Влияние высоких температур на разрушающие напряжения

При достаточно высокой температуре конструкция разрушается при весьма высоких разрушающих напряжениях и остаточные напряжения не оказывают влияния на величину последних. Когда температура работы конструкции ниже критической температуры торможения процесса распространения хрупкой трещины (для основного металла конструкции), хрупкое разрушение может возникнуть при довольно низких напряжениях, однако при этом трещина остановится после распространения на некоторую длину. Полное разрушение конструкций происходит при высоком разрушающем напряжении. В этом случае остаточные напряжения оказывают влияние на работоспособность конструкции. При температуре испытания ниже температуры торможения трещины хрупкое разрушение будет происходить так а) если напряжение от внешней нагрузки, при котором возникла трещина, ниже критического напряжения, обусловливающего хрупкое разрушение при данной температуре, распространение трещины приостановится, а полное разрушение произойдет при высоких разрушающих напряжениях. В этом случае остаточные напряжения не влияют на величину разрушающей нагрузки б) если напряжение возникновения трещины выше критического напряжения, трещина распространится на все сечение образца, конструкция будет полностью разрушена при небольших значениях разрушающего напряжения. В этом случае остаточные напряжения оказывают существенное влияние на несущую спо собность конструкции. [c.221]

Анализ причин хрупких разрушений показывает, что трещины обычно начинаются от надрезов, являющихся концентраторами напряжений. Надрезом является любое нарушение непрерывности металла. К надрезам относятся дефекты сварных соединений (пористость, непровар, пустоты по сечению шва), поверхностные царапины, неметаллические включения, газовые раковины. В месте надреза пластическая деформация стеснена, что приводит к увеличению сопротивления пластической деформации, т, е. к росту Чем острее и глубже надрез, тем больше стеснена пластическая деформация, тем выше а . Под влиянием надрезов металл разрушается хрупко при более высокой температуре (табл. 13.3). Чувствительность к концентрации напряжений является важной характеристикой надежности материала, по которой более прочный металл чаще уступает менее прочному. [c.604]

А. С. Ахматов показал (1], что граничные смазочные слои обладают способностью повышать сопротивление давлению (упругость). При больших давлениях у относительно мягких твердых тел пластическое течение начинается одновременно или даже ранее граничных слоев, их покрывающих, т. е. граничный слой не выжимается даже при высоких давлениях. По данным П. А. Ребиндера износ поверхности происходит и при наличии масляной пленки между трущимися поверхностями. Даже при больших контактных напряжениях пленки не разрушаются и, несмотря на то, что поверхностные слои металла покрыты пленкой, они все же упруго и пластически деформируются. Не разрушаясь при механических воздействиях, смазка подвергается химическим изменениям в результате вторичных процессов и влияния обнажающихся металлических поверхностей. При износе металлов на масляную пленку больше всего влияет температура на поверхности трения. [c.278]

Выше уже говорилось, что при определенном содержании феррита в аустенитных сталях они становятся более стойкими к коррозионному растрескиванию. Х.Х. Улиг [111,134] отмечает, что аустенитные нержавеющие стали, близкие по своему химическому составу, существенным образом отличаются друг от друга по стойкости к коррозионному растрескиванию вследствие различия в структуре. Так, слабо магнитные и магнитные стали 18-8 не разрушались в процессе 200-часовых испытаний, в то время как немагнитные образцы разрушились за несколько часов. Именно с этой точки зрения следует рассмотреть влияние легирования кремнием на стойкость сталей к коррозионному растрескиванию. Е. Е. Денхард [111,101] указывает, что стойкость к коррозионному растрескиванию у стали 18-12, легированной 4% кремния, улучшается. Сталь 18-8, легированная 2% кремния, немагнитна и разрушается за 15 час. Та же сталь, легированная 1,1—2,7% кремния, слабо магнитна, т. е., очевидно, содержит а-фазу в количестве 5—10%, и не разрушалась по прошествии 250 час испытаний [111,134]. Высокая стойкость к коррозионному растрескиванию стали 18-8С небольшой концентрацией С (менее 0,002—0,004%) и азота (менее0,002—0,004%) [111,134] объясняется тем, что уменьшение содержания этих аустенитообразующих элементов делает сталь двухфазной — с содержанием а-фазы до 10—15% [И 1,123]. С другой стороны, сталь 19-20 с концентрацией менее 0,01% азота и углерода полностью аустенитна и достаточно стойка против коррозионного растрескивания. Та же сталь, но с концентрацией 0,2% углерода, тоже стойка к растрескиванию, но увеличение азота до 0,05% приводит к появлению трещин. Полагают, что в данном случае концентраторами напряжений были нитриды [111,142]. Сталь 18-8, закаленная при температуре 196° С, двухфазна и стойка к растрескиванию, в то время как без этой обработки она разрушалась за 6 час. Увеличение хрома в стали с 8 до 25% при концентрации 20% никеля делает сталь значительно более склонной к коррозионному растрескиванию вследствие уменьшения стабильности аустенита [111,134]. Учитывая изложенное выше, влияние легирующих элементов на коррозионное растрескивание нержавеющей стали [c.165]

Исследования влияния температуры отпуска на сопротивление закаленной стали водородной хрупкости описаны в работе 1123]. Было показано, что наводороженные низкоотпущенные стали разрушаются хрупко при весьма малых напряжениях, которые иногда в 10 раз ниже предела прочности ненаводороженной стали. С увеличением температуры отпуска стали и снижением ее предела прочности хрупкое разрушение под действием водорода происходило при все более высоких напряжениях. При понижении (в результате отпуска) прочности стали ниже 100 кГ/мм не удавалось вызвать хрупкого разрушения [c.88]

ЭТОЙ части кривой сомнительна, и поэтому Николс (1966 г.) предложил более реалистичную диаграмму анализа разрушения (рис. 16). Диаграмма важна для иллюстрирования простым способом основных факторов, касающихся хрупкого разрушения. Сравнение диаграммы с результатами исследований разрушений показало, что по отношению к NDT первоначальный размер тре-ш,ины, влияние остаточных напряжений и концентраторов напряжения в зависимости от предела текучести и предела прочности материала могли быть связаны с вязкостью разрушения стали. Исключение составляет серия испытаний, проведенных на цилиндрических сосудах высокого давления с искусственными треш,и-нами. Если сосуды находятся под давлением воздуха, то они разрушаются при температурах выше точки FTP (участок над кривой AT), даже когда номинальное напряжение меньше половины предела текучести материала. Сосуды, находяш,иеся под гидравлическим давлением, разрушаются при указанных на диаграмме условиях. [c.232]

Наиболее важная микроструктурная- перестройка, которая происходит в процессе ползучести, заключается в образовании разориентированных субзерен (полигонизация), разделенных стенками дислокаций. Стенки образу ются от перераспределения геометрически необходимых дислокаций, которые согласовывают пластические несовместимости между зернами или между образцом из монокристалла и наковальнями. Субзерновая структура находится в состоянии динамического развития. Образующиеся стенки дислокаций мигрирует под действием напряжения и разрушаются. Резо-риентация стенок увеличивается с ростом деформации до тех пор, пока в результате их вращения без миграции не установится рекристаллизован-ная зерновая структура. При более высоких значениях напряжения и температуры увеличиваются силы, вызывающие миграцию границ, а также их подвижность, и границы могут мигрировать. Размер как субзерен, так и рекристаллизованных зерен зависит от приложенного напряжения и уменьшается по мере его возрастания. Эмпирические соотношения между размером зерен или субзерен и напряжением устанавливаются экспериментально и используются для того, чтобы восстановить напряжение, которое вызвало естественное деформирование горных пород. Однако представление о том, что размер субзерен или зерен равновесен при Данном напряжении, не обосновано. Размер субзерен не является независимой переменной и не оказывает существенного влияния на скорость ползучести, если только он не зафиксирован каким-либо образом. Преобразования зерен в результате динамической рекристаллизации, по-видимому, недостаточно, чтобы вызвать изменение механизма ползучести от описываемого степенной зависимостью до диффузионной ползучести. [c.190]

Влияние состава и температуры среды. В 5.1 были отмечены причины разрушения защитных пленок при изменениях тепловой нагрузки, температуры и тепломеханических напряжений. Защитные пленки могут разрушаться также под химическим воздействием концентрированных растворов едкого натра и солей при упаривании воды. При этом едкий натр наиболее опасен для металла, так как он не может упариваться досуха вследствие того, что при температуре 320°С он переходит в расплавленное состояние, которое характеризуется весьма высокой коррозионнс-й агрессивностью. [c.152]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...