Сплавы Кривые усталости

Здесь же вводится понятие о базе испытаний, указывается, что для образцов из низко- и среднеуглеродистой стали Ып== = 10 и образец, выдержавший базовое число циклов, не разрушится и при любом большем количестве циклов иными словами, Уо=10 принято для металлов и сплавов, кривая усталости которых имеет горизонтальный участок. [c.173]

Корпус шарового шарнира на конце привода закрылка изготовлен из. высокопрочного алюминиевого сплава, кривая усталости для которого приведена па рис. Q8.7. Опасная точка расположена в сплошной цилиндрической части, нагрузки в опасной точке действуют только в осевом направлении. Кривая усталости, приведенная на рис. Q8.7, соответствует средним значениям усталостных характеристик с учетом всех поверхностных эффектов, эффектов концентрации напряжений и т. п. Конструкция должна быть спроектирована, исходя из значения усталостной прочности на За меньше среднего значения. Стандартное отклонение амплитуды напряжения равно 1000 фунт/дюйм для всех значений долговечности. Спектр эксплуатационных нагрузок приведен в таблице. [c.307]

Для высоколегированных сталей с 0 > 1500 МПа, легких сплавов кривые усталости не имеют горизонтального участка и продолжают снижаться (линия А А , обозначенная на рис. 2.2 штриховой линией). Это явление наблюдается и у материалов, имеющих горизонтальный участок кривой, но работающих в условиях коррозии и повышенной температуры. Зависимости между а w N (линии А А- и /41 2 диаграммы) могут быть описаны выражениями (2.1) и подробно рассмотрены в 2.4. [c.37]

База испытания N должна быть не ниже 10-10 для стали и 100 X X 10 циклов для легких сплавов и других цветных металлов, не имеющих горизонтальною участка на кривой усталости (рис. 48, кривая 2). [c.72]

При повышенных температурах даже при очень большом числе циклов кривая усталости не имеет горизонтального участка. Так, для гладких образцов даже при 100 млн. циклов горизонтальный участок не наблюдается. Влияние концентрации напряжений с повышением температуры в общем уменьшается, однако для ряда сталей, по-видимому, опять-таки за счет физико-химических процессов чувствительность к надрезу сплава увеличивается. При температурах порядка 500—бОО С в стали начинаются процессы ползучести, имеющие место также и при переменных нагрузках даже при симметричном цикле. [c.609]

Для многих материалов, в частности для легированных сталей и ряда сплавов цветных металлов, кривая усталости не имеет горизонтального участка. Поэтому для этих материалов нельзя говорить [c.316]

Для случаев, когда кривая усталости не имеет горизонтального участка ( в частности, некоторые легированные стали, сплавы цветных металлов), вводят понятие предела ограниченной выносливости. Это наибольшее значение максимального (по абсолютной величине) напряжения цикла, при действии которого образец еще не разрущается при определенном (задаваемом) числе циклов. Для указанных материалов, согласно ГОСТ 2860—76, принимают Ао=10 циклов. Безусловно, указанные сведения должны быть сообщены учащимся. Особенно обращаем внимание преподавателей на строгое разграничение понятий предел выносливости и предел ограниченной выносли- [c.175]

Кривые усталости для цветных металлов и сплавов и некоторых легированных сталей не имеют горизонтальной асимптоты, и, следовательно, такие материалы могут разрушиться при достаточно большом числе циклов, даже при сравнительно малых напряжениях. [c.550]

Рис. 5.4. Кривые усталости б напряжениях (1) и деформациях (2) при мягком нагружении теплостойкой стали, алюминиевого сплава и хромансиля ЗОХГС (кривые соответственно отмечены буквами а, б, в)

Для легких сплавов, а также для сталей при повышенных температурах и при испытаниях в коррозионных средах кривые усталости не имеют перелома (см. рис. 15.2). [c.249]

При испытании образцов из углеродистых сталей на кривой усталости есть горизонтальный участок. Это означает, что испытываемые образцы, несмотря на длительность испытания, не проявляют склонности к разрушению. Значит, при каком-то числе циклов испытание образцов необходимо прекратить. Это число циклов Nq принято называть базой испытаний. Для стальных образцов jVo = 10 (это продолжительность испытаний примерно 54 ч при 3000 об/мин). У цветных металлов и их сплавов, а также у высокопрочных легированных сталей кривая усталости не имеет горизонтального участка, т. е. имеет ниспадающий характер. Для таких материалов не удается установить такое число циклов, выдержав которое, образец не разрушился бы в дальнейшем. Поэтому в подобных случаях за базу испытаний принимают Nq = 0 . [c.18]

Благодаря статистическому анализу результатов усталостных испытаний сплавов удается выявить некоторые закономерности усталостных свойств титана, которые не удается раскрыть при обычном определении среднего предела выносливости. Следует отметить, что большой разброс данных при циклических испытаниях сплавов заставляет строить полные вероятностные кривые не только для определения гарантированного предела выносливости металла с заданной надежностью (вероятностью) неразрушения, но даже при выборе сплава, так как по средним значениям предела выносливости (при Р-, = Б0 %) может быть выбран один сплав, а по вероятности неразрушения 99,9 % —другой сплав из-за меньшего разброса данных по его долговечности. При статистическом анализе более точно можно подобрать и математическую форму кривой усталости в координатах а—1дЛ/, что дает более точные сведения о пределе выносливости при большом количестве циклов нагружения. Например, при сравнении крупных поковок из сплавов ПТ-ЗВ и ВТ6 среднее значение предела выносливости у первого оказалось на 20 МПа выше, что находится в пределах разброса данных при построении полных вероятностных диаграмм из этих сплавов выяснилось, что сплав ВТ6 по пределу выносливости с вероятностью неразрушения 99,9 % при Л/= 10 цикл превосходит сплав ПТ-ЗВ более чем на 70 МПа. Статистический анализ позволил определить предел выносливости сплава ВТЗ-1 при если при Л/=10 цикл средние пределы были равны 430, 320, 197 МПа (соответственно для гладких образцов и надрезанных при а. =1,4 и . = 2,36), то при N- °° пределы выносливости оказались равными только 312, 217 и 72 МПа [96]. [c.142]

Рис. 14. Вторичные кривые усталости И T]jna для сплава ЛВ

Для построения кривой усталости и определения предела выносливости испытывают не менее 10—15 одинаковых образцов из деформируемых сплавов и не менее 15 из литейных. [c.51]

База испытаний для определения пределов выносливости принимается равной а) 10-10 циклов для металлов и сплавов, имеющих практически горизонтальный участок на кривой усталости б) ЮОХ ХЮ циклов для легких сплавов и других металлов и сплавов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов. [c.51]

Пример. Построить кривые усталости из сплава В95 с различной вероятностью разрушения / =0.5 0,10 и 0,01. Вариационные ряды чисел циклов до излома образцов из сплава В95 приведены в табл. 4. [c.53]

Отмеченное обстоятельство говорит о необходимости определения для каждой рассматриваемой стали или сплава при изучении закономерностей накопления длительных циклических повреждений эффектов знака напряжений при выдержке в исследуемом интервале температур. Такие данные могут быть получены в режимах испытаний типа базовых режимов, показанных на рис. 1.2.1, в—е. При этом оценка повреждений для материалов и режимов нагружений с большим повреждающим эффектом выдержки того или иного знака должна производиться с использованием соответствующей базовой кривой усталости (решим — рис. 1.2.1, б, д), отражающей снижение долговечности при наличии односторонней выдержки. Неучет названных обстоятельств может привести к ошибке порядка до двух и более раз в оценке накопленного усталостного повреждения. [c.36]

На рис. 35 показаны кривые термической усталости литых жаропрочных сплавов. Характерен большой разброс экспериментальных точек, что свойственно литым материалам. Основным компонентом сплавов типа ВЖЛ и ЖС является никель, т. е. это сплавы одного класса, однако область расположения кривых для них значительно шире, чем для деформируемых сплавов. Кривые литых сплавов более пологие, чем деформируемых—(см. табл, 4), что свидетельствует об их превосходстве в области больших значений [c.62]

Одним из способов вероятностной оценки характеристик сопротивления усталости на больших долговечностях является использование формированных методов испытаний. Применительно к образцам различных размеров и с различной степенью концентрации напряжений и натурным элементам конструкций из магниевых, алюминиевых и титановых сплавов форсирование может быть обеспечено испытанием объектов при одном — трех относительно высоких уровнях амплитуд напряжений, соответствующих долговечностям 5 10 — 5х X 10 циклов, с последующей графической или аналитической экстраполяцией кривых усталости в область требуемой долговечности (10 —10 циклов). [c.26]

Предлагаемый метод форсированных испытаний базируется на следующем экспериментально обоснованном уравнении кривой усталости для образцов и натурных крупноразмерных элементов конструкций из указанных сплавов [1, 2], удовлетворительно описывающем экспериментальные данные как по окончательному разрушению, так и по образованию микротрещины усталости заданного размера [c.26]

В двойных логарифмических координатах кривая усталости для сталей при нормальной и повышенной температурах и жаропрочных сплавов на никелевой основе при температуре старения сплава и выше этой температуры хорошо аппроксимируется прямыми [c.62]

На основе результатов испытаний легких сплавов, кривые усталости которых не имеют горизонтальных участков (образцы из сплавов АВ, iMJ15 и ВМ65-1), сделан вывод, [130], что метод В. С. Ива- [c.84]

Метод ступенчатого нагружения п6 Докати (ГОСТ 19533—74) предназначается для ориентировочной оценки пределов выносливости образцов и изделий машиностроения из металлов и сплавов, кривые усталости которых имеют горизонтальный участок, т. е. разность Пределов выносливости на базах и 10 не превышает точности их оценки. Метод не может быть применен для ускоренной оценки предела выносливости образцов и изделий при испытании на ударную, контактную и термическую усталость. Предел выносливости определяют при ступенчатом увеличении нагрузки, используя не менее трех образцов (для усреднения полученных оценок). По результатам испытаний по ГОСТ 19533—74 подсчитывают сумму относительных долговечностей 2(П 7М), где значения долговечностей N1 принимают из семейства предположительных кривых усталости, выбранных из имеющихся экспериментальных данных. Образец или деталь нагружают начальным напряжением Оо и испытывают в течение По циклов. Далее без пауз напрялсение увеличивают на До до 01 и продолжают испытания при этом уровне напряжений в тече- [c.230]

Для материалов, из которых изготовляют лопатки турбин, при-рабочих температурах (до температуры старения) кривая усталости характеризуется практически постоянным рассеянием логарифмов долговечностей, как это в качестве примера показано на рис. 3.1 Гдля сплава ХН62МВКЮ ( S igATp=0,4). При температурах, превышающих температуру старения сплава, кривая усталости имеет перелом. Правый участок этой кривой более наклонный, чем левый. На рис. 3.12 для иллюстрации приведены результаты испытаний на усталость сплава ХН77ТЮР при 800° С (температура старения 700° G). Результаты испытаний ряда жаропрочных сплавов при повышенных температурах приведены в табл. 3.1. [c.114]

При повышенной температуре кривые усталости для сталей ана--логичны кривым усталости для жаропрочных сплавов. Кривая усталости стали 40ХН2МА, испытанной при 50СР С, представляет со- [c.117]

По мере уменьшения максимального напряжения цикла долговечность всех материалов возрастает. При этом у сталей и некоторых цветных сплавов кривая усталости асимптотически приближается к прямой, параллельной оси абсцисс (рис. 137, кривая /). Ордината, соответствующая постоянному значению Ощах, и есть предел выносливости таких материалов — наибольшее напряжение, которое не вызывает разрушения при любом числе циклов N. Наиболее просто определяется Од при использовании логарифмического масштаба (рис. 137,6). Удобно оценивать од и по кривым в координатах Отят —1/Л (рис. 137,в). Здесь величину предела выносливости определяют, экстраполируя кривую в точку ее пересечения с осью ординат, где 1/Ы=0. Этот способ особенно целесообразно использовать для приближенной оценки (Тд по результатам испытания небольшого числа образцов. [c.285]

Многие металлы (обычно цветные и их сплавы) не имеют горизонтального участка на кривой усталости. В этом случае определяют ограниченный предел выносливости — иаибольн1ее напряжение, которое выдерживает металла (силав) в течение заданного числа циклов иа1 ружения. [c.72]

А. Вёлер ввел понятие о физическом пределе выносливости — максимальном циклическом напряжении, при котором нагрузка может быть приложена неограниченное число раз, не вызывая разрушения при выбранной базе (числе циклов до разрушения К). Для металлических материалов, не имеющих физического предела выносливости, предел выноашлости (7ц - значение максимального по абсолютной величине напряжения цикла, соответствующее задаваемой долговечности (числу циклов до разрушения). Для металлов и сплавов, проявляющих физический предел выносливости, принята база испытаний Ю циклов, а для материалов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, - 10 циклов (рис. 2). Первый тип кривой особенно характерен для ОЦК - металлов и сплавов, хотя может наблюдаться при определенных условиях у всех металлических материалов с любым типом кристаллической решетки, второй тип -преимущесгвеипо у П (К - металлов и сплавов (алюминиевые сплавы, медные сплавы и др.). N(11 и N( 2 на рис.2 обозначают базовые числа циклов нагружения. На рис. 3 представлены основные параметры цикла при несимметричном нагружении и возможные варианты циклов при испытаниях на усталость. [c.7]

На рис. 54 приведено поле разброса данных по долговечности сплавов ВТ6С в зависимости от амплитуды общей деформации Ае/2. Анализ результатов испытаний других титановых сплавов с однотипной структурой показал, что значения долговечностей достаточно хорошо ложатся в полосу разброса данных, приведенных на рис. 54. Это свидетельствует о том, что для изученных титановых сплавов с однотипной структурой существует единая кривая усталости при жестком нагружении. [c.94]

Из изложенного следует, что в определенной части пластически деформированной зоны у вершины концентратора при пульсирующем нагружении (/7 = 0) может возникать знакопеременный цикл деформации материала. На рис. 60 показана кривая усталости круглых надрезанных образцов сплавов ВТ5-1, ПТ-ЗВ и ОТ4-ОУ с радиусом надреза г= 0,1 мм (с//0 = 0,707). Видно, что усталостная прочность надрезанных образцбв может существенно повышаться по сравнению с прочностью гладких. Такое повышение присуще только определенной начальной области долговечности находящейся при принятой геометрии надреза в [c.99]

Рис. 60. Кривые усталости надрезаннь1Х 1—3) и гладких (7 —3 ) образцов сплавов при пульсирующем растяжении-(Я = 0)

Другой важный фактор, в значительной степени определяющий чувствительность к коррозионной среде,—наличие на поверхности образцов концентраторов напряжений. В вершинах концентраторов напряжений при малоцикловом нагружении создаются условия для образования глубоких трещин с малым раскрытием, в которых происходит подкисление внутрищелевого раствора и его глубокая деаэрация. Указанные условия препятствуют или затрудняют процесс репассивации, в результате чего процесс коррозионного разрушения активизируется. На рис. 71 показано влияние концентрации напряжений на малоцикловую долговечность сплава ВТ5-1 при Я = 0 в коррозионной среде ( ном 0,9о. ) образцов с радиусом надреза 0,01 0,1 0,5 1,2 и 6,0 мм. Во всех случаях отношение диаметра образца в надрезе г/ к диаметру вне надреза оставалось постоянным и равнялось 0,707 при г/=9 мм. Указанным радиусам соответствовал теоретический коэффициент концентрации напряжений, соответственно равный 13,5 5,2 4,2 2,8 и 2,0. По оси абсцисс на рис 71 отложена долговечность соответствующая точке пересечения кривой усталости надрезанных образцов с кривой усталости гладких образцов. Как видно из рис. 71, даже при проведении испытаний чувствительного к коррозионной среде сплава ВТ5-1 при наличии концентра- [c.116]

Рис. 89. Кривые усталости гладких образцов (Я = 0) сплава ВТб с поверхностным гаэонасыщенным слоем при испытании на воздухе (1) и в 3 %-ном растворе N30 (2)

Исследование одновременного воздействия коррозионной среды и контактного трения на усталостную прочность титанового сплава ВТ6 с 0 = 800- 860 МПа изучено авторами работы [159]. Из кованых заготовок вырезали специальные образцы диаметром рабочей части 20 мм, моделирующие ось с напрессованными втулками. Моделировали два типа закрепления втулок конические напрессованные, передающие изгибающий момент, и цилиндрические, не передающие его. Материалом для втулок служили титановые сплавы ВТ6 (03 = 830 МПа), ПТ-ЗВ ( 3 = 730 МПа) и ВТ1 (а = 580 МПа). Запрессовку втулок производили с различным контактным давлением. Усталостные испытания вели на воздухе и в 3 %-ном растворе МаС1. Обкатывание подлежащих запрессовке частей конических и цилиндрических образцов выполняли с помощью шарикового приспособления при следующих режимах усилие обкатки Я=2000 Н, диаметр шарика 0= 10 мм скорость обкатки 350 об/мин, число проходов два. Кривые усталости образцов с напрессованными втулками, передающими изгибающий момент, при различных контактных давлениях представлены на рис. 101. Предел выносливости гладких образцов без напрессовки втулок был равен 380 МПа при испытании на воздухе и в коррозионной среде. (Напрессовка втулок на неупрочненные 162 [c.162]

Рис. 101. Кривые усталости образцов сплава ВТв с напрессованными втупками контактным давлением 60 МПа (а) и 160 МПа (б) при испытании

Рис. 1.19. Сопоставление экспериментальных данных (точки) с прогаозом по формулам механики разрушения для кривой усталости при разной глубине а, начальной трещины в образцах из литейного алюминиевого сплава 6082 (Al-Mg-Si) с поверхностью (S ) после литья и (SP) с полированной поверхностью [101]

По методу В. С. Ивановой [2J кривая поврежденностн металлов может быгь установлена по имеющимся кривым усталости без проведения каких-либо дополнительных экспериментов. Линия начала образования субмикроскопических трещин, которая и представляет кривую поврежденностн, параллельна линии разрушения и смещена по оси ординат на постоянную величину при испытании на усталость в условиях кручения и на величину 2 при изгибе. Поскольку численная величина для различных металлов и сплавов известна и может быть с достаточной для практики точностью для стали приня- [c.34]

Рис. 2. Кривые усталости образцов и лломентов конструкций с полированной поверхностью из сплава АВ для Р = 0,5

Для построения семейства кривых усталости равной вероятности разрушения (квантильных кривых) воспользуемся инвариантностью коэффициента вариации предела выносливости и базовой долговечности, ранее установленной для гладких и надрезанных образцов различных размеров из легких сплавов [2, 4]. В этом случае семейство кривых усталости может быть представлено системой лучей, выходящих из общей точки С, как это схематично показано на рис. 4 (ось X направлена слева направо), а уравнение кривой равной вероят- [c.28]

Представление кривой усталости в двойных логарифмических координатах в линейной форме оказалось весьма удобным и широко используется, в частности при вероятностных расчетах. Соответствующее экспериментальное подтверждение такой формы кривой усталости для я<аропрочных сплавов при повышенной температуре рассматривалось впервые в работе [31. [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...