Концентрацией напряжений

Упрочненный слой имеет высокую твердость и износостойкость. Твердость слоя, измеренная методом Виккерса на приборе ПМТ-3, составляет 1000—1400 HV и зависит от материала электрода. Общий слой электроискрового упрочнения состоит из верхнего белого нетравящегося слоя и нижнего переходного диффузионного слоя с переменной концентрацией легирующих примесей и карбида, с сильно измененной исходной структурой, постепенно переходящей в структуру основного металла. В большинстве случаев нижний слой по глубине несколько больше верхнего. В связи с наличием диффузионного слоя в структуре упрочненного металла возможно многослойное упрочнение, в том числе с образованием разнолегиро-ванных слоев. Последующее воздействие лазерного излучения улучшает свойства упрочненной поверхности, легированной электроискровым методом, и снижает степень ее шероховатости.

Свойства зоны легирования зависят от концентрации легирующих элементов и получения фаз различной степени стабильности и дисперсности, образующихся в процессе охлаждения. Строение и состав зоны термического влияния определяются режимом лазерного облучения: плотностью мощности излучения, временем его действия, числом импульсов, а также концентрацией легирующих компонентов в обмазке.

Свойства зоны легирования зависят от концентрации легирующих элементов и получения фаз различной степени стабильности и дисперсности, образующихся в процессе охлаждения. Строение и состав зоны термического влияния определяются режимом лазерного облучения: плотностью мощности излучения, временем его действия, числом импульсов, а также концентрацией легирующих компонентов в обмазке.

Другое важное применение диаграммы Шеффлера заключается в прогнозировании структуры металла шва и его свойств при сварке легированных сталей присадочными материалами с иной концентрацией легирующих элементов и при наплавке хромоннкелевыми присадочными материалами. В этих случаях металл шва имеет структуру, соответствующую линии, соединяющей точки эквивалентов хрома и никеля в основном и присадочном металлах. Если известны доли участия основного и присадочного металлов в шве, а перемешивание в сварочной

Диффузионная подвижность атомов легирующих элементов и выдержка при температуре закалки очень малы, поэтому можно полагать, что за время нагрева под закалку химическая микронеоднородность существенно не изменится. Можно, по-видимому, предполагать также, что даже после полного растворения карбидной фазы химическая микронеоднородность сохранится в значительной мере. Чем дисперснее исходная (существовавшая перед закалкой) карбидная фаза, тем больше в твердом растворе будет микрообъемов с повышенной концентрацией легирующих элементов непосредственно после растворения. Иными словами, непосредственно после растворения карбидной фазы в стали с дисперсным исходным перлитом химическая микронеоднород-иость будет развита в большей степени, чем в стали с крупнозернистым цементитом. Точно так же можно полагать, что и плотность дефектов кристаллической решетки в первом случае будет больше, чем во втором.

Из сказанного следует, что непосредственно перед нагревом под закалку отожженная сталь представляет собой твердый раствор с пониженной концентрацией легирующих карбидообразующих элементов; в этот твердый раствор вкраплены карбидные частицы с высокой концентрацией легирующих элементов.

Вторую группу составляют сплавы с концентрацией легирующих элементов от d до Qp, у которых при закалке из р-области мартенситное превращение не происходит до конца и они имеют структуру а' (а") и р. Сплавы этой группы после закалки с температур от полиморфного превращения до Ткр имеют структуру а' (а"), а и р, а с температур ниже Ткр — структуру (а + Р).

Master alloy powder — Порошок легированного сплава. Порошок легированного металла с высокой концентрацией легирующих компонентов, разработанный для получения желаемого состава сплава.

Относительно малая скорость диффузии основных легирующих компонентов по сравнению с водородом дает возможность при дегазации выделиться из метастабильной а'-фазы мелкодисперсной а-фазы, состав которой отличается от исходной а'-фазы большей концентрацией легирующих элементов и меньшим содержанием алюминия.

но медью или фосфором хотя и снижает заметно коррозию стали в промышленной атмосфере, однако при одновременном присутствии в сплаве обоих элементов эффект получается более значительным. Оптимальной концентрацией легирующих элементов в сплаве, судя по диаграмме, является 0,2% Си и 0,06% Р.

нахлесточное соединение — основное соединение тонколистовых элементов при термомеханической сварке, особенно при точечной и шовной контактной сварке. В данном случае оно наиболее технологично, так как удобно для двустороннего и одностороннего подвода электродов перпендикулярно к поверхности металла. Точечные соединения часто играют роль связующих соединений и рабочих усилий не передают (точечные соединения сварных профилей при нагружении продольным усилием, соединения обшивок с каркасами и т. д.). Шовные соединения, как правило, несут рабочие нагрузки, но ий прочность меньше, чем стыковых, выполненных термической сваркой. Это обусловлено дополнительным изгибом при осевом нагружении и концентрацией напряжений вследствие зазора между элементами.

Меньшей концентрацией напряжений характеризуется выполнение переходной поверхности вала галтелью постоянного радиуса (рис. 6.29). Радиус галтели г, принимают меньше координаты фаски г (мм) по табл. 6.10.

Заклепочные соединения применяют для деталей, материал которых плохо сваривается, и в тех конструкциях, где важно растянуть во времени развитие процесса разрушения. Например, разрушение одной или нескольких из тысяч заклепок крыла самолета еще не приводит к его разрушению, но уже может быть обнаружено и устранено при контроле и ремонте. В сварных соединениях образование трещин сопровождается высокой концентрацией напряжений, что приводит к ускорению процесса разрушения.

(рис. 10.1, (г). »то позволяет получать сварные соединения с минимальной концентрацией напряжений при относительно прослои подготовке' элементов иод сварку. Однако требуется проведение последующей термической обработки готового узла или изделия. Иногда ограничиваются минимальными размерами швов (рис. 10.1, б), но в этом случае производят плотную подгонку мест сопряжений листов и постановку разгрузочных заплечиков, штифтов, шипов и пазов. Дополнительные затраты на подгоночные работы компенсируются снижением трудоемкости сварочных работ. Кроме того, малый объем наплавленного металла позволяет обходиться без последующей термообработки конструкций.

Масштабные коэффициенты можно определять и на образцах с концентрацией напряжений.

Лобовые швы испытывают сложные напряжения, характеризуются высокой жесткостью и значительной концентрацией напряжений. Эксцентричное приложение нагрузки вызывает в швах напряжения изгиба от момента PS (см. рис. 244, а). Влияние изгиба уменьшается при длине перекрытия листов и ^ 4S. По длине фланговых швов напряжения распределяются неравномерно. Менее нагруженной оказывается середина швов (см. эпюру тср на рис. 247, б). Так как неравномерность распределения напряжений возрастает с увеличением длины швов, то принимают /Ф ^С 50 k (минимальная длина /ф = 40 мм).

Например, у серых чугунов временное сопротивление изгибу в среднем в 2 раза выше, чем растяжению. Коэффициенты концентрации напряжений вводят в расчет на статическую прочность для материалов в хрупком состоянии, но их существенно уменьшают для неоднородных материалов со значительной внутренней концентрацией напряжений (серый чугун).

Достигаемое повышение сопротивления усталости деталей на гладких участках — на 20...40 %; деталей, типичных для машиностроения форм с концентрацией напряжений,— на 80...100%, при особо резкой концентрации напряжений — до трех раз.

Это объясняется: а) концентрацией напряжений (связанной с геометрией стыка, сварочными дефектами, а для фланговых и косых угловых швов — совместной работой с соединяемыми элементами); б) остаточными напряжениями; в) литейной структурой шва, изменением структуры металла около шва и выгоранием легирующих компонентов.

Большое значение имеет конструкция швов. Например, прочность при переменных нагрузках тавровых соединений со скосами кромок в связи с меньшей концентрацией напряжений в 1,5 раза выше, чем без разделки кромок. От постановки

Соединения с натягом снижают сопротивление усталости валов, что связано с концентрацией напряжений и контактной коррозией на посадочных поверхностях. Однако это снижение.компенсируется легче, чем снижение, вызываемое шпоночными или шлицевыми соединениями. Сопротивление усталости валов под ступицами может быть повышено увеличением диаметра части вала под ступицей примерно на 5 % с плавными переходными поверхностями, обкаткой роликами, азотированием, цементацией или закалкой с нагревом ТВЧ, а также разгрузочными канавками, выполняемыми на торцах ступиц и снижающими концентрацию напряжений (§ 16.4).