Механические свойства металлов при высоких температурах

Переходим к области высоких температур. Заимствуем из той же книги А. А. Ильюшина Пластичность . Подобно тому, как у свинца последействие и релаксация очень существенны при нормальных температурах, у сталей они приобретают большое значение при высоких температурах, порядка 500° С. Последействие, релаксация и всякие другие изменения механических свойств металлов при высоких температурах иногда объединяются термином ползучесть. [c.96]

Основным способом нагрева испытуемого образца при горячих механических испытаниях является нагрев в электрических печах, чаще всего в трубчатых. Обычно образец находится в атмосфере горячего воздуха, заполняющего рабочее пространство печи. Применение специальных газообразных сред целесообразно а) при большой длительности испытаний или при весьма высоких температурах — в целях защиты поверхности образца от окисления б) при необходимости изучения влияния той или иной газовой среды на механические свойства металла при высоких температурах. [c.69]

Механические свойства металлов при высоких температурах [c.431]

Сг, Мо, УМ,- N6, Т1, А1 и V образуют химические соединения с С, Ре и другими металлами. Зерна этих химических соединений (термически стойкие и мало укрупняющиеся при нагреве) способны сохранять механические свойства сплавов при высоких температурах в течение продолжительного времени. [c.202]

Графит обладает уникальными механическими свойствами, особенно при высоких температурах. С одной стороны, он характеризуется сравнительно низкой твердостью и высокой хрупкостью, хорошо обрабатывается режущим инструментом и хорошо притирается. (Чешуйки графита толщиной менее 10 мкм можно ковать, гнуть. Тонкие графитовые нити гибки, подобны мягкой медной проволоке [1].) С другой стороны, — его прочность, особенно удельная (отношение предела прочности к объемной массе), позволяет использовать его в элементах конструкций, подверженных значительным нагрузкам. При высоких температурах, когда прочность металлов и их сплавов, окислов, силицидов, боридов и подобных материалов резко снижается, преимущества в прочностных свойствах графита выявляются особенно рельефно. Его прочностные характеристики с возрастанием температуры до 2000—2500° С повышаются. Поэтому изучение высокотемпературных свойств графита представляет значительный интерес. Б этой связи будут рассмотрены пределы прочности при сжатии, растяжении и изгибе, ползучесть, упругие свойства, твердость, [c.43]

Практическое применение имеют горячие покрытия легкоплавкими металлами — цинком, оловом и свинцом. Покрытие металлами, имеющими высокую температуру плавления (никель, медь), не производится вследствие ухудшения физико-механических свойств железа при высокой температуре. К недостаткам этого метода относится сравнительно большой расход цветных металлов, неравномерность покрытия, а также довольно большая толщина защитного металлического слоя. [c.165]

Механические свойства. При обычных температурах окислы металлов отличаются большой хрупкостью и достаточно хорошей сопротивляемостью только сжатию. Механические свойства окислов при высоких температурах изучены еще меньше, чем при обычных. [c.293]

Широкое использование высоких температур в различных отраслях новой техники (ракеты, реактивные двигатели, газовые турбины, современные котлы высокого и сверхвысокого давления) привело к тому, что механические испытания металлов при высоких температурах (или, иначе горячие механические испытания) за последние годы получили в лабораторной практике существенное развитие. Такие испытания, применявшиеся ранее лишь в исследовательских работах, теперь в ряде случаев приобретают контрольный характер и служат для проверки соответствия жаропрочных свойств металла требованиям технических условий. [c.90]

Наибольший практический интерес представляют свойства тугоплавких металлов при высоких температурах. Однако для характеристики этих металлов как конструкционных материалов имеет значение изменение механических свойств в широком диапазоне температур. Характерные температурные зависимости предела прочности при растяжении и пластических характеристик различных тугоплавких металлов в рекристаллизован-иом состоянии приведены на рис. 384. Как и следовало ожидать, [c.525]

Растворимость олова в цинке ничтожна, и уже сотые доли процента олова выделяются в форме эвтектики. Свинец не влияет существенно на обрабатываемость цинка давлением и на его механические свойства он незначительно растворим в жидком цинке, и эти два металла при высоких температурах образуют два жидких слоя (фиг. 219). [c.227]

Более продолжительное нагревание металла при высоких температурах приводит к пережогу. При пережоге механические свойства металла необратимо теряются. Чтобы избежать этого, а также снизить скорость образования окалины, необходимо стремиться к минимально возможно.му времени нагрева. [c.128]

Механические свойства тугоплавких металлов при высоких температурах иллюстрируются рис. IV. 61, на котором приведена [c.468]

При проведении прочностных расчётов пластмассовых деталей необходимо принимать во внимание Особенности их механического поведения, отличающегося от поведения таких традиционных конструкционных материалов, как металлы при нормальных температурах. Здесь в первую очередь следует отметить зависимость свойств полимерных материалов от времени и температуры. В этом смысле полимеры сходны по своему поведению с металлами при высоких температурах, также обнаруживающими при этих условиях зависимость свойств от температуры и времени. Но природа деформаций и прочности у полимеров и металлов существенно разная. [c.104]

Характерно действие водорода на железоуглеродистые сплавы при повышенных давлениях и температуре, в частности в колоннах синтеза аммиака. Коррозия под действием водорода, называемая водородной коррозией, вызывает резкое снижение механических свойств металлов. При водородной коррозии железоуглеродистых сплавов водород диффундирует в металл, вызывая в нем глубокие изменения. Так, водород при высоких температурах реагирует с углеродом (содержащимся в виде карбида железа), образуя газообразные углеводороды по реакции [c.79]

Третий этап (завершающий) — раскисление стали — заключается в восстановлении оксида железа, растворенного в жидком металле. При плавке повышение содержания кислорода в металле необходимо для окисления примесей, но в готовой стали кислород — вредная примесь, так как понижает механические свойства стали, особенно при высоких температурах. Сталь раскисляют двумя способами осаждающим и диффузионным. [c.31]

Максимальную температуру нагрева, т. е. температуру начала горячей обработки давлением, следует назначать такой, чтобы не было пережога и перегрева. В процессе обработки нагретый металл обычно остывает, соприкасаясь с более холодным инструментом и окружающей средой. Заканчивать горячую обработку давлением следует также при вполне определенной температуре, ниже которой пластичность вследствие упрочнения (рекристаллизация не успевает произойти) падает и в изделии возможно образование трещин. Но при высоких температурах заканчивать деформирование нецелесообразно (особенно для сплавов, не имеющих фазовых превращений). В этом случае после деформирования зерна успевают вырасти и получается крупнозернистая структура, характеризующаяся низкими механическими свойствами. [c.60]

Жаропрочностью называют способность металла сохранять при высоких температурах достаточно высокие механические свойства длительную прочность и сопротивление ползучести. [c.16]

Графики этих зависимостей приведены на рис. 9.16. Малая активность марганца как раскислителя создает большие остаточные концентрации марганца в металле, но они не влияют на механические свойства стали (до 1 %). При высоких температурах и достаточно малых концентрациях Мп остаточная концентрация кислорода превышает предел концентрации насыщенного раствора Li (см. с. 329 ), которая показана на рис. 9.16 штриховой линией. Несмотря на малую раскислительную активность, марганец широко применяется в сварочной металлургии, так как кроме кислорода он извлекает из жидкого металла серу, переводя ее в MnS, плавящийся при 1883 К, поэтому при кристаллизации металла шва влияние легкоплавкой сульфидной эвтектики понижается и повышается сопротивление металла образованию горячих трещин. Обобщенная диаграмма плавкости Me — S для железа, кобальта и никеля приведена на рис. 9.17, указаны температуры плавления сульфидных эвтектик, лежащих ниже температур кристаллизации стали, никеля и кобальта. [c.328]

Несмотря на это, механические свойства металлов при высоких температурах определяются в основном при скоростях деформирования 1 -i- 2 mmImuh и скоростях деформаций е,- (25,5)-10 сек.что меньше действительных скоростей, применяемых в производстве, в десятки и сотни тысяч раз. [c.230]

Рис. 6-4. Механические свойства металлов при высоких температурах а) модуль упругости малоугледодистой стали с 0,1% С — / и технического титана — 2 б) предел текучести сплошные кривые — действительные зависимости, пунктирные — схема-тизированные зависимости

Из-за высокой чувствительности титана к газам возникают трудности при холодной обработке его. После отжига прочность и твердость титана, деформированного в холодном состоянии, понижаются. При 700 "С снимаются напряжения и металл рекристаллизируется с увеличением степени сжатия температура рекристаллизации понижается. Механические свойства титана при высоких температурах изучены мало. [c.50]

Покрытие горячим способом стальных изделий металлами, имеющими высокую температуру плавления, например, медью и т. п., не производится вследствие ухудшения механических свойств стали при высоких температурах. Структура покрытия, полученного на железе при погружении его в расплавленный. металл, характеризуется наличием ряда слоев, различающихся лгежду собой п составу и физическим свойствам. Каждый слой [c.172]

Английская фирма Федерайдед Фаундрис [12] штампует из жидкого чугуна химического состава С —3,3%, 51 — 2,6%, Мп — 0,5%, Р —0,8% и 5 — 0,1% (максимум) желоба диаметром около 500 мм, длиной около 1500 мм при толщине стенок 30—32 мм. Благодаря строго отработанному режиму выдержки металла под давлением и последующему (после извлечения заготовки из пресс-формы) отжигу при температуре 920—950°С в чугуне не наблюдается отбела. Механические свойства металла являются высокими. Предел прочности на разрыв 23—34 Г/лtлi , твердость по Бри-неллю от. 253 до 263 НВ. Обычный серый чугун по механическим свойствам не уступает ковкому чугуну. [c.252]

С, зерно успевает сильно вырасти и при охлаждении не измельчается. Здесь возможно вьщеление пластичной фазы - феррита - не по границам зерен, а внутри их в виде иголок или пластинок. Такая структура называется видманштедтовой. Она обладает плохими механическими свойствами, в частности низкой ударной вязкостью. Участок неполного расплавления и участок перегрева вместе называют околошовной зоной. При температуре 900... 1100 °С образуется участок нормализации (полной перекристаллизации) с мелкозернистой структурой. В этом участке длительность пребывания металла при высокой температуре невелика, зерно не успевает вырасти, а при охлаждении - измельчается. Поэтому металл здесь имеет самые высокие механические свойства. Участок 4 неполной перекристаллизации определяется диапазоном температуры [c.30]

В США изучение упрочнения металлов нитевидными кристаллами проводится на очень низком уровне. Стоимость нитевидных кристаллов а — AlgOg, имеющих требуемые для армирования качества, остается крайне высокой не разработаны воспроизводимые и экономичные методы переработки их в ориентированные маты с одновременным удалением дефектных кристаллов и других ростовых дефектных форм. Эти факторы в совокупности с описанными выше проблемами покрытия, взаимодействия и разрушения кристаллов создают существенные трудности для использования сапфировых, а, по-видимому, и других нитевидных кристаллов, для упрочнения металлов при высоких температурах. Возможно, методы будут усовершенствованы так, что позволят вводить нитевидные кристаллы в металлические матрицы, сохраняя химическую и механическую стабильность кристаллов, тогда их основным назначением может быть вторичное упрочнение. Это значит, что нитевидные кристаллы будут вводиться в наиболее ответственные места, такие, как стыки, фланцы, и в специальные детали для обеспечения локального повышения свойств. [c.172]

Процесс раскисления стали и методы разливки определяют степень чистоты металла. К неметаллическим включениям в стали относятся сульфиды (МпЗ, РеЗ), окислы (МпО, РеО, 8102, А12О3), силикаты, алюминаты и др. Наиболее вредными являются включения РеО и РеЗ, которые резко понижают пластичность металла при высоких температурах и ухудшают механические свойства, особенно ударную вязкость, при нормальной температуре. Вредное действие включений в значительной степени зависит от формы, размеров и расположения их. Необходимая степень чистоты металла определяется стандартными щкалами на неметаллические включения (ГОСТ 1778-42). [c.98]

Композиционные материалы на основе полимеров. Они представляют собой многокомпонентную композицию, содержащую основу, теплостойкую арматуру и наполнитель. Основу в таких материалах называют связующим. Это каучуки, смолы и их комбинации. Чаще применяются фенолформальдегидные и анилин-формальдегидные модифицированные смолы, различные натуральные и синтетические каучуки и их комбинации. Наполнители регулируют рабочие и технологические свойства материала. Они подразделяются на металлические (медь, бронза, латунь, цинк, алюминий, свинец, железо, титан и другие металлы и соединения в виде порошков, стружки или проволоки) неметаллические (графит, углерод, кокс, сера и др.) минеральные (керамика, барит, сурик, глинозем, каолин, мел и др.) органические, например скорлупа ореха кешью. Каучуково-смоляная основа обладает недостаточно высокими механическими свойствами, особенно при повышенных температурах. Поэтому все материалы на полимерной основе содержат теплостойкую арматуру асбест, волокна, вату и т. п. Этот компонент во многом определяет свойства и технологию всего материала, и поэтому он часто отражается в его названии. Так, материалы, армированные асбестом, называются ФАПМ, т. е. фрикционные асбополимерные материалы. [c.38]

Более распространенным способом борьбы с фреттинг-коррозией и коррозионно-механическим износом является использование композиций маслорастворимых ПАВ — уже упоминавшихся противоокислительных, моющих, противокоррозионных, противоизносных, противозадирных присадок и маслорастворимых ингибиторов коррозии для подавления электрохимической составляющей коррозионного износа. Но далеко не все маслорастворимые ингибиторы коррозии можно использовать для введения в смазочные материалы. Многие из них коррозионно-агрессивны по отношению к цветным металлам при высоких температурах, т. е. значительно ухудшают противокоррозионные свойства смазочных материалов (см. табл. 16). Кислые соединения, обладающие низкой термической устойчивостью, типа жирных кислот и их солей с аминами, а также жирные амины, имидазолины, продукты реакции жирных кислот и триэтаноламина и другие значительно ухудшают не только противокоррозионные, но и моющие свойства масел (табл. 24). [c.124]

Жаростойкость ВЧШГ выше, чем у СЧ, вследствие меньшего окисления металла по границам разобщенных включений графита и уменьшения роста, что особенно заметно при высоких температурах. При температурах до 400—500° С явление роста в ВЧШГ практически не наблюдается, а механические свойства чугуна при этих температурах снижаются незначительно. [c.75]

Термическая нагрузка неблагородных металлов ограничена ие только высокой скоростью их испарения, но и тем, что с повыще-нием температуры временное сопротивление разрыву, предел упругости и формоустойчивость значительно ухудшаются. Присадкой других металлов (сплавы), особенно металлов, с более высокой точкой плавления, как Мо, можно улучщить механические свойства неблагородных металлов при высоких температурах без заметного снижения их обрабатываемости и пластичности. На рис. 5-1-4 и 5-1-5 изображены зависимости наиболее важных мехаяи- [c.143]

Перегрев — чрезмерно длительный нагрев металла при высоких температурах, приводящий к крупнозернистой структуре с игольчатым строением феррита, иногда называемой видманштеттовой структурой. ПоЕшжает механические свойства металла, особенно ударную вязкость н относительное сужение. [c.52]

Так, например, при цинковании листов из жести на разных участках цоверхню-сти толпщна слоя может изменяться от 0,07 до 0,13 мм. Неравномерность покрытия предметов неправильной формы, имеющих глубокие рельефы, неизбежна, и разница в толн1,ине слоя на различных участках поверхности очень часто бывает значительно большей, нежели на плоских ровных изделиях. Вследствие этого расход цинка на покрытие таких изделий во многих случаях бывает весьма большим. Расход металла при горячем цинковании увеличивается кроме того за счет его потерь на угар и взаимодействие со стенками ванны (отходы). Вследствие не-равно(мерности покрытия образование утолщений и наплывов на отдельных частях поверхности, горячая оцинко вка изделий с узкими отверстиями (сетка), резьбовых и некоторых других изделий совершенно невозможна. Не применим также горячий способ цинкования для изделий, легко изменяющих свои механические свойства под влиянием высокой температуры, например для стальных изделий. С другой сто- [c.141]

Молибден является тяжелым металлом его плотность равна 10,2 Мг1м - . Температура плавления молибдена 2010° С. Молибден обладает достаточно хорошими физико-механическими свойствами, в особенности сопротивлением ползучести при высоких температурах. Предел прочности листового материала 1200 относительное удлинение 10—12%, твердость [c.292]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...