среднеуглеродистых сталей различными способами. [c.387]

Температурные напряжения, вызванные градиентом температуры по толщине стенки трубы из пластичной стали, не приводят к разрушению. Только при явно циклическом характере изменения температурных напряжений с числом циклов, намного превышающим обычное число пусков и остановов котла за весь срок службы, может происходить разрушение труб котла от усталости. Поэтому температурные напряжения не учитываются при расчете труб котла на прочность. Там, где по условиям работы неизбежны циклические изменения температурных напряжений (в частности, в трубах НРЧ), ограничивают толщину стенки труб и тем самым ограничивают тепловые напряжения. [c.380]

В связи с резкими изменениями гидравлической нагрузки в целях достижения необходимой надежности циркуляции подавляющее большинство котлов-утилизаторов выполняется с принудительной циркуляцией. Для равномерной раздачи воды по отдельным трубным пучкам на входных колокольчиках обычно устанавливаются ограничительные диафрагмы относительно небольшого диаметра. Надежная работа котлов подобного типа требует обязательного наличия в циркуляционном контуре на общем потоке сетчатого фильтра. Как показывает опыт эксплуатации, фильтр должен быть выполнен из нержавеющей стали со сверлеными отверстиями размером, меньшим диаметра ограничительных диафрагм в трубах. Котлы-утилизаторы обычно имеют стальные экономайзеры и пароперегреватели. Это приближает их по требованиям водно-химического режима к агрегатам шестой группы. Невысокое тепловое напряжение поверхностей нагрева делает их относительно менее чувствительными к внутренним загрязнениям поверхностей нагрева. [c.16]

Миновали два года напряженной работы. В апреле и мае 1868 г. Д. К. Чернов докладывает о своих наблюдениях и выводах на заседаниях Русского технического общества. Его сообщения, названные Критический обзор стате11 Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К. Чернова исследования по этому же предмету , вошли в золотой фонд научно-технической литературы но металлургии и металловедению. Чернов не только дал мастерский анализ работ Лаврова и Калакуцкого, но четко определил связь ме кду тепловыми превращениями в стали и ее свойствами и структурой. Он установил зависимость строения стали от тепловой и механической обработки. Молодой ученый подвел научную базу под изучение свойств и структуры стали. [c.78]

Легированные стали обладают меньшей теплопроводно- TbFO, чем углеродистые. В то же время коэффициент теплового расширения легированных сталей выше. Обе эти причины обусловливают более высокие тепловые напряжения в легированной стали. Положение усугубляется низкой пластичностью многих легированных сталей при высоких температурах. В хрупком материале большие местные напряжения могут привести к образованию трещин. [c.359]

Для выявления намагниченных участков труб разработан прибор — коэртициметр, с помощью которого стало возможным определять допустимую продолжительность эксплуатации отдельной трубы и сроки ее замены [45]. Однако причину произвольного образования кольцевых магнитных полей до сего времени устранить не удалось. Здесь большую помощь может оказать применение ультразвука. Установлено, что упругие колебания частотой 20—30 кГц снимают тепловые напряжения в сварных соединениях, старят металл за несколько часов. Известно, что труба в котле колеблется на собственной резонансной частоте порядка нескольких сотен герц, и если на эти колебания наложить ультразвуковые колебания с частотой 20—40 кГц, можно полностью ликвидировать или значительно снизить амплитуду колебаний трубы, т. е. исключить причину образования магнитных полей в трубах. [c.115]

Деформация при химико-термической обработке обусловлена как структурными превращениями, вызывающими изменение объема, так и тепловыми напряжениями, в результате образования которых возникают изменения формы изделия. Этот дефект имеет особое значение для зубчатых колес, у которых рабоммя поверхность зубьев после химико-термической обработки не подвергается механической обработке и все искажения формы и размеров сохраняются в готовых деталях. В результате ухудшается контакт при зацеплении, снижается долговечность, возрастает шум при работе легковых автомобилей. Объемные изменения прямо пропорциональны содержанию углерода в стали. Данные, приведенные ниже, показывают резкое возрастание деформации при увеличении закаливаемости и прокаливаемости стали 25ХГМ (балл зерна 7—8), что характеризуется возрастанием твердости после закалки. [c.317]

Рассмотренная в 4.7 и 4.8 задача о тепловых напряжениях в длинном полом цилиндре (или в круглом диске с центральным отверстием), обусловленных плоским неосесимметричным стационарным температурным полем, стала предметом исследований многих авторов. Впервые решение этой задачи с помощью метода, основанного на исследовании вспомогательной задачи о дислокациях цилиндра и на применении теории функций комплексного переменного, получил Н. И. Мусхелишвили [44, 45] ( 4.8). Позже метод, использующий теорию функций комплексного переменного, был применен для исследования указанной задачи Гейтвудом [8]. Решение аналогичной задачи дано Меланом и Паркусом без использования функций комплексного переменного в их методе применяется комбинация термоупругого потенциала перемещений и функции напряжений [42]. Приведенный в 4.7 метод решения заимствован из книги [5]. Решение упомянутых выше задач выполнено в предположении, что упругие характеристики и коэффициент линейного теплового расширения материала постоянны. [c.94]

Пример. Определим в фиксированный момент времени I = 420 сек тепловые напряжения в длинном сплошном цилиндре из хромоникельволы )рамована-диевой стали, между поверхностью которого и окружающей средой происходит нестационарный осесимметричный конвективный теплообмен. Расчет температурного поля цилиндра приводится в 3.8. [c.134]

При установлении времени нагрев стальных заготовок следует помнить, что чем выше температура печи, тем бысгрее нагревается сталь. Как установлено исследованиями, тепловое напряжение в нагреваемых изделиях не вызывает разрушени(1 металла. [c.149]

При закалке стали возникают одновременно тепловые и структурные напряжения, которые суммируются. Типичный пример одновременного действия указанных напряжений приведен на рис. 44, где представлены остаточные напряжения в образцах диаметром 50 мм из малоуглеродистой никелевой стали такого же состава, какой был указан выше (см. рис. 43), но после закалки от 900° с непрерывным охлаждением в воде. Из сравнения рис. 43 и 44 Бидяо, что благодаря повышению тепловых напряжений в поверхностном слое получились в сумме сжимающие окружные и осевые напряжения. [c.399]

Использование аустенитных присадочных материалов на основе железа (хромоникелевые стали) для сварки неаустенитных сталей должно давать сварные соединения с наибольшей разницей коэффициентов линейного расширения свариваемой сталп и металла шва и соответственно наибольший уровень тепловых напряжений в сварном соединении. Наименьший уровень остаточных напряжений в сварном соединении разнородных сталей будет иметь место при использовании присадочных материалов на никелевой основе в связи с наименьшей разницей коэффициентов теплового расширения металла шва и свариваемой неаустенитной стали. Следует также иметь в виду, что как было рассмотрено ран.г е, высокое содержание никеля в металле шва дает наименее протяженную мартенситную зону в участке сплавления и наименьшее диффузионное перемещение углерода через границу сплавления при нагреве. [c.306]

В штампах (преооформах) для литья под давлением рабочая поверхность стали подвергается нагреванию расплавланным металлом, а внутренняя часть формы охлаждается водой, что вызывает большие тепловые напряжения. Поэтому сталь для прессформ должна иметь достаточную из- [c.147]

Еще в более тяжелых условиях работы находится сталь в штампах (прессформах) для литья под давлением. Нагрев рабочей поверхности формы расплавленным металлом и охлаждение водой внутренних частей формы вызывают значительные тепловые напряжения. Сталь, применяемая для пресс-форм, должна быть также достаточно износостойкой, иметь высокие механические свойства в нагретом состоянии и хоро- [c.432]

Внутренние напряжения в закаленной стали. Внутренние напряжения при закалке стали возникают вследствие неравномерного охлаждения поверхности и сердцевины изделия (эти напряжения называют тепловыми), увеличения объема и неоднородности иро-тека[П1я мартенситиого превращения по объему изделия. Напряжения, вызываемые этим превращением, называют структурными (или фазовыми). [c.211]

Скорость охлаждения после отпуска оказывает большое влияние па величину остаточных напряжений. Чем медленнее охлаждение, тем меиьи1е остаточные напряжения. Быстрое охлаждение в воде от 600 С создает новые тепловые напряжения. Охлаждение после отпуска на воздухе дает напряжения на поверхности изделия в 7 раз меньшие, а в масле в 2,5 раза меньшие по сравнению с напряжениями при охлаждении в воде. По этой причине изделия сложной формы во избежание их коробления после отпуска при высоких темпера-ту )ах следует охлаждать медленно, а изделия из легирован1П51х сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости, после отпуска ири 500- 650 RO всех случаях следует охлаждать быстро. [c.216]

Напряжения второго рода возникают вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы, например в черных металлах, феррит, аустенит, цементит, графит обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различные. Структуры, представляющие собой смесь фаз, например перлит в сталях, а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутри-зеренные и межзеренные напряжения еще в нронессе первичной кристаллизации и при последующих прев эащениях во время охлаждения. При высоких температурах напряжения уравновешиваются благодаря пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных и третичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (из-за различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (из-за различия и анизотропии механических свойств), а также нрп наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.152]

Практически все директивные документы предусматривают контроль качества узлов и деталей основного котлотурбинного оборудования тепловых электростанций в зависимости от срока их эксплуатации. Основополагающей является зависимость между параметрами (температура и напряжение) оборудования и продолжительностью его эксплуатации. При расчетах ресурса высокотемпературных элементов оборудования снижение свойств металла в процессе длительной эксплуатации обеспечивается снижением допустимого напряжения, зависящего от величины длительной прочности металла. В табл.5.3 приведено снижение этого напряжения от длительности эксплуатации для элементов оборудования из стали 12X1МФ. [c.197]

Полученное замедление развития трещин под поверхностью наплавки (см. рис. 5 и 6) связано прежде всего с остаточными напряжениями в слое наплавки Повышенный уровень таких напряжений в ианлавленной стенке сохраняется и после отжига из-за различия в тепловой проводимости аустенитной наплавки и основной стали. [c.206]

Около двадцати лет назад исследования малоцикловой усталости при повышенных температурах были начаты в форме испытаний на термическую усталость образцов, нагружаемых тепловыми напряжениями от нестационарнрго нагрева, позволившими сопоставить сопротивление малоцикловому усталостному разрушению сталей и сплавов в таких условиях, а также показать преимущественное значение пластичности для такого разрушения. [c.3]

Методика определения водорода [19] дает возможность подобрать для данного парогенератора водный режиме минимальной концентрацией водорода в питательной воде и паре. Большая роль в развитии пароводяной коррозии принадлежит высокому уровню локальных тепловых нагрузок. Было бы принципиальной ошибкой считать, что путем улучшения водно-химического режима котлов при высоком уровне теплового напряжения можно ликвидировать пароводяную коррозию. При нарушениях топочного режима, шлаковании, вялой циркуляции воды в барабанных котлах, пульсирующего потока в прямоточных котлах (особенно при высоких тепловых нагрузках) средствами химической обработки воды практически невозможно предупредить разрушения металла в результате пароводяной коррозии. При недостаточной скорости воды в парогенерирующих трубах, обусловленной рядом теплотехнических факторов и конструктивными особенностями котлов (малый угол наклона, горизонтальное расположение труб), ядерный режим кипения может переходить б менее благоприятный — пленочный . Последний вызывает перегрев металла и, как правило, пароводяную коррозию. Развитию ее сильно способствуют вносимые в котел с питательной водой оксиды железа и меди, которые, образуя отложения на поверхностях нагрева, ухудшают теплопередачу. Стимулирующее действие меди на развитие пароводяной коррозии заключается также в том, что она вместе с оксидами железа и другими загрязнениями, поступающими в котел, образует губчатые отложения с низкой теплопроводностью, которые сильно способствуют перегреву металла. Прямое следствие парегрева стали и протекания пароводяной коррозии — появление в паре котла молекулярного водорода. Вполне понятно, что по его содержанию можно оценивать лишь среднюю скорость пароводяной коррозии, локализацию же разрушений таким методом выявить трудно. [c.181]

Применение кругов с прерывистой поверхностью является одним из новых путей повышения качества поверхностного слоя при шлифовании и уменьшения опасности возникновения прижогов (рис. 7). Значительная работа по исследованию процесса и внедрению его в производство выполнена в Пермском политехническом институте [124]. Снижение тепловой напряженности при шлифовании кругами с прерывистой рабочей поверхностью объясняется тем, что в момент перерывов в процессе поверхность детали успевает несколько остыть. Чем больше впадин на рабочей поверхности круга, тем сильнее сказывается влияние этого фактора. Нагрев детали уменьшается также вследствие улучшения условий самозатачивания круга. Особенно эффективно применение прерывистых кругов при шлифовании зубчатых колес. Вследствие неравномерности снимаемого припуска прижоги на зубьях колес распространяются на глубину до 0,1 мм, снижая для стали 12Х2Н4А твердость цементированного слоя с HR 60—62 до HR 50—51 и контактную выносливость до 30%. Прерывистые круги устраняют этот дефект. Кроме того, они обеспечивают значительное повышение производительности. Износ прерывистых кругов примерно в 1,5—2 раза больше износа сплошных кругов. Однако расход кругов при одинаковом съеме металла оказывается даже несколько меньшим, так как отпадает в значительной мере необходимость в, правке. Износ, к тому же, может быть значительно снижен вследствие применения более твердых кругов. [c.28]

Теплопроводность стали Х18Н9Т, например, в 3 раза ниже, чем стали 40, а теплопроводность титанового сплава ВТ2 — почти в 10 раз. Вследствие малой теплопроводности в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью развивается высокая температура, активизируются процессы адгезии и диффузии, резко возрастает износ инструмента, явления налипания и схватывания сопровождаются разрушением его режущей кромки. Даже при скоростях резания 3—4 м/мин температура в зоне обработки достигает 300— 400° С. Чтобы уменьшить тепловую напряженность применяют резцы с малыми вспомогательными углами в плане, с большими задними углами и с большим сечением державок. [c.35]

I, - 2. Малый коэффициент теплового расширения, высокая теплопроводность, низкая удельная теплоемкость и малый коэффициент трения — эти свойства определяют весьма выгодные условия работы алмаза с точки зрения тепловой напряженности. Теплопроводность алмаза в 5 раз выше, чем теплопроводность твердого сплава Т15К6, а коэффициент линейного расширения в 8—И раз меньше, чем для быстрорежущей стали, [c.57]

Экспериментальные участки изготавливались из трубы 7,7X0,35 (сталь 1Х18Н10Т) рабочей длиной 402 мм. Рабочая часть трубы нагревалась путем непосредственного пропускания.переменного тока низкого напряжения. В многослойной теплоизоляции участка был вмонтирован многосекционный компенсационный электронагреватель, который исключал тепловые потери и их влияние на термопары, измеряющие температуру наружной поверхности опытной трубы. [c.107]

С. Д. Ковалев [3.39, 3.44] провел экспериментальное исследование теплоотдачи в следующем диапазоне параметров давлений 10—85 бар, чисел Re=(0,24—2)-10 , температуры газа до 550 °С, температуры стенки до 650 °С. Тепловой поток менялся от 0,45-10 до 2-10 Вт/м . Экспериментальный участок был выполнен из труб (сталь 1Х18Н9Т) с внутренним диаметром 10 мм, толщиной стенки 2 мм и длиной обогреваемой части 5 м. На наружной поверхности по верхней образующей трубы приварены с постоянным шагом 16 термопар, служащих одновременно потенциальными отводами для замера падения напряжения на отдельных участках. Обогрев трубы производился путем непосредственного пропускания переменного тока низкого напряжения. В эксперименте производились замеры температур газа на входе в экспериментальный участок и на выходе из него, температур наружной стенки трубы, давления, расхода газа, силы тока и падения напряжения как на отдельных участках, так и по всей длине трубы. Предварительно была проведена тарировка на водяном паре, показавшая удовлетворительные результаты. Максимальная относительная погрешность определения коэффициента теплоотдачи не [c.99]

Как следует из рис. 2-3, потенциал стали в конденсате разблагораживается. Наиболее вероятным объяснением этого является предположение о том, что с ростом теплового напряжения происходит частичное разрушение защитной пленки при одновременном увеличении площади анодных участков. [c.29]

Коррозионное растрескивание аустенитных стале й на тепловых электростанциях. Аустенитные стали в условиях работы теплоэнергетических установок (котлов, парогенераторов, реакторных установок) могут подвергаться нескольким видам коррозии под напряжением. Так, нержавеющие стали этого класса, нелигированные титаном, ниобием или танталом, склонны к образованию трещин межкристаллитной коррозии. С металлографической точки зрения, этот вид коррозионного разрущения металлов и сплавов характеризуется образованием начальных трещин и ответвлений от основной трещины по границам зерен. При дальнейщем развитии коррозии этого вида, связанном с появлением концентраторов напряжений, также возможно образование транскристаллитных трещин. Кроме того, аустенитные стали, легированные титаном и ниобием и особенно нелегированные ими, в условиях работы теплоэнергетических установок тоже подвергаются межкристаллитной коррозии. Трещины межкристаллитной и кислотной коррозии под напряжением образуются на участках металла с наибольшими напряжениями и обязательно с той стороны, где волокна металла растянуты. Наиболее характерными признаками такой коррозии являются [c.340]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...