Напряжения местные при охлаждении

Столь большая скорость роста кристаллов не может быть объяснена тепловым движением, тем более, что мартенситное превращение, как показали опыты, наблюдается и вблизи абсолютного нуля, когда тепловое движение в значительной степени подавлено. Для мартенситного превращения существенное значение имеют напряжения, возникающие при охлаждении и, вызывающие местную пластическую Деформацию — сдвиг. Ниже температуры метастабильного фазового равновесия Тд (см. фиг. 160) этот пластический сдвиг, заключающийся в смещении атомов с их мест в решетке у-же-леза, приводит к перестройке ->а как в плоскости сдвига, так и в примыкающих к ней областях решетки у-железа. Указанный предположительный механизм мартенситного превращения подтверждается тем, что скорость движения дислокаций и скорость роста кристаллов мартенсита одного порядка. [c.187]

Если термические напряжения сжатия достигают предела текучести, то они снимаются. В этом случае после охлаждения в поверхностном слое возникают растягивающие макронапряжения, так как при охлаждении поверхностного слоя объем его уменьшается, но сжатию этого слоя препятствуют внутренние холодные слои металла. При выравнивании температуры термические напряжения не исчезают, поскольку уменьшенная пластичность металла при комнатной температуре затрудняет протекание местной пластической деформации в поверхностном слое, препятствуя этим и снятию макронапряжений. В этом случае после охлаждения величина сжимающих макронапряжений, созданных пластической деформацией, уменьшится. В зависимости от величины и градиента деформационных и термических напряжений их максимальное [c.126]

Трудная задача — конструирование роторов высокого и среднего давлений, в которых местные температуры превосходят 803 К и напряжения в расточке достигают 170 МПа. В наиболее нагретых местах ротор охлаждается паром, взятым до первого перегревателя. При охлаждении этих мест на 25— 30 К можно применять жаропрочные перлитные стали. Средние диаметры РВД выбраны 1800— 1970 мм при длине первой и последней рабочих лопаток приблизительно 100 и 300 мм, а те же размеры РСД равны 2315—2770 мм и РЛ— [c.81]

Исследование холодных трещин показало, что они состоят из очага разрушения и участка развития. Очаг разрушения предположительно возникает из-за упругого разрыва атомных связей при достижении местными напряжениями теоретической прочности металла и соответствующего структурного состояния металла, характеризующегося избытком дислокаций, вызванных закалкой при охлаждении металла или холодной пластической деформацией. Под влиянием напряжений дислокации мигрируют к границам, скапливаются там, давая начало очагу разрушения. [c.505]

Горячие трещины образуются непосредственно в сварном шве в процессе кристаллизации, когда металл находится в двухфазном состоянии. Причинами их возникновения являются кристаллизационные усадочные напряжения, а также образование сегрегаций примесей (серы, фосфора, кислорода), ослабляющих связи между формирующимися зернами. Склонность к образованию горячих трещин тем выше, чем шире интервал кристаллизации и ниже металлургическое качество стали. Углерод расширяет интервал кристаллизации и усиливает склонность стали к возникновению горячих трещин. Холодные трещины образуются при охлаждении сварного шва ниже 200 - 300 °С преимущественно в зоне термического влияния. Это наиболее распространенный дефект при сварке легированных сталей. Холодные трещины редко встречаются в низкоуглеродистых сталях и особенно в сталях с аустенитной структурой. Причина их образования — внутренние напряжения, возникающие при структурных превращениях (особенно мартенситном) в результате местной закалки (подкалки). Увеличивая объемный эффект мартенситного превращения, углерод способствует появлению холодных трещин. [c.290]

При сварке в результате местного нагрева деталей и большой усадки чугуна при охлаждении из расплавленного состояния в деталях возникают значительные внутренние напряжения. Образующиеся при сварке чугуна тугоплавкие окислы с температурой плавления около 1400°С создают на поверхности сварочной ванночки твердую пленку, которая препятствует свободному выходу газов из расплавленного металла и, таким образом, способствует возникновению пор и раковин. [c.162]

Смысл ступенчатой закалки состоит в том, чтобы к моменту начала мартенситного превращения деталь по всему сечению имела одинаковую температуру. Возникшие в детали при охлаждении ее в соли внутренние напряжения будут в значительной степени ликвидированы местными пластическими деформациями благодаря очень высокой пластичности аустенита. Таким образом, к моменту мартенситного превращения стальная деталь будет почти [c.141]

Отличительной особенностью процесса сварки является резкий местный нагрев и охлаждение. При охлаждении и затвердевании происходит уменьшение объема металла, вызывающее образование усадочных раковин, и возникновение остаточных напряжений. Величина возникающих внутренних напряжений может превзойти предел прочности металла, что вызовет появление трещин в сварном соединении. Трещины являются самым серьезным пороком в сварном соединении, так как их исправление требует сложной подготовки, подбора режи- [c.46]

Деталь до — 75° С охлаждают в среде твердой углекислоты (сухого льда). Для этого деталь помещают в деревянный или металлический ящик с хорошей изоляцией, заполненный твердой углекислотой. Жидким азотом деталь можно охладить до —195° С. Для охлаждения требуется меньше времени, чем для нагревания детали. Кроме того, охлаждение исключает температурные напряжения, местные деформации и окисление поверхностей деталей, особенно сложной формы. Время выдержки при нагревании или охлаждении зависит от формы, массы и материала детали. [c.88]

Укорачивают волокна быстрым местным нагревом (400 — 500° С) выпуклой стороны шейки. Сжатые волокна (с вогнутой, холодной стороны шейки), находящиеся под напряжением, сначала будут препятствовать дальнейшему расширению нагретых волокон, а когда температура последних превысит предел текучести, сжатые волокна начнут выпрямлять вал. Нагрев ведется двумя газовыми горелками. Зона нагрева не должна превышать одной пятой длины окружности шейки и должна находиться в плоскости максимального прогиба. Как при нагреве, так и при охлаждении недопустимы сквозняки. Процесс нагрева и медленного охлаждения повторяют до устранения прогиба. Время нагрева зависит от размера вала. Удлиняют сжатые волокна чеканкой (наклепом) вогнутого участка шейки вала ручным или пневматическим молотком с шаровой головкой. [c.156]

Широкое применение при термической обработке соляных ванн объясняется тем, что расплавленные соли по сравнению с другими нагревающими (газовыми, воздушными) и охлаждающими (вода, масло, воздух) средами обладают большими преимуществами. Основные преимущества соляных ванн следующие более быстрый и равномерный нагрев, более высокая производительность, меньший рост зерна при нагреве, удобство местного нагрева, уменьшение коробления стержневых деталей, возможность нагрева деталей в вертикальном положении, меньшие внутренние напряжения и деформация, исключение возможности образования трещин (при охлаждении в расплавленных солях), предохранение от окисления и обезуглероживания при нагреве и при переносе деталей из ванны в закалочный бак (детали покрыты тонкой пленкой соли). [c.47]

Точно измерить местные напряжения невозможно. Разумеется, при охлаждении до нормальной температуры можно ожидать более высоких напряжений, чем от выделения вторичных фаз при повышенных температурах. При модельных испытаниях, однако, было обнаружено, что нагрева при кипячении в стандартном растворе (чаще всего применяемого для испытания нержавеющих сталей на склонность к межкристаллитной коррозии — см. гл. 10.3.1.) уже достаточно для снятия большей части напряжений [141]. [c.51]

Неравномерное нагревание и охлаждение вызывают тепловые напряжения и деформации. При сварке происходит местный нагрев небольшого объема металла, который, расширяясь, воздействует на близлежащие менее нагретые слои металла. Напряжения, возникающие при этом, зависят главным образом от температуры нагрева, коэффициента линейного расширения и теплопроводности свариваемого металла. Чем выше температура нагрева, а также чем больше коэффициент линейного расширения и ниже теплопроводность металла, тем большие тепловые напряжения и деформации развиваются в сваривае-мов шве. [c.59]

К напряжениям первого рода относятся, например, напряжения, возникающие при неравномерном нагреве и охлаждении металла во время сварки, наплавки, тепловой резки или обработки пламенем. К ним также относятся напряжения, вызванные местной закалкой напряжения, вызванные неоднородной (местной) пластической деформацией под действием внутренних или внешних сил. [c.36]

При этом местному подогреву следует подвергать не свариваемые кромки деталей, что не дает никакого положительного эффекта и может привести к повышению местных пластических деформаций в зоне шва, а участок деталей на некотором расстоянии от шва, где возникают напряжения растяжения при нагреве от сварки и напряжения сжатия после охлаждения изделия. Практически это расстояние принимают 40—70 мм от шва. [c.231]

Высокие местные напряжения возникают при сварке, как результат местного нагрева металла до температур плавления и последующего охлаждения, сопровождающегося растяжением материала сварного шва. Локальные напряжения возникают также в зоне дефектов шва (непро-вары, подрезы, рыхлоты, включения окислов, шлаков и т. д.). [c.153]

Покровная эмаль отслаивается от грунтовой, если она значительно более тугоплавка и не сплавляется прочно с грунтом. Возможно отслаивание при слишком низком значении коэффициента термического расширения покровной эмали. Большую роль играет толщина слоя чем толще слой эмали, тем сильнее развиваются в нем напряжения во время охлаждения. Неравномерная толщина слоя, местные утолщения, натеки, наплывы часто приводят к отслаиванию покровной эмали. [c.263]

Наличие дополнительных элементов влияет на свариваемость сталей, и поэтому в ряде случаев для их сварки применяют специальную технологию. На свариваемость сталей наибольшее влияние оказывает содержание в ней углерода. Сталь с содержанием углерода свыше 0,3% склонна к образованию горячих, а также холодных трещин при охлаждении после сварки. Причиной образования горячих трещин при сварке является разрушение хрупких межкристаллитных прослоек под действием внутренних напряжений. Образованию хрупких прослоек в стали способствует повышенное содержание углерода. С увеличением содержания углерода значительно повышается склонность стали к мартенситным превращениям (закалке). Превращение аустенита в мартенсит при охлаждении металла после сварки сопровождается изменениями объема металла, вызывая местные собственные напряжения, приводящие к холодным трещинам. Повышенная скорость охлаждения металла после сварки способствует образованию мартенсита в металле шва и приводит к трещинообразованию. Трещины возникают как в металле шва, так и в околошовной зоне. [c.96]

Для сохранения зазора равномерным необходимо при конструировании так располагать элементы изделия и выбирать такие материалы, чтобы в процессе нагрева при смещении отдельных элементов изделия зазор изменялся незначительно и не нарушались условия капиллярного течения расплавленного припоя. При пайке разнородных материалов зазор при сборке необходимо предусмотреть таким, чтобы в процессе нагрева он принял заданную величину. При охлаждении паяных соединений из разнородных материалов могут возникать внутренние напряжения ввиду различия коэффициентов линейного расширения. Эти напряжения могут вызвать деформации и даже местные разрушения. [c.100]

Основными причинами возникновения напряжений в сварных соединениях являются неравномерное нагревание металла при сварке, литейная усадка наплавленного металла и структурные превращения в затвердевающем металле при охлаждении. Металлы при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Сварка плавлением характеризуется местным нагревом [c.22]

Трещины возникают при закалке в тех сл шаях, когда внутренние растягивающие напряжения 1 рода превышают сопротивление стали отрыву Трещины образуются при температурах ниже точки Мн, чаще после охлаждения. Склонность к образованию трещин возрастает с увеличением в стали содержания углерода Кроме того, трещины образуются в изделии из-за концентраторов напряжений (резкое из.менение формы сечения - местные углубления, выступы.отверстия и т.д.). Трещины - неустранимый дефект. [c.71]

Технологические напуски назначают на тех участках отливки, которые получить способами литья трудно или невозможно. Технологический напуск местное или неравномерное увеличение тела отливки по сравнению с чертежом литой детали с нормативными припусками на обработку, вызванное особенностями литейной технологии. К технологическим напускам относятся пополнения, обеспечивающие направленную кристаллизацию отливки пополнения, сглаживающие местные углубления и выступы пополнения и стяжки, компенсирующие искажение конфигурации отливки под влиянием напряжений, возникающих при охлаждении непроливаемые отверстия усадочные ребра формовочные уклоны. [c.428]

Существует несколько теорий, объясняющих механизм мартенситного превращения. По одной из них для мартенситного превращения существенное значение имеют термические напряжения, возникающие при охлаждении и вызывающие местную сдвиговую пластическую деформацию. При температуре начала мартенситного превращения происходит пластический микросдвиг, заключающийся в смещении атомов решетке Fe и перестройке ее в решетку Fe (С) в плоскости сдвига и примыкающих к ней областях. В этом случае по обе стороны от плоскости сдвига атомы железа получают дополнительную кинетическую энергию для бездиффузион-ной перестройки кристаллических решеток. [c.155]

Столь большая скорость роста кристаллов не может быть объяснена тенловым движением, тем более что мартенситное превращение, как показали опыты, наблюдается и вблизи абсолютного нуля, когда тепловое движение в значительной степени подавлено. Для мартенситного превращения существенное значение имеют напряжения, возникающие при охлаждении и вызывающие местную пластическую деформацию — сдвиг. [c.193]

Термические напряжения в основном и усадочные напряжения в наплавленном металле при жестком закреплении свариваемых деталей. Структурные напряжения при сварке закаливающихся сталей в зоне термического влияния, связанные с расширением металла при охлаждении. Содержание в металле серы (свыше 0,04%) или ее местные сосредоточения. Увеличенное содержание в металле фосфора (свыше 0,04%), способствующего трещинообразо-ванию в холодном состоянии. Дефекты сварки и сосредоточение швов на небольшом участке изделия, вызывающее местные повышения напряжения. Неправильная техника сварки [c.282]

Условием возникновения внутренних остаточных напряжений термического происхождения, как это сформулировал И. А. Одинг [1], является неоднородность объемных изменений металла при охлаждении. Один из наиболее ярких примеров, иллюстрирующих это положение, представляет собой рассматриваемое явление. Пластическое сжатие металла в зоне задевания во второй стадии можно считать объемной неоднородностью , которая приводит к образованию внутренних остаточных напряжений. Местное уменьшение размеров этой зоны при охлаждении представит собой как бы дополнительную упругую связь, вызывающую дополнительный изгибающий момент реакции возвращению детали к исходной форме. Можно заметить, что при полном охлаждении внутренние остаточные осевые напряжения на наружной поверхности зоны задевания будут растягивающими. Асимметричность их распределения согласуется с направлением выпуклости, обратной деформации детали. Максимальные растягивающие напряжения -Ьзосттах возникают на поверхности задевания. Величина их различна и зависит от температуры местного нагрева и жесткости детали. В практике наблюдались случаи задевания с образованием трещин разрушения [c.68]

При дальнейшем нагреве до температуры Т, они достигают предела текучести (точка А на рис. 58,6), вызывая в процессе повышения температуры до Т уже пластическую деформацию сжатия стержня (линия А-Б). Появляется текучесть металла и <1 + М будет больше, чем d + М в предыдущем случае. Если прекратить нагрев, то при охлаждении напряжения сжатия снижаются (прямая 2), а после их снижения до нуля начнется сокращение длины стержня до точки В (рис. 58,6). Диаметр стержня в том месте, где происходил местный нагрев, увеличится, а длина сократится на величину (А///о) Т2, отмеченную на оси деформаций. К концу полного охлаждения стержень получит остаточную деформацию А/д, которая определяется по формуле А/о = а/оАТ, т.е. остаточное укорочение пропорционально термическому линейному коэффициенту о, длине стержня 0 и температуре нагрева АТ. Остаточных напряжений в металле стержня нет, тгис как он после нагрева со стесненным расширением свободно охлаждался. [c.78]

При конструиробании паяных изделий из разнородных материалов следует иметь в виду, что различия в коэффициентах термического расширения приводят при охлаждении к возникновению в зоне паяного шва внутренних напряжений. Эти напряжения тем выше, чем больше разница между коэффициентами термического расширения соединяемых материалов. Если не учитывать это и не принимать специальных мер с целью уменьшения внутренних напряжений, то последние могут вызвать деформации в паяемом изделии и даже привести к местным разрушениям. [c.150]

При охлаждении в напыленной детали возникает сложное поле остаточных напряжений. Это поле зависит от неравномерного распределения наносимого материала в струс и неравномерного нагрева детали вследствие местного характера действия источника напыления, а также от особенности формы и размеров защищаемой детали. [c.46]

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]

Закалочные трещины и сколы закаленного слоя непосредственно связаны с остаточными напряжениями, но основной причиной здесь является неравномерность структуры, местный перегрев с образованием крупно-нгольчатого мартенсита, дефекты охлаждения, особенно при сложной геометрии детали. Закалка с самоотпуском при этом является совершенно необходимой, хотя [c.15]

Большое влияние на образование термоусталостных трещин оказывает и неоднородная структура, разнородные дефекты и другие подобные явления в поверхностном слое металла. Необходимо учитывать и то, что при резких охлаждениях возникают дополнительно в большом количестве ранзотипные дефекты в металле, которые могут перемещаться, соединяться и т. д. Такие скопления дефектов являются местными концентраторами напряжений, приводящих к ускоренному образованию трещин и пор. Зарождение пор происходит по границам зерен из-за локализации там пластической деформации. [c.237]

Опытное изучение формоизменения при теплосменах проводилось на специально спроектированных и изготовленных установках. В качестве объектов использовались образцы в виде тонкостенных оболочек (трубок) с наружным диаметром 30— 50 мм при толщине стенок 1,2—6 мм. Нагрев образцов на установках осуществлялся токами высокой частоты -чт соответствующих генераторов. Такой способ имеет определенные преимущества при необходимости создания скоростного интенсивного местного нагрева, однако при этом в известной степени ограничивается выбор металла образцов (нагрев материалов со слабыми магнитными свойствами затруднен). Путем сочетания нагрева и охлаждения, которое осуществлялось проточной водой, в образце создавалось температурное поле, характеризующееся значителыным и градиентами, при которых максимальные величины фиктивных термоупругих напряжений в образце могли значительно превосходить значение предела текучести. Внешние закрепления, препятствующие свободному тепловому расширению образца, отсутствовали. [c.235]

Сопряженные части отливки должны иметь примерно равную усадку, получить которую практически можно при равномерной толщине стенок отливки и постепенном переходе от одной толщины к другой. Конструктор должен избегать местных утолщений металла, приводящих к литейным напряжениям. На рисунке 65 слева показана неправильная конст1рук-ция кулачка, а оправа—правильная, с равномерной толщиной стенок. В [результате неправильного соотношения масс металла в ступице и ободе возникла резкая разница в условиях охлаждения и появились трещины А. После изменения конструкции (рис. 65,6) трещины в отливках не появлялись. [c.182]

Тонкостенные отливки. Группа тонкостенных отливок (составы № 9, 10 и 11, табл. 60) отличается значительными габаритными размерами (детали швейных машин, сельскохозяйственного и текстильного машиностроения и т. и.). Эти отливки изготовляются в условиях массового или крупносерийного производства. Химический анализ отливок должен обеспечить, наряду с экономичносуьюи требуемой прочностью, хорошую заполняемость тонкостенных форм большой протяжённости и устранение опасных напряжений в отливках. Особое значение имеет устранение отбеливания в тонких сечениях, подвергаемых значительной механической обработке на больших скоростях резания. В связи с этим в составы этой группы назначается высокое содержание gg (до 3,6 /о) и Si (до 2,8о/о), обеспечивающее значительное выделение графита и хорошую обрабатываемость даже тонких стенок отливки. Содержание фосфора повышается для улучшения заполняемости тонкостенных литейных форм. Несколько повышенное содержание марганца способствует упрочнению структуры, что важно для износостойкости обработанных поверхностей. Содержание серы должно быть возможно низкое для улучшения обрабатываемости и заполняемости формы. В тонкостенных отливках при небольших колебаниях серы в шихте часто получается местное отбеливание, затрудняющее обработку, особенно на автоматах. Для устранения отбела иногда прибегают к кратковременному отжигу отливок (нагрев до 850° С с выдержкой 20—30 мин. и последующее медленное охлаждение) [4, 23]. [c.43]

Отливки из чугуна типа силал оправдали себя в условиях работы, где жаростойкость является основным требованием. Они не выдерживают значительных механических напряжений и трескаются при быстрых местных нагревах и охлаждениях. Состав № 9 рекомендуется для колосников, печных и топочных деталей, для работы при температурах до 850° С. При более высокой температуре происходит отслаивание и даже разрушение отливки (при повышенном содержании углерода и крупных графитных включениях). С увеличе- [c.54]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...