Напряжения в в отливках

На величину остаточных напряжений, возникающих в отливках от неравномерного охлаждения их в форме, влияют конструкция деталей, температурные поля в них, свойства материала. Основное влияние оказывает не абсолютная разница температур в разных частях отливки, а характер их изменения по сечению. Так, при распределении температуры в сечении отливки по линейному закону напряжения в ней отсутствуют. На величину остаточных напряжений оказывает влияние скорость охлаждения отливки, особенно при температурах, соответствующих переходу металла из пластического в упругое состояние. Для чугуна этот температурный интервал равен 400—700° С. Изменение скорости охлаждения отливки при температурах ниже и выше этого интервала практически не сказывается на величине остаточных напряжений. Ускорение охлаждения отливки в этом интервале увеличивает остаточные напряжения от температурных перепадов по толщине стенки. [c.281]

Внутренние напряжения существенно влияют на точность обработки деталей. При снятии слоя металла с детали, в которой имеются внутренние напряжения, происходит деформация (коробление) детали вследствие перераспределения напряжений. В приборостроении могут подвергаться деформации после механической обработки детали сложной конфигурации, изготовленные из литейных сплавов. Положение осложняется еще тем обстоятельством, что перераспределение напряжений происходит также и в дальнейшем в процессе эксплуатации детали в приборе. Поэтому технологический процесс изготовления таких деталей должен предусматривать мероприятия по снятию внутренних напряжений в заготовках. Для этой цели применяются стабилизирующий отпуск или стабилизация. В некоторых случаях для деталей приборов, работающих в широком диапазоне температур (авиационные приборы), приходится вводить в технологию двойную стабилизацию — после получения отливки и после предварительной обработки на плюсовую и минусовую температуру. Термической обработке после предварительной обработки подвергаются в основном детали, заготовки которых получены литьем в землю и припуск на черновую обработку достигает 2—3 мм. [c.33]

Если отжиг предназначается и для снятия напряжений (например, в отливках сложной конфигурации), медленное охлаждение с печью проводят почти до комнатной температуры. [c.195]

Релаксация напряжений в результате химического равновесия возможна только при относительно малых размерах молекул силана или цепей полимера на поверхности раздела. Поэтому при большой отливке термореактивной, модифицированной силаном смолы на стеклянном блоке происходит разрушение стекла в процессе циклического воздействия температуры, а та же смола в композите на основе стеклянного волокна или мелкодисперсного минерального наполнителя не вызывает растрескивания материала. Испытания на стеклянных прутках или блоках, вмонтированных в массу полимера, не воспроизводят условий, существующих на поверхности раздела в полимерных композитах, армированных стеклянным волокном. [c.212]

Условия застывания расплавленного чугуна также влияют на прочность, и их тоже нужно учитывать при конструировании. Известно, что при охлаждении отливок происходят усадки и возникают литейные (остаточные) напряжения. Они нередко приводят к последующему, порой значительному короблению деталей. Напряжения, возникающие в отливках, в естественных условиях выравниваются, или, как говорят, снимаются, очень медленно для -крупных и сложных станин на это требуется несколько месяцев. Чтобы не тормозить производство, отливки иногда передают из литейного цеха на механическую обработку, не дав им даже как следует остыть. Это кончается не всегда благополучно. Собранные из таких деталей узлы и машины, особенно если отливки сложные, через некоторое время отказываются работать. А при выяснении причин разладки оказывается, что естественное выравнивание литейных напряжений привело к короблению деталей, подшипники перекосились, шипы заклинились и валы не повернешь. [c.181]

Как видно из сравнения, в первом случае напряжение будет меньше в 24 раза и погонный угол закручивания меньше в 195 раз, чем во втором случае. Столь большая разница в прочности и в жесткости объясняется различным распределением напряжений. В замкнутой отливке напряжения по толщине стенки одного знака и примерно одной величины, причем поток напряжений обходит поперечное сечение кругом. В незамкнутой отливке напряжение по толщине стенки изменяет величину и знак по закону треугольника, причем в середине стенки напряжение равно нулю. В первом случае суммарный крутящий момент напряжений в сечении будет равен моменту двух пар сил, действующих в параллельных противоположных стенках (горизонтальных и вертикальных). Плечо каждой пары равно расстоянию между серединами противоположных стенок. [c.196]

Изгиб стенок отливок. В пустотелых отливках весьма нежелательны изгибы стенок, карманы, уступы и т. д., так как это приводит к искривлению силовых потоков, идущих по стенке, к дополнительной деформации и дополнительному напряжению. Следует придерживаться правила, что стенка отливки, расположенная между двумя силовыми узлами, не должна иметь уступов, изгибов и переломов. Приведем несколько примеров. [c.198]

Внутренние напряжения в отбелённых отливках весьма велики. Их распределение на экспериментальных отливках закалённых вал- [c.65]

Определение податливости формовочного материала. Податливостью называется способность формовочного материала сокращаться в объёме и перемещаться под действием сил, сжимающих стержень при охлаждении и сокращении объёма отливки. Для определения степени податливости на испытуемый образец накладывают грузовую шайбу определённого веса. Верхнюю плоскость шайбы приводят в соприкосновение с кварцевым прутком, соединённым с дилатометром. На образец спускается муфель, предварительно нагретый до степени, соответствующей температуре сплава, для заливки которого предназначается материал. Мерой податливости принимают время, которое необходимо, чтобы высота образца под действием температуры печи и веса шайбы сократилась на 3,5 мм (7 /о от первоначальной высоты образца). Чем продолжительнее это время, тем меньше податливость смеси и тем выше вероятность образования в отливках горячих трещин и больших внутренних напряжений. [c.84]

Фиг. 18. Влияние температуры нагрева на снятие остаточных напряжений в чугунных отливках.

Литейные напряжения образуются в отливках вследствие неравномерного остывания отдельных частей или данного сечения отливки и неодинаковой степени торможения линейной усадки. Величина этих напряжений в чугуне с шаровидным графитом значительно превышает величину напряжений в отливках из серого чугуна с пластинчатым графитом. Это объясняется в основном тем, что чугун с шаровидным графитом в сравнении с серым чугуном имеет более высокие значения модуля упругости и более низкую теплопроводность. [c.156]

Остаточные литейные напряжения образуются в отливках после перехода чугуна из области пластических в область упругих деформаций. Если после перехода в область упругих деформаций градиент температур в массивных и тонких частях от- [c.156]

Остаточные напряжения, возникнув в отливке, не остаются постоянными, а изменяются с течением времени за счет протекания пластических деформаций. Переход упругой деформации в пластическую сопровождается снижением уровня литейных напряжений (рис. [c.157]

В соответствии с представлениями о действии энергии на машину при ее эксплуатации на рис. 1 показана схема формирования показателей надежности сложной системы. Энергия, действующая на машину при ее эксплуатации W, слагается из воздействия энергии окружающей среды Wi, энергии рабочих процессов машины, потенциальной энергии технологических процессов (например, напряжения, накопленные в отливке) Wi и энергии воздействия на машину при ее ремонте и техническом обслуживании W4. Проявляясь в механической, тепловой, химической, электромагнитной и других формах, энергия IV определяет условия работы машины и ее элементов — возникающие нагрузки, напряжения, температуры, скорости и ускорения, химические воздействия, электромагнитные силы и др. [c.89]

Отжиг Т2 Для снятия внутренних напряжений. Применяется в отливках из сплавов Мл2, МлЗ и Мл7-1, а также для отливок из сплавов Мл4, Мл5, Млб, если они не подвергаются упрочняющей термической обработке. Производится при температуре 300—350° С [c.293]

Легирующие элементы, образующие когерентные фазы в стали, часто присутствуют в ней в виде неметаллических частиц, таких, как окислы, фториды, сульфиды или силикаты, которые способствуют возникновению напряжений в матрице и увеличивают тенденцию к разрушению. Они могут представлять собой частички шлака, могут быть продуктами окисления специально вводимых материалов или могут образоваться в результате реакции неметаллических примесей (таких, как сера) с железом. Они почти всегда вредны. Задачей сталелитейного производства является уменьшение их размера и числа. Содержание серы, которая образует наиболее опасные включения, должно быть минимальным. Количество окислов можно уменьшить применением соответствующей технологии наведения шлаков, выдержки, отливки и очистки слитков. Качество стали, имеющей много неметаллических включений различного типа и размера, может быть улучшено в результате применения различных методов получения, которые в смысле их положительного влияния можно расположить в таком порядке открытая плавка, электродуговая плавка, высокочастотная плавка, электрошлаковый переплав, вакуумный дуговой переплав и электронно-лучевая очистка. Однако большинство этих процессов дорогие и малопроизводительные. Включения редко однородно распределяются в слитке и концентрируются обычно в донной (или в верхней части пористых слитков) части изложницы, так как имеет место перемешивание и разбрызгивание при заливке сверху. Поэтому количество их будет минимально, если отбросить верхнюю и нижнюю части металл -ческого слитка. [c.55]

Детали, которые изготавливают литьем, должны быть сконструированы таким образом, чтобы их было легко отливать. Должна быть обеспечена возможность легкого извлечения модели из литейной формы и удаления стержней из стержневых ящиков. Необходимо также обеспечить прочность стержней, чтобы они не разрушались под действием собственного веса и не всплывали бы в момент заливки формы жидким металлом. Кроме того, стержень должен гарантировать, что большие массы жидкого металла не будут удерживаться между уже затвердевшими участка,ми. Если это требование не выполняется, то последние затвердевшие части отливки будут сжиматься и вызывать сморщивание поверхности, образование внутренних пустот или появление трещин в результате возникновения растягивающих напряжений при охлаждении. В случае если имеется большой изолированный объем, решить проблему одновременного затвердевания всей отливки можно введением дополнительных стержней и улучшением подачи жидкого металла, или, если это невозможно, помещением в литейную форму металлического холодильника. Положительным при литье является тот факт, что термические напряжения литых изделий [c.207]

Для снятия литейных напряжений и стабилизации размеров чугунные отливки отжигают при 500—600 "С. В зависимости от формы и размеров отливки выдержка при температуре отжига составляет 2—10 ч. Охлаждение после отжига медленное, вместе с печью. После такой обработки механические свойства изменяются мало, а внутренние напряжения снижаются на 80—90 %. Иногда для снятия напряжений в чугунных отливках применяют естественное старение чугуна выдержку их на складе в течение 6—10 месяцев такая выдержка снижает напряжения на 40—50 %. [c.149]

К внутренним напряжениям первого рода относятся термические напряжения, получающиеся при быстром охлаждении с высоких температур деталей сложной формы, что вызвано неоднородностью пластической деформации, вызываемой объемными измерениями вследствие разницы температур в разных частях детали-. К ним относятся, например, термические напряжения при нагреве и закалке стали или литейные напряжения в чугунных отливках. После механической обработки литейные напряжения благодаря удалению наиболее напряженных поверхностных слоев вызывают коробление или деформацию. [c.77]

Форма отверстий в отливках оказывает влияние на технологичность, концентрацию напряжений и, следовательно, прочность отливки. На рис. 30 и 31 приведены варианты выполнения отверстий в стенках отливок, обеспечивающие наименьшую потерю прочности и снижение концентрации напряжений в отливках. [c.36]

Литейные напряжения образуются в отливках в результате усадки и неравномерного остывания ее отдельных частей и являются причиной образования горячих и холодных трещин. Затрудненная усадка вызывает повышенную склонность отливки к образованию горячих трещин. [c.431]

Остаточные напряжения, возникающие в отливке, при взаимодействии с формой во время затвердевания и охлаждения. [c.913]

Значительные остаточные напряжения возникают в отливках и полуфабрикатах, неравномерно охлаждающихся после проката или ковки, в холоднодеформированных полуфабрикатах или заготовках, в прутках в процессе правки, в сварных соединениях, при закалке и т.п. [c.154]

В промышленных конструкциях электрооборудования с изоляцией сжатыми газами для снижения эффекта газовых полостей в области контактной поверхности (краевого эффекта) применяют внутренние и наружные экраны у электродов или изоляторы конусной формы. Внутренние и наружные экраны (рис. 3.20, а и б) снижают напряженности поля в газовых полостях в месте прилегания изолятора (диэлектрика) к электродам. Предпочтительна внутренняя экранировка, выполненная в процессе отливки изолятора. В этом случае при хорошей заливке отсутствуют газовые полости между поверхностями диэлектрика и экрана. В случае применения конусных изоляторов (рис. 3.20, в) силовые линии поля проходят через диэлектрик только на коротком отрезке, поэтому поле в газовых полостях возрастает незначительно по сравнению с полем в газе вблизи диэлектрика в остальной его части. Если указанными мероприятиями удается влияние краевого эффекта свести к нулю, то расчет напряжения перекрытия можно вести исходя из разрядных напряженностей на поверхности диэлектрика, чис- [c.55]

Статические нагрузки (70—80% от ав) используются для снятия остаточных напряжений в ответственных отливках из чугуна. Этим способом удается весьма эффективно стабилизировать коробление чугунных отливок. Такой способ может оказаться эквивалентным по эффективности естественному старению в течение 6—9 месяцев [20. [c.291]

К внутренним напряжениям, образующимся в отливках, относятся усадочные (получающиеся за счет затрудненной усадки), тепловые (возникающие из-за неравномерного охлаждения тонких и толстых частей отливки) и фазовые (связанные с изменением структуры сплава и размеров кристаллов, что приводит к изменению объема отливки). [c.189]

Так как в процессе затвердевания и охлаждения в форме структура стальных отливок получается крупнозернистой, то фасонные стальные отливки обязательно подвергают отжигу, который уничтожает внутренние напряжения, получающиеся в отливках в процессе затвердевания и охлаждения, измельчает зерно и улучшает механические свойства. [c.221]

Для уменьшения литейных напряжений, возникающих в отливке в процессе ее усадки, увеличивают податливость форм и стержней и делают их пустотелыми со шлаковой набивкой. [c.152]

Медленное охлаждение, особенно легированных сталей, склонных к отпускной хрупкости, следует проводить до температуры 500—600° С. После распада аустенита в перлитной области дальнейшее охлаждение можно ускорять и выполнять даже на воздухе. Это не только сокращает длительность технологического процесса, но и уменьшает возможность развития отпускной хрупкости. Если отжиг предназначается и для снятия напряжений, например в отливках сложной конфигурации, медленное охлаждение с печью проводят почти до комнатной температуры. [c.208]

Охлаждение, особенно деформированных легированных сталей, склонных к образованию флокенов, следует проводить особенно медленно и часто по сложным режимам. Если отжиг предназначается и для снятия напряжений, например в отливках сложной конфигурации, медленное охлаждение с печью проводят почти до нормальной температуры. [c.223]

Причины образования усадочные напряжения, возникшие в отливке при резкой разностенности ее, при недостаточной податливости формы и стержней, при неправильном подводе металла, при чрезмерно высоких температуре и скорости заливки, при несоблюдении установленного режима охлаждения отливки небрежная укладка отливок в печи при термической обработке [c.145]

Однако, так как стенки соединены и отливка представляет собой жесткую систему, ее усадка будет происходить по средней кривой БАВ. Так как металл в обеих стенках перешел в упругое состояние, в них возникнут упругие деформации, обратные по знаку, но равные по величине, пластическим деформациям, так как ВВ = = ЛЛ, и ВВ< = ЛЛг. При этом в тонкой стенке возникают внутренние напряжения сжатия, а в толстой — напряжения растяжения. Величина напряжений возрастает с увеличением модуля упругости материала. Поэтому внутренние напряжения в стальных отливках оказываются в два раза выше, чем в чугунных. [c.234]

Наибольших величин внутренние напряжения достигают в отливках, имеющих сложные конструктивные формы с резкими переходами [c.234]

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 1СВ по АЗТМ и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии ударная вязкость КСУ 4д при пониженной температуре составляла 12 Дж/см , относительное удлинение 8 — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. На гболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса. [c.52]

Модифицирование конструкционных чугу-нов применяется а) для получения наиболее высоких показателей прочности (а = 30— 40 к2/а<ц2) в сочетании с хорошей обрабатываемостью в различных сечениях отливки термообработкой (закалка и отпуск) достигается дополнительное улучшение свойств чугуна (повышается а/, до 50 кг1мм ) б) для получения однородности свойств в различных частях отливок, отличающихся резкими переходами в сечениях (независимо от показателей прочности) в) для повышения износоустойчивости отливок г) для уменьшения роста чугуна при нагревах д) для повышения плотности отливок е) для снижения внутренних напряжений в отливках ж) для повышения коррозионной стойкости з) для предотвращения образования сетчатой структуры графита с дендритной ориентацией включений (в частности при высоких температурах выпуска и заливки жидкого металла, при высоком содержании стали в шихте и при наличии тонких сечений в отливках). [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...