Длительности травления

Учитывая, что нагружение с выдержкой под нагрузкой отвечает малоцикловой области, где живучесть обычно составляет около 50 % от общей долговечности детали, важным является то, в какой мере выдержка влияет на период зарождения трещины и ее дальнейший рост. Особенно важно, как влияет выдержка на период роста малой трещины, так как именно он составляет большую часть всей длительности разрушения.

Расчет длительности разрушения проводили по полученной зависимости шага усталостных бо- i

Результаты фрактографического исследования диска № 2 показали, что после достижения шага усталостных бороздок более (1-1,25) • 10~6 м в разрушении материала начинают играть существенную роль статические проскальзывания. В такой ситуации СРТ не может однозначно характеризоваться величиной шага усталостных бороздок, поэтому при оценке длительности разрушения по шагу бороздок при величинах последнего более (1-1,25) • 1СГ6 м необходимо вести корректировку на иные механизмы разрушения материала. Это тем более необходимо было сделать после перехода в область шага бороздок 2 • 10~6 м и более. На этой стадии разрушения процесс формирования ямочного рельефа является доминирующим и доля усталостных бороздок в изломе резко убывает в направлении роста трещины. Такая ситуация типична для нестабильного роста трещины. В рассматриваемом диске в направлении развития трещины в сторону полотна ямочный рельеф начал занимать более 95 % площади излома уже при длине трещины около 12 мм от очага разрушения. По направлению роста трещины по оси диска в его ступичной части доля усталостных бороздок составила приблизительно от 30 до 40 %. Это объясняется тем, что в сторону полотна трещина развивалась с более высокой скоростью, чем по оси диска. В этом направлении она должна была проходить в единицу времени большие расстояния, чтобы сохранить неизменной свою форму. В связи с этим измерения шага усталостных бороздок и их

ны трещины отдельно для каждой формы цикла нагружения, а также была получена зависимость средней величины СРТ для обеих форм цикла нагружения. Каждую из указанных величин СРТ сопоставляли с шагом усталостных бороздок, измеренных в осевом направлении от очага к переднему торцу ступицы. При измерении шага бороздок невозможно было разделить бороздки, образованные при разных формах цикла нагружения, из-за наложения друг на друга интервалов естественного разброса их шага. Поэтому определение длительности разрушения диска, выраженной через усталостные бороздки, было проведено по единой зависимости шага бороздок от длины трещины, которая аппроксимировала весь массив данных.

Полученная поправка для корректировки длительности разрушения диска, испытанного на стенде УИР, которую оценивали по результатам измерения шага усталостных бороздок, составила &V/5 = 1,4. В результате корректировки длительность роста трещины составила около 7000 циклов. При проведении стендовых испытаний было реализовано всего 15000 циклов. Эта оценка для области МЦУ не противоречит данным по соотношению между периодом роста трещины и общим периодом нагружения образцов, который составляет около 50 %.

Помимо того, при оценках длительности разрушения по шагу усталостных бороздок необходимо учитывать, что при СРТ выше 1 мкм может иметь место существенное отставание среднего шага бороздок от фактической СРТ. Данное расхождение с достаточной для практики точностью может быть компенсировано увеличением в ky/s раз измеряемых на изломе шагов усталостных бороздок.

Из сравнения кинетики разрушения дисков II ступени КНД двигателей Д-ЗОКУ и Д-30 следует, что в пределах реборды начальный шаг бороздок в изломе диска двигателя Д-ЗОКУ более чем в 2 раза превышал начальный шаг бороздок в изломе диска двигателя Д-30, а СРТ по длине трещины нарастала быстрее. Вместе с тем в ободной части начальная скорость разрушения первого из них была даже несколько ниже, чем второго. Поэтому, даже допуская, что темп нарастания СРТ в обоих дисках был одинаковым, и учитывая, что диск двигателя Д-ЗОКУ почти в 1,5 раза больше диска двигателя Д-30, можно считать, что периоды разрушения диска двигателя Д-ЗОКУ в пределах реборды и в ободной части составляли соответственно не более 75 % (850 ПЦН) и примерно 150 % (750 ПЦН) от длительности разрушения в указанных местах диска двигателя Д-30 (см. рис. 9.15).

Все это, в свою очередь, исключало возможность применения разработанной ранее методологии оценки длительности разрушения диска компрессора, необходимой для принятия решения о порядке дальнейшей эксплуатации дисков II ступени КВД двигателей Д-ЗОКУ, Д-ЗОКУ-154 и Д-ЗО-КП, имеющих полную аналогию в конструкции.

При построении кинетических кривых была выполнена оденка длительности разрушения образцов № 2 и 3, которую делали по расчетным зависимостям 8 = /(я), так как рост трещин по поверхности образцов не отвечал истинной кинетике усталостного разрушения материала образцов. Длительность разрушения образцов рассчитывали по формулам:

Оценка длительности разрушения дисков показала, что живучесть дисков № 1, 2 и 3 составляла примерно 1450, 1000 (см. рис. 9.47а) и 1400 ПЦН соответственно. При этом отставание шага усталостных бороздок выше 1 мкм от СРТ учитывалось коэффициентом ky/s, равным для дисков № 1 и 2 соответственно 0,625 и 0,5, так как материал этих дисков имел состояние III (хорошее) и I (плохое) соответственно; повреждающее действие ПЦН — коэффициентом &пцн> равным для обоих дисков 0,333 потому, что типовой эксплуатационный ПЦН двигателя НК-8-2у состоит из трех этапов нагрузки и последующей разгрузки диска в полете. При такой живучести диска с материалом, имеющим состояние I, периодичность контроля дисков в эксплуатации не должна превышать 500 ПЦН, так как для разрушенного диска коэффициенты k3, &СРТ и &ПЕР в формуле (9.3) равны 1, а период («пцн)о в формуле (9.4) для дисков данной конструкции равен 0 (трещина может быть выявлена сразу). Для совмещения контроля с тяжелыми формами обслуживания самолета и двигателя в эксплуатацию была введена периодичность

При оценках длительности разрушения диска вентилятора использовались данные, изложенные в отчете NTSB № DCA 89-M-A063 от 02.90 г. [4]. Длительность разрушения роторов КВД оценивалась на основе результатов совместного исследования на базе NTS В одного из случаев разрушения таких роторов и материалов отчета NTSB № С008802 от 24.05.93 г. [5] по исследованию

Лоскиевич [36] исследовал влияние продолжительности и температуры травления на выявление структуры углеродистой стали азотной и пикриновой кислотами. Продолжительность травления определяли по времени, которое было необходимо для отчетливого выявления пластинчатого перлита и границ зерен феррита без значительного растравливания. При определенной температуре было найдено время для достижения лучшего результата травления путем изменения концентрации реактива. На рис. 10 для стали с содержанием 0,3% С представлена зависимость длительности травления от температуры реактива. Эта зависимость имеет приблизительно линейный характер.

Уменьшение концентрации кислоты или применение снижающих степень диссоциации растворителей приводит к тому, что одновременно со слабым выявлением границ зерен феррита (при оптимальной длительности травления) хорошо выявляется тонкопластинчатый перлит и при этом не происходит перетравли-вания. Ниже приведены методы травления для выявления углерода, названные «травлением на перлит».

Травитель 1а [10 мл H2SO4; 50 мл НС1; 40 мл Н2О]. Т родитель 16 [10 мл H2SO4; 40 мл НС1; 50 мл Н2О]. Яцевич [1] на основе исследований с использованием реактивов 1а и 16 рекомендует для различных сортов сталей следующие длительности травления в кипящих растворах:

Травитель 24 [25 мл НС1; 75 мл Н2О]. Этим реактивом возможно быстрое, но не очень высокого качества, выявление структуры. При длительности травления 3—10 с в кипящем растворе достигается, как правило, выявление структуры труднотравящихся сталей.

Лист с содержанием 1,42% Si в зависимости от длительности травления покрывается следующими слоями:

Травитель 57 [2 г пикриновой кислоты; 25 г NaOH; 75 мл Н2О]. Под действием реактива 57, по данным Ханеманна и Шрадера [43], нитрид железа, как и цементит, темнеет, при этом их можно различить при различной длительности травления. Например, цементит темнеет после 4-мин травления при 50° С, а нитрид железа темнеет только после травления в течение 80 мин (см. рис. 13). Комшток [40] отличал свободный нитрид железа от цементита при травлении в горячем свежеприготовленном 1—4%-ном растворе ферриционида калия. При этом цементит темнеет, перлит окрашивается в бурый цвет, а нитрид железа не изменяется. Помп [44] для подобной же цели предложил следующий щелочной раствор: 100 мл Н2О; 10 г КОН; 3 г K3[Fe(CN)e]. Длительность травления в горячем растворе составляет 15—30 с.

Травитель 61 [0,1 мл НС1; 100 мл спирта; добавка РеС13 и I до лимонного цвета]. Этот специальный реактив на нитриды железа, по данным Клемма [49], окрашивает упрочненную азотом поверхностную зону (рис. 50) (Ре4М-фазу в красно-коричневый цвет), в то время как зеренная структура азотированной стали проявляется только после 25-кратного увеличения длительности травления.

Травитель 82 [расплав KNO3]. Расплав нитрата калия для травления карбида бора предложили Давиль и Флюсхох [66], так как кислоты и щелочи не травят В4С. Шлиф погружают на несколько минут в расплав нитрата калия, нагретого до 380° С, причем в зависимости от длительности травления проходит травле-128

родсодержащих железохромни-келевых сплавах при длитель-ности травления 2—4 мин (рис. 53). Раствор применим, так же как и реактив 90, для выявления карбидов в аусте-нитных сталях и б-железа в аустенитоферритных сплавах. Более сильный травитель (10%-ный раствор КОН, холод-нонасыщенный КМпО4) применяют для выявления карбидов при длительности травления до 5 мин'при комнатной темпера-

Для исследования стали с 18% Сг и 8% Ni на склонность к ин-теркристаллитной коррозии Шафмейстер [79 ] считает пригодным электролитическое травление. Он предполагал, что наиболее благоприятные условия для выявления карбидов, помимо действия электролитов, могут быть достигнуты путем изменения силы тока и длительности травления. Наряду со степенью диссоциации своеобразие травления нержавеющих сталей в различных электролитах зависит в значительной степени от образования и разрушения пассивирующего слоя. Шафмейстер применял в качестве катода при электролизе (комнатная температура) пластину из стали 18/8, закаленной в воде с температуры 1100° С, площадью 5000 мм2.

Травитель 97 [25 мл Н2О2 (3%-ный раствор); 5 г NaOH; 50 мл Н2О]. Реактив, предложенный Яцевичем [82], при длительности травления 10—20 мин окрашивает карбид вольфрама в быстрорежущей стали, но не окрашивает цементит. Возникающие при травлении газовые пузыри периодически удаляют протиркой волосяной кистью или ватным тампоном. 134

Рекомендуем ознакомиться:

Добавочные сопротивления

Дополнительных требований

Дополнительными элементами

Дополнительными резиновыми

Дополнительными затратами

Дополнительным подтверждением

Дополнительная литература

Дополнительная термообработка

Меню:

Главная страница Термины