Сталь Прочность усталостная — Влияние

Большое влияние на величину усталостной прочности оказывает технология выплавки стали. Повышенной усталостной прочностью обладают стали вакуумной плавки, а также полученные методами электродугового переплава в вакууме или под слоем синтетического ишака. [c.97]

В книге даны материалы по эксплуатационной нагруженности и усталостным повреждениям лопастей гидротурбин усталостной прочности сталей и сварных соединений влиянию на характеристики усталости масштабного фактора, асимметрии и двухчастотного нагружения, коррозионной среды определению запасов усталостной прочности рабочих колес и спиральных камер гидротурбин. [c.6]

Однако все исследования выполнялись для сварных соединений из сталей, используемых в общем машиностроении для сварных соединений из сталей, применяемых в гидротурбостроении, влияние остаточных напряжений на изменение усталостной прочности изучено еще недостаточно. [c.20]

Различное влияние облицованных сталей на усталостную прочность, очевидно, следует объяснить различием их коэффициентов линейного расширения. [c.44]

Результаты изложенных в предыдущем разделе исследований показывают, что электролитическое покрытие хромом заметно снижает усталостную и в некоторых случаях коррозионно-усталостную прочность конструкционной стали. Не удалось установить такие технологические режимы хромирования, которые полностью устраняли бы неблагоприятное влияние хромирования на усталостную прочность. Высокотемпературный отпуск (500—650°), возвращающий стали исходную усталостную прочность, во многих практических случаях не может быть [c.116]

Влияние остаточных напряжений, полученных в результате поверхностного нагрева. Известно успешное применение закалки с нагревом т. в. ч. деталей цилиндрической формы (осей, пальцев и т. д.). При этом закалка с нагревом т. в. ч. с самого начала использовалась не только для конструкционных сталей, но и для чугунов и инструментальных сталей. Повышение усталостной прочности при закалке с нагревом т. в. ч. зависит от материала детали и ее размеров, относительно глубины закалки и ее режимов, исходной прочности материала. Закалка с нагревом т. в. ч. на небольшие глубины (относительная глубина менее 0,05) может дать отрицательный эффект. [c.299]

В-третьих, как и следовало ожидать, снижение предела выносливости сталей различных марок протекает по-разному. Необходимо также иметь в виду, что на усталостную прочность могут оказывать влияние и такие факторы, как состав раствора для никелирования, режим предварительной подготовки деталей перед никелированием, прочность сцепления покрытия с основой и др. [c.107]

Таким образом, в этих опытах изучалось не только влияние температуры на усталостную прочность стали, но также и влияние адсорбирующихся веществ, причем последнее само зависит от температуры. [c.120]

Для деталей, изготовляемых из жаропрочных и титановых материалов, качество поверхности имеет весьма важное значение, так как эти детали в большинстве случаев выполняют ответственную роль в двигателях и работают в условиях высоких напряжений и температур. Исследованиями установлено, что на прочность деталей из жаропрочных сталей и сплавов большое влияние оказывает деформация, полученная материалом в холодном состоянии, причем, в отличие от конструкционных сталей, с точки зрения усталостной прочности наклеп оказывает на жаропрочные материалы отрицательное влияние. Получение обработанной поверхности [c.383]

Рис. 3.8. Влияние относительной величины Ah/S дефектов на усталостную прочность стыковых сварных соединений из низкоуглеродистой стали (без усиления I шва)

Уменьшение вредного влияния концентрации напряжений на сопротивление усталости является вопросом первостепенной важности для конструктора. Особенно это важно при проектировании деталей из высококачественных сталей, так как из формулы (рис. Х1.4) и графика (рис. XI. 11) видно, что с увеличением значения К и X, для одного и того же источника концентрации увеличиваются. Повышение усталостной прочности деталей достигается прежде всего созданием плавности изменения их формы (увеличением радиусов переходов, устранением острых входящих углов и т. п.). [c.340]

Влияние этих покрытий на усталостную прочность изучалось на стали 45 двух различных плавок при температурах испытания 20, 250, 500 и 650° С. [c.163]

В отличие от испытаний упрочненных сталей оценка контактной выносливости образцов с покрытиями имеет свои особенности. Во многих случаях это связано с высокой хрупкостью покрытий и низкой прочностью соединения покрытий с основным металлом. Существенное влияние на результат контактно-усталостных экспериментов оказывают пористость и низкая когезионная прочность покрытий. [c.48]

Фретинг-эффект. Сильное влияние на усталостную прочность титановых сплавов оказывает фретинг-эффект, или контактная коррозия в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [106, 158—160]. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и пр.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения ее в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [ 158, 160] сильно влияет только при низких значениях. При более прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 30—50 МПа усталостная прочность изменяется мало. Так, прессовая посадка втулки с удельным давлением 50 МПа снижает усталостную прочность технически чистого титана с 320 до 112 МПа [ 158]. Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 200 МПа снизило O j до 103 МПа. В среднем предел выносливости при наличии фретинг-эффекта у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом 20- 40 % от исходного предела [c.161]

Первоначальные эксперименты но определению прочностных свойств были направлены на решение основной задачи исследования прочности как функции объема волокон, ориентации волокон и механических свойств составляющих материалов. Поэтому эти эксперименты проводились на стайдартных испытательных машинах с постоянной скоростью деформации. Только позднее были введены изменения в условия нагружения. Стали осуществляться усталостные испытания, испытания на длительную прочность, влияние скорости деформации и ударные эксперименты. Причина введения в программу таких испытаний очевидна. Так как элементы конструкций, сделанные из композиционных материалов, должны при эксплуатации противостоять различным условиям нагружения, и не всегда ясно, как интерполировать прочностные свойства, полученные в одних условиях эксперимента, на другие случаи. [c.268]

Балтер М. А. Влияние структуры стали на усталостную прочность после поверхностного упрочнения наклепом. — Металловедение и термическая обработка металлов , 1971, № 3, с. 47—50. [c.232]

Этому способствовало также изменение ранее существовавших критериев сравнительной оценки прочности чугуна и стали, когда исходили только из номинальных напряжений, не принимая во внимание местных концентраций напряжений, в ослаблении которых роль чугуна трудно переоценить. Сказанное объясняется структурным свойством чугуна (наличием внутренних надрезов), изучение которого и явилось одной из основных предпосылок для изменения традиционных критериев при сравнительной оценке чугуна и стали. То же свойство чугуна одновременно способствует более равномерному распределению напряжений в металле как при работе деталей хмашин на усталость, так и при вибрации. Кроме того, данное свойство способствует как бы эмансипации предела усталостной прочности чугуна от влияния внешних надрезов как концентраторов напряжений в неизмеримо большей степени, чем это имеет место у стали. В свете новых критериев при сравнительной оценке деталей из чугуна и стали относительно небольшое значение коэффициента удлинения чугуна при растяжении уже не может служить решающим критерием. [c.321]

У стали 0Х12НДЛ экспериментальная кривая влияния абсолютных размеров не совпадает с обобщенными кривыми для легированных сталей и превосходит известные опытные данные по снижению усталостной прочности для кованых и прокатных углеродистых и легированных сталей. Резкое снижение усталостной прочности стали 0Х12НДЛ (39%) в этом случае сопоставимо с уменьшением прочности стали 35Л, у которой при увеличении диаметра образцов с 12 до 35 мм предел выносливости снижается на 35% [55, 56]. [c.22]

Рис. 18. Влияние феррита в сердцевине ueMem тованной стали на усталостную прочность

Фосфатирование высокопрочных конструкционных сталей практически не оказывает влияния на их пластические и прочностные свойства при статическом и динамическом растяжении, а также не изменяет ударной вязкости этих сталей в пределах от -[-20 до —50° С, усталостная прочность их при повторных ударах также не снижается. Несколько снижается предел выносливости при знакопеременном изгибе —для стали, фосфатированной обычным способом на 12—15%, а ускоренным способом — на 5—10%. Предварительная закалка и отпуск при 470 °С высокопрочной стали предотвращает возникновение в ней хрупкости после фосфатирования [184]. Хрупкость фосфатированного металла устраняется при хранении его в течение 24 ч при комнатной температуре лли при 104 °С в течение 1 ч. По данным Ф. Н. Наумова и А. И. Липина [185], обычное фосфатирование (мажеф — 45 г/л, при 98 °С в течение 45 мин) конструкционных сталей марок ЗОХГСА, 40ХНМА, 38ХА и 12ХНЗА снижает предел выносливости металла (на 30—47%) и не оказывает существенного влияния на изменение его Сд и б. Фосфатирование в присутствии нитрата цинка не изменяет механические свойства указанных марок сталей. [c.108]

С точки зрения влияния на прочность наибольшую опасность представляет коррозионная усталость (табл.46 и фиг. 167). Адсорбционная усталость, происходящая под влиянием смазочных масел, оказывает значительно меньшее влияние на усталостную прочность материалов. Для конструкционной стали снижение выносливости под влиянием обычных (неактивированпых) смазочных масел составляет не более 10%, а в случае активированных масел 15—20% от предела усталости, определенного в воздушной среде (фиг. 168). [c.207]

Высокопрочные аустенитные стали и термически обработанные низколегированные сплавы требуют более точного учета средних напряжений в каждом конкретном случае, так как, например, для материала, предел текучести которого близок по величине к пределу прочности, поправка по выражению (92) дает слишком большой запас прочности. Поэтому диаграммой Гудмана пользуются также для замены асимметричного цикла эквивалентным симметричным, что позволяет точнее учесть влияние средних напряжений и воспользоваться для оценки прочности усталостной кривой, построенной для симметричного цикла. [c.110]

Вопросы влияния метода выполнения неподвижных посадок на статическую и усталостную прочность получаемых соединений рассмотрены в работе [3 ]. В результате экспериментов установлено, что при прочих равных условиях метод сборки соединений с гарантированным натягом весьма существенно влияет на их прочность. Прессовые посадки, выполняемые с помощью охлаждения, обеспечивают наибольшую статическую прочность соединения. Так, например, в случае соединения охлаждением деталей из стали прочность посадок в 2—2,5 раза вьше прочности соединения, собранного под прессом, и в среднем на 10—15% превышает прочность соединения, собранного с использованием нагрева. [c.76]

Исследование качественных изменений в стали нри усталостных испытаниях в присутствии адсорбционно- и коррозионно-активных сред проводилось в трех направлениях 1) микроскопические исследования трещин усталости, упрочнения либо разупрочнения методом определения микротвердости 2) механическое исследование изменения статической прочности стали [66] 3) исследование влияния тренировки в воздухе и в иоверхно-стно-активпой среде на предел выносливости стали. [c.143]

Влияние сжимающих остаточных напряжений на повышение усталостной прочности металла подтверждается экспериментально. Так, азотирование поверхностного слоя углеродистой стали повысило усталостную прочность при работе в 3 / -ном растворе хлористого натрия в 2—3 раза, а в водопроводной воде — на 40—50% по сравнению с неазотированной сталью в воздухе. [c.62]

Устранение отрицательного влияния хромирования на усталостную прочность стали может быть также достигнуто созданием напряжений сжатия на поверхности детали, подлежащей хромированию. Эту поверхность подвергают упрочнению одним из методов поверхностной пластической деформации (виброупрвчне-ние, наклеп дробью при дробеструйной или гидродробе-струйной обработке, обкатка роликами и др.). В работах [8, 9 показано, что виброупрочнение высокопрочных сталей марок ЗОХГСНА (Ств = 160 кгс/мм ) и 40ХГСНЗВА (Ств — 190 кгс/мм ) перед хромированием существенно повышает выносливость этих сталей при усталостных, испытаниях на изгиб с вращением (рис, 12) и малоцикловую выносливость при испытаниях пульсирующим растяжением (рис. 13). На образцах высокопрочных сталей с концентратором напряжений подобное положительное влияние проявляется только при сравнительно низких напряжениях циклической нагрузки, когда в концентраторе напряжений исключается возможность пластической де( юрмации. [c.37]

Для того чтобы коррозионный процесс оказывал влияние на усталостную прочность, скорость коррозии должна превышать некое минимальное значение. Эти величины удобно определять путем анодной поляризации опытных образцов в деаэрированном 3 % растворе Na l. При этом скорость коррозии рассчитывают по закону Фарадея из плотностей тока и определяют критические значения, ниже которых коррозия уже не влияет на усталостную прочность. (Эти измеренные плотности тока не зависят от общей площади поверхности анода.) Значения минимальных скоростей коррозии при 30 цикл/с для некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 7.5. Можно ожидать, что эти значения будут увеличиваться с возрастанием частоты циклов. Для сталей критические скорости коррозии не зависят от содержания углерода, от приложенного напряжения, если оно ниже предела усталости, и от термообработки. Среднее значение 0,58 г/(м сут) оказалось ниже общей скорости коррозии стали в аэрированной воде и 3 % Na l, т. е. 1—10 г/(м -сут). Но при pH = 12 скорость общей коррозии падает ниже критического значения и предел усталости вновь достигает значения, наблюдаемого на воздухе [721. Существование критической скорости коррозии в 3 % Na l объясняет тот факт, что для катодной защиты стали от коррозионной усталости требуется поляризация до —0,49 В, тогда как для защиты от коррозии она составляет —0,53 В. [c.160]

Величина и знак остаточных напряжений после механической обработки зависят от обрабатываемого материала, его структуры, геометрии и состояния режущего инструмента, от эффективности охлаждения, вида и режима обработки. Величина остаточных напряжении может быть значительной (до 1000 МПа и выше) и оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики деталей машин, их износостойкость и прочность. Выбором метода и режима механической обработки можно получить поверхностный слой с заданной величиной и знаком остаточных напряжений. Так, при точении закаленной стали 35ХГСА резцом с отрицательным передним углом 45° при скорости резания 30 м/мин, глубине резания 0,2-0,3 мм было получено повышение предела выносливости образцов на 40-50% и обнаружены остаточные сжимающие напряжения первого рода, доходящие до 600 МПа [25]. При шлифовании закаленной стали в поверхностном слое были обнаружены остаточные сжимающие напряжения до 600 МПа [26]. В некоторых случаях напряжения первого рода создаются намеренно в целях упрочнения. Например, для повышения усталостной прочности. Такой эффект получают наложением на поверхностный слой больших сжимаюп их напряжений путем обкатки поверхности закаленным роликом или обдувкой струей стальной дроби. Такой прием позволяет создать остаточные напряжения сжатия до 900-1000 МПа на глубине около 0,5 мм [25]. [c.42]

ВТМО положительно влияет и на усталостные характеристики стали. В работе [94] было исследовано влияние обычной термической обработки и ВТМО на циклическую прочность рессорной стали 55ХГР (0,57% С 0,36% 51 1,03% Мп [c.56]

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ МЕТОДОВ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ, АЛИТИРОВАНИЯ И ВАНАДИРОВАНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ СТАЛИ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.161]

Мы поставили себе целью выяснить, каково влияние некоторых широко известных покрытий на усталость сталей. В работе приводятся некоторые результаты изучения влияния алитирования, хромирования и ванадирования на усталостную прочность конструкционной стали Ст. 45 при различных температурах. [c.161]

В частности, нами определялась усталостная прочность образцов из стали У8 с напыленным на ионно-плазменной установке нитридом титана. Время напыления 30—60 мин. Механические свойства контрольных образцов и образцов с нанесенным покрытием даны в табл. 3.1. Контрольные образцы находились в камере вместе с напыляемыми. Перед усталостными испытаниями покрытие TiN с них сошлифовывалось. Испытания проводились на установке,, представленной на фото 3. Результаты испытания приведены в табл., 3.2. Установлено положительное влияние покрытий из TiN на малоцикловую выносливость. [c.37]

Влиянию ионного внедрения шести различных элементов в поверхностные слои стали 45 на триботехнические характеристики при фреттинг-процессе посвящена работа [181]. Авторы рассматривают ионную имплантацию как технологию, позволяющую получать пленку-покрытие, своеобразный поверхностный сплав с переменным составом, постепенно переходящий в основной металл. Результаты испытания на изнашивание при фреттинг-коррозии показали, что образцы после имплантации изнашиваются меньше. Так, при внедрении ионов бария фреттинг-усталостная прочность при базе 10 — 10 циклов повышается более чем на 30%. Это происходит вследствие того, что во-первых, на поверхности образца образуется плотная, прочная и пластичная окисная пленка ВаТЮз, во-вторых, отсутствует явление схватывания, в-третьих, в поверхностных слоях наводятся весьма значительные напряжения сжатия. Нанесенные пленки уменьшают коэффициент трения на 10—17% и сохраняют его в течение длительного времени испытаний, причем изнашивается в основном неупрочненный контробразец. [c.106]

Несгационарность нагружения. При эксплуатации конструкций отдельные детали часто подвергаются нестационарным циклическим нагрузкам. Фактических данных по влиянию нестационарности циклического нагружения на усталостные свойства титановых сплавов мало. Автор работы [ 166] определял влияние циклических перегрузок на усталостную прочность сплава титана ПТ-ЗВ и стали марок 15 и Ст4. Он пришел к выводу, что у материалов, которые имели близкий предел выносливости, одинаковые кратковременные циклические перегрузки могут приводить и к упрочнению, и к разупрочнению, однако закономерности при этом не установлено. Сплав ПТ-ЗВ показал наименьшую чувствительность к перегрузкам. И.В. Козлов, Н. И. Вассерман и др. [ 167] провели исследования усталостной прочности образцов диаметром 10 мм сплава ВТ6 (Ов = 680 МПа, 5 = 16 %, 0= 49 %) при нестационарном нагружении круговым изгибом. Испытание большого количества образцов каждой партии позволяло с достаточной достоверностью проводить статистический анализ результатов и получать вероятностную картину предела выносливости при заданном числе циклов. Это дало возможность исключить влияние на получаемые усталостные характеристики естественного разброса при испытаниях. Прежде всего было определено действие предварительного нагружения циклическими напряжениями ниже стационарного предела выносливости на вторичный предел выносливости (рис. 108). Из рис. 108 видно, что предварительное нагружение сплава ВТ6 приводит к заметному повышению вторичного предела выносливости, несколько большего в области малой вероятности разрушения. [c.172]

Достижение предела усталости для материала оказывается возможным только в ограниченной области циклического нагружения. При возрастании числа циклов нагрулсения даже для сталей, для которых не наблюдались разрушения на базе 10 -10 циклов, дальнейшее нагружение сопровождается появлением разрушений [99]. Исследования на круглых образцах стали SUJ2, содержащей С — 1,01 % и Сг — 1,45 %, при частоте изгиба с вращением 50 Гц влияния длительного нагружения на усталостную прочность показали следующее (рис. 1.17). Постепенное снижение уровня напряжения позволяет достичь второго предела усталости. Разрушения материала между двумя пределами усталости связаны с возникновением усталостной трещины под поверхностью элемента конструкции. Поэтому основная долговечность детали с трещиной определяется периодом ее зарождения и распространения до выхода на поверхность. В рассмотренных результатах эксперимента соотношение между первым и вторым пределом усталости составило 0,552. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...