Отливки Напряжения остаточные

Если заготовки из одного и того же материала получать различными способами (литье, обработка давлением, сварка), то они будут обладать неидентичными свойствами, т. к. в процессе изготовления заготовки происходит изменение свойств материала. Так, литой металл характеризуется относительно большим размером зерен, неоднородностью химического состава и механических свойств по сечению отливки, наличием остаточных напряжений и т. д. Металл после обработки давлением имеет мелкозернистую структуру, определенную направленность расположения зерен (волокнистость). После холодной обработки давлением возникает наклеп. Холоднокатаный металл прочнее литого в 1,5...3,0 раза. Пластическая деформация металла приводит к анизотропии свойств прочность вдоль волокон примерно на 10... 15 % выше, чем в поперечном направлении. [c.26]

Причины нестабильности геометрической формы, размеров и физико-механических свойств металлических деталей. Причинами нестабильности геометрических свойств металлических деталей в основном являются наличие и постепенная релаксация внутренних напряжений и структурная нестабильность. Так, например, непостоянство размеров некоторых деталей машин (специальных осей, подпятников и т. п.), имеющих простую форму и высокую твердость, определяется преимущественно структурным фактором. На стабильность размеров деталей типа корпусов, каркасов, тонкостенных обечаек и т. п., имеющих сложную форму, часто недостаточную жесткость, основное влияние оказывают остаточные внутренние напряжения. Остаточные внутренние напряжения подразделяются (в порядке убывающей значимости) на фазовые или структурные, тепловые (термические), первичные усадочные (в отливках), возникающие в результате механического наклепа и вследствие химического воздействия на поверхность детали. Существенное влияние на стабильность размеров могут оказывать микроскопические напряжения первого рода. Дополнительное влияние на размеры могут оказывать напряжения второго рода, уравновешивающиеся в масштабе отдельных зерен в тех случаях, когда микронапряжения обладают общей ориентировкой (т. е. не погашаются взаимно вследствие противоположной направленности). [c.405]

Низкотемпературный отжиг (искусственное старение) применяют для снижения в отливках внутренних остаточных напряжений, возникающих вследствие неодновременного перехода различных частей отливки из области пластических в область упругих деформаций. [c.29]

Наличие остаточных напряжений. Остаточные напряжения практически существуют почти во всех деталях механизмов и машин и появляются в процессе производства и эксплуатации конструкции. Они возникают при отливке, механической и поверхностной термообработке деталей, при химической и электролитической обработке их поверхностей. [c.127]

В результате отжига в отливках уменьшаются остаточные растягивающие напряжения, особенно опасные при объемно-напряженном состоянии (что позволяет повысить допустимые внешние нагрузки на детали в процессе эксплуатации), повышается сопротивляемость усталости и ударным нагрузкам, снижается склонность к хрупкому разрушению, межкристаллитной коррозии, стабилизируются размеры и предотвращается коро( ение и поводка деталей. [c.449]

Упрочнение и стабилизация материала детали за счет принудительной пластической деформации. вызываемой термическими напряжениями при быстром нагреве. Метод не применяется в случае наличия в отливке больших остаточных напряжений [c.521]

Закономерности возникновения и распределения остаточных напряжений по сечению отливки имеют тот же характер, что и при остывании детали после нагрева. Остановимся на некоторых специфических особенностях формирования остаточных напряжений применительно к отливкам. Величина остаточных напряжений, возникающих в отливках, зависит от трех основных факторов неравномерного охлаждения отливок, сопротивления формы усадке металла и разницы в коэффициентах температурного расширения разных частей отливки. [c.280]

В первой позиции начерно фрезеруется верхняя плоскость. Чистовая обработка за одну установку не производится, так как при этом возможно, коробление отливки вследствие остаточных напряжений. После разворота заготовки на поворотном столе на 180° во второй позиции осуществляется черновое и получистовое фрезерование нижней плоскости. После этого головка снова поворачивается на 180°, чтобы в следующей позиции начисто отфрезеровать верхнюю плоскость. Поворотный барабан разворачивает заготовку под базовые отверстия, выполняемые в IV позиции. Ввиду необходимости соблюдения точного расположения базовых отверстий их обработка осуществляется комбинированным инструментом. В этой же позиции обрабатываются еще два отверстия, по которым устанавливается деталь при контроле базовых отверстий. Контроль базовых отверстий производите в IV позиции. [c.511]

Mg) обладают хорошей коррозионной стойкостью и применяются для отливок, работающих во влажной атмосфере. Это сплавы АЛ8, АЛ 13. Часто отливки из алюминиевых литейных сплавов подвергают термической обработке (закалке и старению) для повышения прочности, пластичности, снижения остаточных напряжений. [c.18]

Внутренние остаточные напряжения, возникающие в процессе отливки, сварки, штамповки или термической обработки деталей, с течением времени могут вызвать деформацию (коробление) детали. Для уменьшения этих напряжений применяют отжиг, старение или отпуск. [c.128]

Во втором случае поверхность заготовки имеет низкую высоту микронеровностей, но в связи с высокой скоростью охлаждения и отсутствием податливости формы в поверхностном слое металла создаются остаточные напряжения растяжения. Последние могут привести к короблению отливки и трещинам. Иногда остаточные напряжения выявляются не сразу, а при последующей механической обработке. Съем слоя металла с поверхности нарушает равновесие напряжений и приводит к деформации готовой детали. [c.25]

Главный недостаток литья под давлением — сложность и длительность изготовления пресс-формы, ее высокая стоимость и небольшая СТОЙКОСТЬ, особенно при изготовлении отливок из сплавов с высокой температурой плавления (например, стальное литье). В металлических пресс-формах трудно изготовить и извлечь отливки со сложными полостями. Из-за неподатливости формы возможно появление остаточных напряжений. Это ограничивает номенклатуру отливок и сплавов, из которых они могут быть изготовлены. [c.40]

Нормализация чугуна производится при температуре 850... 950 с целью получения отливок повышенной прочности и износостойкости, т. е. получения отливок со структурой перлита. Одновременно происходит измельчение перлита и частичное снятие остаточных напряжений. После полного прогрева отливки выдерживаются в печи еще 30... 120 мин с целью выравнивания структур по всему объему. Охлаждение производится на воздухе. Используя нормализацию, можно повысить марку чугуна примерно на два класса. [c.82]

Коробление возникает в отливке в результате значительных остаточных напряжений при охлаждении из-за неравномерности охлаждения, торможения усадки. Недолив возникает при неправильной конструкции литниковой системы, недостаточной жидко-текучести сплава или утечке металла в разъем формы. Перекос может быть вызван неточной сборкой стержней или формы, плохим центрированием половинок стержневого ящика, случайным сдвигом полуформ, вызванным внешним воздействием. [c.85]

Поверхностное пластическое деформирование (обкатку роликом, наклеп дробью) можно применять для повышения усталостной прочности деталей из ковкого и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Серые чугуны не восприимчивы к такому упрочнению из-за почти полного отсутствия пластических свойств. Обкатка роликом при нагрузке 100—120 кгс, числе оборотов 600 в минуту и подаче 0,2 мм/об с последующим нанесением надреза повысила выносливость на 43% ферритного и на 50—60% ферритно-перлитного чугунов. На основе этих данных отливки из ферритно-перлитного чугуна можно рекомендовать подвергать дробеструйной обработке с целью очистки и упрочнения, а отверстия под подшипники в отливках обкатывать роликами [119]. Высокой эффективностью характеризуется накатка галтелей коленчатых валов дизелей, изготовляемых из высокопрочного чугуна и проходящих азотирование в газовой среде при температуре 560—580° С в течение 96 ч. Глубина азотированного слоя при этом составляет 0,7—0,9 мм. Само азотирование повышает усталостную прочность на 25—30%. Двойная накатка (до и после азотирования) позволяет увеличить усталостную прочность на 60— 70%. Остаточные напряжения, полученные при первой накатке, снимаются нагревом при азотировании накатка обеспечивает получение более правильной формы галтели, заглаживает неровности и риски после механической обработки и повышает эффективность последующего азотирования и повторной накатки [120]. [c.100]

При < 1000 мм II = 100 ч- 200 мм спицы выполняют Н-образными (рис. 22, а), крестообразными (рис. 22, б) и двутавровыми (рис. 22, в). Н-об-разные спицы предпочтительнее, так как в отливках остаточные напряжения получаются меньше. Колеса с < 2500 мм выполняют с шестью спицами. Размер Н спицы с Н-образным сечением при толщине ее стенки (0,8 1) 6q [c.295]

Материал отливают в окончательную форму, точно повторяющую исследуемую модель, причем заметных поверхностных напряжений в отливке обычно не возникает. Отливка модели окончательной формы выгодна в тех случаях, когда необходимо изготовить сразу несколько моделей или когда форму легче изготовить, чем модель, например при наличии углублений. Как показали предварительные опыты, этот материал можно отливать с жесткими вставками внутри, вокруг которых существенных остаточных напряжений тоже не возникает. [c.175]

Усадочные напряжения около стержня и влияние поперечной усадки. Задача определения остаточных напряжений, возникающих в процессе полимеризации или отливки материала около жесткого стержня, легко решается описываемым методом. На фиг. 11.15 приведены картины полос интерференции в модели из уретанового каучука, содержаш,ей внутри стержень сложной формы. Здесь получается смешанная граничная задача теории упругости. На внешней границе заданы нормальные и касательные напряжения, которые обраш,аются в нуль соответственно при Л = О и Ле = 0. На внутреннем контуре заданы перемеш,е-ния Ur = аг VI щ = О, где а — коэффициент усадки. Эта задача, вероятно, не очень важна для суш ествуюш их конструкций твердотопливных зарядов и связана с определением остаточных напряжений, возникающих около стержня при отливке нескрепленных зарядов. [c.342]

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]

Затраты энергии, необходимые для осуществления данного технологического процесса, приводят, как правило, к целому ряду побочных явлений, которые изменяют свойства изделий, создают в них остаточные напряжения, искажают структуру материала, приводят к появлению дефектов самого разнообразного характера. Например, при отливке деталей из-за неравномерного остывания, окисления, попадания в металл различных включений и газа могут появиться дефекты в виде трещин, раковин, пор, ликвации (неоднородности химического состава) и неоднородности структуры. Кроме того, возникают внутренние напряжения, которые приводят к короблению детали и к медленному изменению ее конфигурации в процессе эксплуатации. [c.47]

Несмотря на то, что двутавровые спицы легче формуются, чем Н-образные, почти всегда отдают предпочтение последним, так как остаточные напряжения в отливках колёс с такими спицами получаются меньшими. С этой целью поперечные стенки спиц обычно отделяют от обода просветом 5 (фиг. 21), который можно принимать равным 0,56q+10 мм, или же [c.308]

Остаточные внутренние напряжения (перед нагревом). Остаточные напряжения в исходном состоянии деталей, обусловленные характером макро- и микроструктуры (в результате штамповки, отливки, предварительной термообработки), приводят к необходимости во избежание коробления или получения трещин некоторого уменьшения скорости нагрева. [c.508]

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

Остаточные напряжения в отливках из высокопрочного и серого чугуна [c.34]

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]

Источники остаточных напряжений. Остаточные напряжения различают по происхождению усадочные (в отливках) тепловые н (или) структурные напряжения, возникающие в результате наклепа возникающие в св5 зи с химическим или эле.ктрохимическим воздействием на поверхность изделий (например, при химическом или электрохимическом образовании формы, электрополировании, антикоррозионной обработке и др.). [c.237]

В первом случае напряжения не образуются вовсе во втором — отливка напрягается лишь в период развития напряжений в третьем — напряжения носят остаточный характер и алгебраически складываются с существующими в отливке напряжениями других видов. На практике встречается только третий случай, где различная степень превращения (перлитизации) объясняется неоднородностью первичнон структуры и неодинаковой скоростью охлаждения по объему. [c.663]

Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этому виду отжига подвергают отливки, сварные изделия, детали после обработки резанием, правки и т. д., в которых возникают внутренние (остаточные) напряжения. Остаточные напряжения нередко являются причиной коробления изделий или изменения их размеров при хранении (или обработки резанием), а скла-Д>1ваясь с приложенными извне сравнительно небольшими напряжениями, могут вызвать разрушение. Особенно опасны растягивающие напряжения. Для полного или частичного снятия остаточных напряжений чаще применяют отжиг при 550—650 °С (рис. 84). Время выдержки составляет несколько часов и устанавливается опытным путем. Скорость нагрева и особенно [c.157]

В настоящее время на практике регулирование режима охлаждения ограничено применением кокилей, полупостоянных и разовых песчаных форм. Наибольшую стойкость имеют изложницы, полученные в разовых песчаных формах, поскольку в них формируется отливка с наибольшей степенью графитизации чугуна (фер-ритно-перлитная матрица) и минимальными остаточными напряжениями. [c.341]

Охлаждение. После заливки и затвердевания отливку выдерживают в форме до определенной температуры выбивки. Чем выше температура выбивки, тем короче технологический цикл изготовления отливки и больше производительность формовочно-злливоч-ного участка. Ранняя выбивка может привести к образованию трещин, короблению и сохранению в отливке остаточных напряжений. Вблизи температуры кристаллизации сплав имеет низкие прочностные и пластические свойства, поэтому опасность разрушения отливок особенно велика. [c.344]

Методы исправления дефектов на лопатках ГТД изложены в гл. 13. Ремонт литейных дефектов осуществляют только после предварительной подготовки отливок - после химической (травление) или механической обработки. Для исправления дефектов жаропрочных отливок широко применяют арго-но-душвую сварку, которую проводят в специальной камере в атмосфере аргона. Таким методом исправляют поверхностные дефекты на отливках из титанового сплава и жаропрочных сплавов. Для снятия остаточных термических напряжений отливки подвергают отжигу. Режим отжига выбирают в зависимости от массы, состава, сплава и назначения. [c.382]

Крышка турбины, опора пяты, верхнее и нижнее кольца относятся к стационарным деталям направляющего аппарата. Состоят они, как правило, из нескольких частей (секторов), габариты которых определяются условиями транспортировки и производства. Число секторов принимают четным, чтобы иметь сквозные меридианные разъемы, необходимые при обработке стыков. Выполняются эти детали сварными из проката МСтЗ, реже литыми из стали 20ГСЛ или ЗОЛ. Можно применять высокопрочный чугун ВПЧ 40-5, хорошо зарекомендовавший себя на Камской ГЭС. Выбор материала зависит от напряженного состояния деталей и условий производства. В последние годы в отечественном гидротурбостроении преимущественное применение нашли сварные конструкции. Они отличаются наименьшей затратой материалов для заготовок и наименьшей массой, требуют меньших припусков на обработку, позволяют точно выдерживать толщину стенок, в них отсутствуют внутренние и поверхностные дефекты, неизбежные в отливках, их фактическая прочность больше соответствует расчетным значениям. Общим недостатком сварных конструкций является наличие остаточных напряжений и вызываемых ими деформаций. Для устранения этих напряжений обязательно применение термической обработки (отпуска и нормализации) после сварки. Допустимые деформации сварных деталей должны находиться в пределах припусков на обработку. [c.96]

Основными элементами, образующими зубчатое колесо, являются зубья, обод, спицы или диск, ступица (втулка). Ободом называется часть колеса, соединяющая все его зубья в одно целое. Ступицей (втулкой) называется часть колеса, служащая для установки колеса на валу. Спицы и диск предназначены для соединения обода со ступицей, причем диск применяется преимущественно в колесах малого диаметра. Формы сечения обода и спицы различны. Наиболее распространенной формой сечения ободьев является тавровая, а спиц — крестообразная и эллиптическая. Зубья колес малого диаметра, у которых диаметр окружности впадин мало отличается от диаметра вала, нарезают на утолн енной части вала (рис. 16.8, а). Наоборот, колеса очень большого диаметра [d > 2000 мм) или колеса, у которых зубчатые венцы и центры должны быть сделаны из различных материалов, изготовляют со съемными зубчатыми венцами, скрепляя последние с центром колеса (рис. 16.8, д). Для снятия остаточных напряжений при отливке, удобства постановки на место и транспортировки очень большие колеса делают составными из двух половин, причем плоскость разъема колеса должна быть посередине двух диаметрально противоположных спиц и проходить между зубьями. Зубчатые колеса выполняют литыми, коваными, штампованными, сварными. Расчет почти всех размеров элементов зубчатых колес со спицами (рис. 16.8, г) производится по эмпирическим формулам. Ширина обода Ь = - d. Толщина обода [c.315]

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

В материале кроме тех внутренних сил (напряжений), которые вызваны внешней нагрузкой и уравновешивают ее в любом бесконечно малом элементе тела, могут быть и другие — самоуравнове-шенные внутренние силы (напряжения), существующие и в ненагру-женном теле. Такие напряжения называют начальными. Начальные напряжения в связи с природой их возникновения иногда в литературе носят название остаточных, собственных или внутренних. Два последних термина подчеркивают самоуравновешенность этих напряжений внутри тела. Начальные напряжения играют исключительно большую роль во многих явлениях, происходящих в поликристаллических телах в процессе их деформирования. Начальные напряжения появляются либо в процессе самого изготовления элемента или конструкции (например, в процессе остывания отливки, [c.259]

Сплав МЛ7-1 предназначается для отливки средненагруженных деталей, работающих при температурах от 150 до 200° С. Сплав рекомендуется для литья в землю. Напряжения в условиях эксплуатации не должны превышать при 150° С 5,5 кг1ммг, при 200° С 2,5 кг мм (по остаточной деформации 0,2% за 100 ч). [c.170]

Метод Ма1Ьаг применим при определении остаточных напряжений в отливках, сварных [c.217]

Распределительные валы (табл. 39). Тенденция к замене стальных распределительных валов литыми чугунными связана с высокими служебными свойствами низколегированного чугуна по сравнению со сталью, которые определяются особенностями структуры. Наличие графита в чугунных кулачках способствует удержанию смазки, что само по себе уменьшает износ кулачков. Меньший модуль упругости чугуна обусловливает и меньшие контактные напряжения в нем. Наилучшей износостойкостью обладают распределительные валы из низколегированного чугуна, в структуре которого содержатся первичные карбиды в виде игл, строчек или ячеек. При этом игольчатая структура карбидов наиболее желательна. Последующая термическая обработка (закалка) кулачков должна обеспечить максимальную твердость, не изменяя структуры первичных карбидов. Недопустимо содержание остаточного аустенита свыше 10%. Металлическая матрица закаленного чугуна состоит из игольчатого мартенсита и обеспечивает надежное удерживание карбидных зерен при воздействии на них циклических нагрузок. Химический состав чугуна должен обеспечить получение оптимальной исходной структуры в отливке и его хорошую прокаливаемость и закаливаемость. Высокая твердость кулачков лЪжет быть получена и в литье (отбеленные кулачки), при этом носки кулачков оформляются кокилем. Следует заметить, что чугунные закаленные распределительные валы более технологичны и обладают более высокими эксплуатационными свойствами. [c.104]

Отливки из ковкого чугуна по условиям изготовления почти полностью свободны от остаточных напряжений. Структура ковкого чугуна обеспечивает высокую плотность металла. Отливки с толщиной стенки 7—8 мм выдерживают гидростатическое давление до 40 am [I ], что позволяет использовать ковкий чугун для производства большого ассортимента деталей водо-, газо- и паропроводных установок. [c.112]

Остаточные напряжения в отливках из ковкого чугуна малы и не превышают 0,5кПмм [9], что связано с длительным графитизирующим отжигом при высоких температурах. Так как белый чугун по сравнению с серым имеет худшие литейные свойства — более низкую жидкотекучесть, большую линейную усадку, склонность к образованию горячих и холодных трещин и газовых раковин—это заставляет предъявлять повышенные требования к технологичности конструкции отливок из ковкого чугуна. [c.131]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...