Исследования прочности

Исследование низколегированных сталей марок Корелл ЛК 52 (ВНР), КТ S 30/45P4 (ГДР), ЮНА, ЮНАи (холоднокатаных); ЮНАу (горячекатаных) (ПНР), Атмофикс 52А, 10ХНД (СССР), углеродистой стали 11523 (ЧССР) на коррозионных станциях с различной степенью агрессивности атмосфер (где скорость коррозии Ст. 3 составляет, г/м2: Звенигород — 143, Батуми - 188, Мурманск - 302, Летняны - 438, Кописты — 584) показали решающее влияние состава и морфологии возникающих продуктов коррозии, экранирующих поверхность, а также условий селективного растворения отдельных компонентов, приводящих к перестройке границы раздела [5] . Обогащение поверхности более благоприятными, чем сталь, металлами (Си, Ni) или пассирующими элементами (Сг) приводит к повышению коррозионной стойкости конструкции. Исследования, приведенные в работе [22] , показывают, что в малоагрессивной атмосфере как на углеродистой, так и на низколегированной стали обнаруживают 7-и o-FeOOH, а в агрессивных атмосферных, кроме того, Рез 04, сульфат железа, примеси посторонних металлов, пыли, SiO2.- На малолегированных сталях обнаружен внутренний подслой продуктов коррозии, имеющий характерное слоистое строение и содержащий высокую концентрацию легирующих элементов (Сг, Си, Ni).

Влияние климатических факторов на загрязнение атмосферы. Как отмечено в разд. 11.1, концентрация вредных веществ в атмосфз-ре определяется не только массой их выбросов, но и климатическими и метеорологическими характеристиками местности, где этот выброс производится. Влияние климатических факторов на концентрацию вредных веществ наглядно просматривается при сопоставлении графиков рис. 11.5, где показаны среднемесячные значения концентрации Cio, тепловой нагрузки Qio (эти величины даны в относительных единицах, т. в. представляют собой долю, которую составляет их значение для i-ro месяца от значения этого параметра для самой холодной пятидневки года), а также скорости ветра и температуры наружного воздуха. Результаты исследования, приведенные в [115,

относят также исследования, приведенные в литературе [5, 32, 36, 43, 48, 54, 55, 59,61].

Наличие существенного различия в свойствах различных зон сварного соединения на трубах из стали 17Г2СФ в состоянии поставки подтверждается также и результатами исследования уровня микроискажений кристаллической решетки. Определение уровня микроискажений производили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-2,0 в отфильтрованном Со/Со-излучении кобальтового анода по методу Вильсона. Снимали 12%-ную линию а-железа, находящуюся в прецизионной области углов дифракции в режиме постоянного времени. Результаты исследования, приведенные в табл. 7, показывают, что термообработка приводит к уменьшению разницы в уровнях Микроискажений шва и основного металла и, следовательно, к уменьшению токов активного растворения.

Обзор работ по использованию лазерных анемометров для однофазных потоков представлен в [122]. Их применение для двухфазных потоков описано в {35, 122]. Исследования, приведенные в [36, 112, 123], посвящены скольжению частиц жидкой фазы в двухфазном потоке, где почти с одинаковым успехом можно использовать как ЛДА, так и ЛРА. Однако неизбежное возникновение пленки жидкости на прозрачных стеклах канала приводит к нарушению когерентности лучей ЛДА и увеличению фоновых засветок, что выражается в увеличении шума и даже исчезновении доплеровского сигнала. В ЛРА, где когерентность луча не имеет значения, эта проблема отпадает и основная причина ухудшения сигнала объясняется фоновыми засветками. Заметим, что подобное явление сильно сказывается при работе с лазерными анемометрами в узких каналах. При исследовании двухкомпонентных потоков (воздух—вода) преимущество ЛРА в сравнении с ЛДА, использующим бипризму Френеля в качестве расщепителя луча, были очевидными.

Первые экспериментальные исследования температурных полей в шиповом экране, проводившиеся на натуральных экранных трубах [Л. 22, 23], дали представление об уровне температур в шипах и футеровке. Однако ряд экспериментальных трудностей не позволил достаточно надежно определить как среднюю локальную величину плотности теплового потока в экране, так и концентрацию теплового потока в шипах, а также провести необходимое варьирование конструктивных условий. Наиболее интересные и представительные исследования тепловой работы шипового экрана были получены на ошипованных калориметрах достаточно больших размеров, устанавливаемых в зонах камеры горения топок с жидким шлакоудалением, отличающихся величиной падающего 'потока. В [Л. 22] приведены результаты экспериментальных исследований ВТИ в калориметрах диаметром 50 мм, отличавшихся длиной шипа и типом набивки калориметра, устанавливавшихся в циклонном предтопке для сжигания АШ в зоне температур 1 500—• 1 680° С с широко изменявшейся толщиной шлакового покрытия. Исследования, приведенные в [Л. 22], позволившие установить соотношения между тепловыми потоками в шиповом экране и создать первую методику его расчета, не дали возможности, однако, выявить влияние

Статистические исследования, приведенные в работе [66],

Результаты исследования, приведенные на рис. 118 и в работе [179], показывают, что изменение R в различных диапазонах его значений и для разных материалов неоднозначно влияет на число циклов нагружения между скачками трещин или необходимых для хрупкого разрушения образцов. Изменения R от 0 до 0,85 приводит к увеличению числа циклов нагружения между скачками трещин Дя,- в образцах из стали 15Х2МФА (II) толщиной 25 и 150 мм, испытанных при Т — 293 К на 3 порядка (от 103 до 10е), а изменение R от — 1 до 0,4 при испытаниях образцов из стали 15Х2НМФА (II) толщиной 25 мм при Т = 183 К не влияет на величину Дп* (см. рис. 118). На увеличение числа циклов нагружения п, необходимых для хрупкого разрушения образцов при изменении R от — 1 до 0, указывают и результаты исследований сталей 10ГН2МФА при температуре 153; 108 и 83 К и стали 15Г2АФДпс при Т = 133 К [178].

Практический интерес представляют также опыты, проведенные СПИ и Южтехэнерго на стендовой установке Энгельсской ТЭЦ, в кото рой паромеханическое распыливание мазута сочетается с раздельно! подачей в реакционную зону закручиваемого в регистре потока воз духа. Зависимость массовой концентрации сажистых частиц в выхо дя,щем газе от коэффициента расхода воздуха в зоне газификации пс данным опытов приведена на рис. 4-7, на котором для сравнения на несены результаты подобных опытов ВНИИНП, проведенных на опыт но-промышленной установке, подтверждающие достоверность резуль татов исследования. Приведенные данные позволяют в области зна чений а = 0,33-^0,48 применять приближенную аналитическую за висимость для расчета массовой концентрации сажи (г/м3):

Электропроводность в продольном и поперечном направлениях однонаправленных композиционных материалов на основе рубленого углеродного волокна была определена сотрудниками НИИ взрывчатых веществ (Англия) [6]. Результаты этого исследования, приведенные на рис. 7.13 и 7.14, подтверждают предположение о том, что композиционные материалы на основе рубленых волокон обладают более низкой электропроводностью по сравнению с композиционными материалами на основе непрерывных волокон.

Как ни удивительно, в литературе отсутствуют какие-либо сообщения о систематических исследованиях явлений переноса в ас-бопластиках, несмотря на их широкое применение. Изучение коэффициентов теплопроводности однонаправленных композиционных материалов на основе антофиллита и эпоксидного связующего было предпринято НИИ взрывчатых веществ [24] в связи с их применением в качестве материалов конструкционного назначения в химическом машиностроении и в качестве высокотемпературных теплоизоляционных материалов. Результаты этого исследования, приведенные на рис. 7.15, являются первым шагом в заполнении пробела в наших знаниях в этой области. Было исследовано влияние объемной доли волокна и температуры на kCr-Для установления корреляции между экспериментальными и расчетными данными были использованы уравнения (7.24) и (7.25), которые, как отмечалось выше, оказались вполне приемлемыми для установления такой корреляции для коэффициентов теплопроводности в поперечном направлении композиционных материалов на основе углеродных волокон. Кроме того, на рис. 7.15 приведены некоторые дополнительные данные, относящиеся к композиционным материалам на основе тканых матов и матов с хаотически расположенными в плоскости хризотиловыми волокнами, и некоторые показатели свойств композиционных материалов на основе эпоксидной смолы. Имеется некоторое различие в свойствах материалов на основе хризотила и антофиллита. Для облегчения сравнения свойств композиционных материалов данные на рис. 7.15 отнесены к общепринятой стандартной температуре 35 °С. Экспериментально установлено '[24], что для композиционных материалов на основе антофиллита и эпоксидной смолы характерны низкие значения температурного коэффициента теплопроводности. Его значение аналогично значению температурного коэффициента эпоксидной матрицы при всех исследованных объемных долях волокна и приблизительно равно 0,4-10~3 Вт/(м-К2).

Исследования прочности. Комплекс экспериментальных исследований прочности деталей машин состоит в исследовании:

Исследования прочности гибкого колеса показали, что напряжения в его ободе существенно уменьшаются с увеличением ширины впадины по окружности впадин.

Известен ряд установок, разработанных в Институте проблем прочности АН УССР для исследования прочности соединения покрытий с основным металлом при высоких температурах [97, 98, 102, 103]. Несмотря на некоторые различия, эти установки имеют общий принцип действия, основанный на нагреве образца в вакууме до нужной температуры с последующим нагружением.

102. А. с. 404000 (СССР). Установка для исследования прочности сцепления материалов при высоких температурах/В. В. Ришин, Б. А. Ляшенко, В. Н. Ру-денко.— Опубл. в Б. И., 1973, № 43.

Для создания универсальных установок с более высокой рабочей температурой исследования прочности тугоплавких материалов [37, 39, 150] сделаны новые разработки [43, 44, 45, 96, 101, 148], а также использованы идеи и конструкторские решения, реализованные и проверенные в специализированных установках [8, 27, 28, 143, 147, 160]. В результате разработаны универсальные высокоточные установки для иследования прочности [37, 39, 150], которые сочетают в себе преимущества комплексного использования методов растяжения — сжатия, измерения микротвердости и тепловой микроскопии, обладают большими возможностями изучения широкого круга разных матери-

J. Установка для исследования прочности материалов в широком интервале температур

Рис. 31. Схема универсальной установки УМТ-2 для исследования прочности материалов в широком интервале температур:

2. Установка для исследования прочности материалов при растяжении — сжатии с одновременным определением микротвердости

Рис. 32. Схема универсальной установки «Микрат-4» для исследования прочности материалов при высоких температурах.

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ

1. Установка ИП-10 для исследования прочности и деформативности материалов при скоростях 10~5—Ю-'с в диапазоне температур 170—2300 К