Внутренние термические напряжения в покрытиях

Для исследования внутренних термических напряжений в покрытиях образцы, приведенные на рис. 4.17, а, использоваться не могут, так как внутренние напряжения, возникшие в самих образцах, вызывают изменение зазора к В этом случае применяют образцы другой конструкции (рис. 4.17,б). К базовой [c.159]

В первой части главы рассмотрен механизм возникновения внутренних усадочных напряжений в покрытиях, получаемых из растворов полимеров и олигомеров, а во второй — изложены закономерности возникновения и изменения внутренних термических напряжений в отвержденных покрытиях. [c.7]

В полимерных покрытиях, нанесенных на металлические подложки, следует ожидать значительного роста внутренних термических напряжений в области [c.54]

Рис. 4.18. Схема прибора для определения внутренних термических напряжений в полимерных покрытиях

Зависимость величины внутренних напряжений в покрытиях от режима термической обработки [c.120]

Под действием термической обработки внутренние напряжения в покрытиях снимаются или частично, или полностью, причем в покрытиях, полученных из щелочных ванн, напряжения снимаются, как правило, легче, чем в покрытиях из кислых ванн. [c.83]

Приводят ли к разрушению покрытия внутренние напряжения, вызванные различием в термическом расширении, зависит от величины этих напряжений и дополнительных напряжений из-за термических градиентов в покрытии, а также от способности [c.77]

Рис. 1.35. Зависимость внутренних термических напряжений (Ув. т от температуры окружающей среды в покрытиях из нитрата целлюлозы (/), перхлорвиниловой смолы 2, 3), эпоксидной смолы ЭД-20 4 и полиэфирного лака ПЭ-29 (5) 6 — расчетная кривая.

Изменение внутренних термических напряжений (( вт) в полимерных покрытиях при изменении температуры на АГ за время Ат по аналогии с выражением (1.6) определяется уравнением [c.50]

Рис. 1.38. Зависимость внутренних термических напряжений (Тв.т в полиэфирных (У) и перхлорвиниловых 2) покрытиях от температуры окружающей среды

Рис. 1.40. Зависимость внутренних термических напряжений (Гд в покрытиях из термореактивных полимеров от температуры окружающей среды

Таким образом, в покрытиях из жестких термопластичных полимеров при изменении температуры внутренние термические напряжения изменяются обратимо. I [c.56]

Внутренние напряжения в покрытиях, формирующихся при повышенных температурах. Если покрытие формируется при высокой температуре, а затем охлаждается до комнатной, то возникающие в нем внутренние напряжения будут складываться из напряжений усадки вследствие испарения растворителя при реакции полимеризации и внутренних термических напряжений, возникающих при охлаждении покрытия. [c.56]

В процессе отверждения эпоксидных покрытий при 110°С возникают внутренние термические напряжения, равные 0,8—1,0 МПа, которые возрастают при охлаждении до 7—8 МПа. В покрытиях из лака ПЭ-29 при отверждении возникают внутренние напряжения, равные 0,3 МПа, а при последующем охлаждении они увеличиваются до 2 МПа. [c.57]

При охлаждении отвержденных покрытий они переходят в стеклообразное состояние. Эго приводит к резкому росту мгновенного модуля упругости полимера и торможению релаксационных процессов, что обусловливает существенный рост внутренних термических напряжений. [c.58]

Теория разрушения хрупких покрытий была использована при анализе морозостойкости покрытий из грунтовки АК-070 [6]. В области отрицательных температур при увеличении толщины с 25 до 150 мкм разрушающие напряжения при растяжении покрытий снижаются со 100—120 до 35 МПа в соответствии с уравнением (2.1). Внутренние термические напряжения от толщины покрытий не зависят и при температуре —80 °С составляют 38—40 МПа. Покрытия толщиной более 50 мкм самопроизвольно разрушаются, поскольку для этих покрытий внутренние напряжения соизмеримы с разрушающими напряжениями при растяжении. Покрытия толщиной 25— 30 мкм устойчивы к растрескиванию даже при —100 °С, так как внутренние напряжения в таких покрытиях в 2 раза меньше разрушающих напряжений при растяжении. [c.113]

После никелирования производят термическую обработку в течение 1—2 ч при 200—220 С для снятия внутренних напряжений Удаление некачественного никелевого покрытия производят электрохимическим способом в растворе, содержащем 1070—1200 г/л серной кислоты и 8—10 г/л глицерина при комнатной температуре, анодной плотности тока 5—10 А/дм , напряжении 12 В, катоды — свинцовые [c.30]

Принцип работы разрушающихся теплозащитных систем характеризуется потерей поверхностного слоя (или разложением одной из компонент материала) ради сохранения благоприятного теплового режима внутренних слоев и самой защищаемой конструкции. Разрушение поверхностного слоя происходит в результате различных физико-химических превращений под воздействием подводимых к поверхности конвективных и радиационных тепловых потоков, диффузионных потоков химически активных компонент, а также под действием сил давления и трения. Химические реакции могут протекать как при участии компонент набегающего потока, так и независимо от них. Кроме того, на поверхности теплозащитного покрытия под действием внутреннего давления или внешних сил, а также вследствие термических напряжений может иметь место эрозия — механический унос в виде отдельных частиц. [c.117]

Приведенные данные о влиянии покрытий на формоизменение стали можно объяснить, воспользовавшись моделью термического зацепления . Различие коэффициентов термического расширения материала покрытия и основы в листе обусловливает появление внутренних напряжений и деформаций. В интервале температур циклической термообработки пределы текучести покрытия и основы различаются не сильно (табл. 9). Покрытие тоньше основы и при отсутствии полиморфных превращений железа при изменении температуры сохраняется неравенство > ( s.n n- В этом случае пластически деформироваться должно покрытие, а основа испытывает лишь упругую деформацию. Во время полиморфного превращения сопротивление железа пластической деформации резко снижается (см. гл. П1) и становится возможной необратимая деформация основы. В соответствии с изложенным величина необратимой деформации листа с покрытием за один цикл будет определяться разностью деформаций основы во время прямого и обратного полиморфных превращений. [c.182]

Перечисленные выше мероприятия по предотвращению водородного расслоения металла обеспечивают и надежную защиту от сероводородного растрескивания. Вместе с тем существует ряд мероприятий, предотвращающих растрескивание стали, но не гарантирующих отсутствие расслоения в сероводородных средах. Однако, поскольку расслоение представляет собой значительно менее опасный вид разрушения, чем растрескивание, то положительное значение этих мероприятий очевидно. Основными такими мероприятиями являются 1) применение стали с ограниченным пределом прочности и снижение рабочих (используемых при прочностных расчетах) напряжений в металле 2) использование низколегированных сталей с повышенной стойкостью к сероводородному растрескиванию 3) термическая обработка элементов оборудования для снятия внутренних напряжений, возникших в процессе их изготовления 4) химико-технологическая обработка — нейтрализация среды. Кроме того, практика защиты от сероводородного растрескивания включает использование апробированных применительно к этому виду разрушения ингибиторов, стойких сплавов и защитных покрытий. [c.98]

В настоящее время практически невозможно паять без предварительного лужения или нанесения промежуточных покрытий алюминий и его сплавы с такими металлами как магний, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам. Пайка алюминия с медью, ее сплавами, железом и сталью, никелем, титаном и его сплавами затруднена вследствие 1) сложности выбора подходящего флюса или газовой среды 2) интенсивного химического взаимодействия алюминия с некоторыми из этих металлов — медью, железом, никелем, приводящего к образованию в швах хрупких прослоев интерметаллидов и сильной эрозии паяемых металлов 3) значительной разницы в коэффициентах термического расширения алюминия и этих металлов, приводящей к образованию значительных внутренних напряжений в швах и отслоению швов по хрупким интерметаллидным прослойкам. [c.297]

Путем подбора покрытия и стали с такими коэффициентами термического расширения, при которых в слое покрытия возникают напряжения сжатия оптимальной величины, можно получать эмалевые и стеклянные покрытия внутренней поверхности аппаратов и труб с повышенной механической прочностью. Однако на изделиях сложной конфигурации (сочетание плоских, вогнутых и выпуклых поверхностей) эмалевые и стеклянные покрытия находятся под действием более сложных, чем простое сжатие, напряжений. В этом случае разрушение покрытия может произойти значительно раньше того момента, когда будут превышены предельные напряжения растяжения или сжатия. [c.12]

Прочность связи покрытия с подложкой измерялась на образцах (рис. 2), полученных при склеивании эпоксидной смолой керамического покрытия со стальной державкой. Покрытие из AljOg начинает осаждаться на хромовом полированном образце при температуре не ниже 700° С, а на никелевом при температуре не ниже 600° С. Отслаивание покрытия, полученного при подогреве подложки до 700—800° С происходит в основном по границе СгаОз—AI2O3. Максимальная прочность наблюдается при подо- греве подложки до 900° С (рис. 3). Образцы в этом случае разрушаются по зоне Сг—СгзОд. Более высокий предварительный нагрев подложки приводит к падению прочности связи покрытия с подложкой из-за резкого увеличения толщины пленки окисла и роста внутренних термических напряжений в основании покрытия (см. рис. 1). Характер разрушения никелевых и хромовых образцов различен. Сцепление между NiO и AI2O3 становится [c.229]

Теория возникновения внутренних напряжений рассмотрена здесь на примере покрытий, отверждающихся в результате испарения растворителя, однако полученные уравнения и закономерности справедливы для любых способов отверждения покрытий. Установленные теоретические положения использовались для анализа внутренних усадочных и термических напряжений в покрытиях из термопластичных и термореактивных полимеров. [c.23]

Если охлаждение или нагрев покрытия строизво-дятся очень медленно, т. е. Ат—>оо, то в покрытиях из линейных полимеров (а1 —а2)АГ вз, а поэтому 0ВТ == О, как это следует из уравнения (1.11). В покрытиях из трехмерных полимеров внутренние термические напряжения в этом случае определяются уравнением [c.50]

При понижении температуры пленкообразователь переходит в стеклообразное, а затем — хрупкое состояние, и, соответственно, физико-механические свойства покрытий ухудшаются. Резкие колебания температуры, а иногда и просто ее понижение могут вызвать микро-и макрорастрескивание покрытий под влиянием внутренних термических напряжений, возникающих из-за различия коэффициентов линейного расширения пленки и подложки [29, с. 54—55, 79]. [c.115]

Под действием термической обработки внутренние напряжения в покрытиях снимаются частично или полностью, причем в покрытиях из щелочных ванн на- б. кгмпг [c.123]

Стабилизаторы аминного и фенольного типов снижают адгезионную прочность покрытия, а серосодержащие соединения и сера ее повышают. Для покрытия рекомендуется использовать полипропилен с высокой молекдулярной массой (до 720 000). Атактическая фракция, находящаяся в полимере в количестве 5—20 %, выполняет роль пластификатора и снижает внутренние напряжения в покрытиях при их нанесении термическими способами. Очевидно, вследствие этого полипропилен менее подвержен растрескиванию при воздействии жидких сред, чем полиэтилен. [c.83]

Внутренние термические напряжения исследовали в покрытиях из термопластичных (перхлорвиниловая 9Мола, полиэтилен, нитрат целлюлозы) и термореак-ТИвных (эпоксидная, полиэфирная и полиуретановая смолы) полимеров [16 22]. Исследования внутренних напряжений проводили консольным методом на ме-> таллических подложках. [c.48]

Уравнение (1.14) определяет изменение предельных внутренних термических напряжений. Поскольку нагрев покрытий всегда идет с конечной скоростью, то действительные внутренние напряжения будут почти всегда меньше предельных, кроме застеклован-ных полимеров, в которых релаксационные процессы практически не развиваются. [c.50]

Несмотря на ббльшую глубину полимеризации и усадку в процессе отверждения покрытий при высоких температурах, в них возникают внутренние термические напряжения малой величины. [c.58]

Адгезия двух тел определяется близостью их по. мрностей, то есть интенсивностью молекулярных взаимодействий в этих телах и их совместимостью, то есть взаимной растворимостью, а также способностью к взаимному диффузионному проникновению частиц. При образовании полимерных покрытий вследствие усадки в плёнке возникают касательные напряжения, возрастающие с повышением толщины-нокрытия. Причиной нарушения адгезии часто являются не только эти внутренние напряжения, но и термические напряжения вследствие разности коэффициентов теплового расширения пленки и подложки. Если плёнкообразующее вещество или клей в текучем состоянии яроникает в гл> бокие неровности поверхности или поры подложки, то после отверждения [c.54]

В данном случае снижение концентрации алюминия пришрлит к росту коэффициента термического расширения покрытия. В результате несоответствие между КТР покрытия и защищаемого сплава постоянно растет. Из-за этого в покрытии при охлаждении возникают большие растягивающие напряжения, приводящие к образованию трещин термичес1 011 усталости. Разрушение претерпевшего структурные изменения покрытия усугубляется еще и тем, что после завершения процесса распада пнтерметаллидов по всей глубине слоя во внутренних его объемах наблюдается образование и рост включений сульфидов. Их образование обусловливает объемные изменения в покрытии и, как следствие, возникновение растягивающих структурных напряжений. [c.186]

Подготовка порошков для напыления. Улучшение физикомеханических и защитных свойств покрытий достигается как правильностью ведения технологического процесса нанесения, так и соответствующей подготовкой порошковых полимерных материалов перед их нанесением на защищаемую поверхность. Известно, что при высоких температурах у полимеров наблюдается термоокислительная деструкция, которая неизбежна в процессе нанесения покрытия. Введение в порошки полимеров специальных стабилизаторов предотвращает термоокислительную деструкцию в процессе нанесения полимера на металлическую поверхность, а одновременное введение наполнителей способствует увеличению адгезии покрытия к металлу и снил ению внутренних напряжений в его пленке. Источником возникновения напрял ений считают уменьшение объема формируемой пленки вследствие испарения растворителей и химических реакпий термическое сжатие при высокой температуре пленкообразова-152 [c.152]

Величина внутренних напряжений Овн в лакокрасочных покрытиях, сформированных на жесткой подложке, является суммарной величиной усадочных напряжений Оу, вызванных сокращением пленки при высыхании или отверждении, термических напряжений От, связанных с различием в коэффициентах термического расширения пленки и подложки, внутренних напряжений Ос, возникающих за счет физико-химических процессов структурообразова-ния при старении [44—50]. Эмпирически было показано, что самопроизвольное разрушение лакокрасочных покрытий происходит под действием внутренних напряжений при условии Овн Ох, где Ох — долговечность покрытий. Однако на практике удобнее определять не длительную, а кратковременную, или мгновенную прочность покрытий Омгы- Тогда условием разрушения покрытий будут эмпирические выражения Овн 0,5 а гн — для хрупких и жестких покрытий, и (Твн = ОД — 0,2 Омгн — для эластичных покрытий. [c.103]

Качество изоляционного покрытия во многом определяется состоянием поверхности защищаемого металла. Наличие окалины, ржавчины, формовочной земли, остатков сварных флюсов, масляных и других загрязнений обусловливают химическую неоднородность поверхности металла. Это приводит к ускоренному развитию коррозионных процессов. Особенно опасно наличие несплошной окалины, которая образуется при повышенных температурах и которая состоит из безводных окислов FeO, Рез04, РегОз. Окраска и состав окалины зависят от температуры, при которой она возникает. Если температура ниже 575° С, то окалина имеет коричнево-красный оттенок. При более высокой температуре цвет окалины темно-синий. Окалина, образующаяся при прокате стальных цельнотянутых труб, при температуре около 500° С, почти не содержит FeO, а поэтому в коррозионном отношении она оказывается более стойкой и обладает защитными свойствами-Однато защитное действие окалины может проявиться только в случае ее полной непрерывности. Последнее условие практически невыполнимо, так как при превращении железа в РегОз происходит увеличение объема в 2,16 раза. Следствием этого является возникновение внутренних напряжений в слое окалины, которые в свою очередь обусловливают появление трещин, пузырей и разрывов в слое окалины. Разрывы в пленке окалины образуются также при механических и термических воздействиях. Благодаря несплошности окалины стальное сооружение, находящееся в контакте с электролитом, подвергается электрохимической коррозии, так как поверхность, покрытая окалиной, оказывается катодом, а металл в дне трещины анодом. [c.96]

Различают следующие способы последующей термической обработки кипячение в воде или в масле, погружение в расплав (солевую или свинцовую ванну), нагревание во вращающихся воздушных печах или же дегазация в глубоком вакууме. При механической обработке гальванически обработанных деталей нужно считаться с тем, что на очень высокие при определенных обстоятельствах собственные напряжения покрытия или на реактивные напряжения в оановном металле иногда накладываются еще напряжения от механической обработки. При твердых покрытиях во время шлифования под размер и полирования к этому добавляются высокие местные нагревы. Для избежания шлифовочных трещин обработку следует вести очень осторожно. При динамической нагрузке шлифовочные и мелкие трещины в покрытии, возникающие от внутренних напряжений, как правило, проявляют себя отрицательно. [c.159]

Собственные внутренние напряжения сильно влияют на прочность покрытия. Они определяют важные свойства материала покрытия, как например его пластичность, твердость и электропроводность. Коррозионная стойкость и защитное действие также зависят от вида и величины собственного напряжения. Если возникают напря кения растяжения, т. е. хадочные напряжения, то всегда создается опасность образования трещин вследствие местных превышений напряжения разрыва покрытия. Такое состояние напряжения может создаваться или во время гальванической обработки в электролитах, или в результате закаливающего действия холодной про.мывки, или в результате последующей термической обработки, или под действием внешних нагрузок, или при изгибе маложестких деталей (кольца, оправы фар, декоративные изделия и т. д.), причем эти напряжения могут возникнуть да.ке пр снятии деталей с подвесок гальванических ванн. [c.169]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...