Конструктивные материалы

Макро- и микроскопические исследования поверхности изломов (фрактография) позволяют, с одной стороны, вскрыть механизм разрушений, с другой, - обосновывать рекомендации по их предупреждению (по выбору материалов, способов и режимов сварки, термической обработки, контролю качества). При анализе изломов сварки, термической обработки, контролю качества. При анализе изломов важно установить параметры очага разрушения (зоны инициирования разрушения), который обычно располагается в наиболее напряженных и охрупченных областях (дефекты различного происхождения, конструктивные концентраторы напряжений) основного металла (ОМ), сварного шва (Ш) и зоны термического влияния (ЗТВ). Очаги разрушения обнаруживаются в местах наибольшего раскрытия кромок в полюсе выпученного разрыва с использованием закономерностей механики разрушения. Поверхность излома имеет определенную ориентацию относительно направления силовых воздействий

Дефекты и конструктивные концентраторы напряжений в элементах способствуют к повышению уровня на-

Это явление особенно резко выражено в деталях, изготовленных из высокопрочных легированных сталел, чувствительных к концентрации напряжений, и в деталях небольших размеров. В связи с этим конструктивные концентраторы напряхений таких деталей должны тщательно обрабатываться (шлифоваться, полироваться и т. д.) и, кроме того, упрочняться обкаткой, накаткой, обдувкой дробью и др. На рабочих чертежах деталей записью должно указываться название отделочных и упрочняющих операций и границы применения их.

конструктивные концентраторы налряжений (канавка шлифовального круга, проточка для выхода резьбонарезного инструмента). Расчетный диаметр вала (d=3\ мм) увеличивается до 31,5 мм, поскольку две смежные ступени (резьба и шлицы) регламентированы стандартами и нео('Ходимостью обеспечить выход фрезы при нарезании шлицев и свободный проход резьбонарезного инструмента. Размер h заплечика л*ожет оказаться меньше (см. гл. 5 ч. 2). Между кольцом подшипника и завала ставится промежуточное кольцо, имеющее умень-фаску. В данном примере роль такого кольца выполняет

Исключением являются серые чугуны, у которых, несмотря на хрупкость, k3 x 1. Это объясняется их структурными особенностями. Серые чугуны пронизаны густой сеткой пластинчатых включений графита (см. рис. 80, о), которые эквивалентны внутренним надрезам и образуют множественные концентраторы напряжений, по силе действия превосходящие конструктивные концентраторы. • i

Дефекты и конструктивные концентраторы напряжений в сосудах и аппаратах способствуют повышению уров-

ня напряженности металла и, как следствие, снижению работоспособности ресурса оборудования. Конструктивные концентраторы напряжений в виде разнотолщинных соединений, угловых элементов, смещения кромок и других дефектов способствуют повышению уровня напряженности металла и, как следствие, снижению ресурса оборудования. Степень превышения напряжений в области дефектов и конструктивных концентраторов оценивают теоретическим коэффициентом концентрации напряжений аст:

Эта схема, в целом, соответствует классификации Международного института сварки, согласно которой причины аварий сварных конструкций принято подразделять на три группы. Группа А включает факторы конструктивно-технологического характера ( наличие технологических дефектов трещиноподобного типа, конструктивные концентраторы напряжений и т. п.), группа В- факторы, связанные с наличием высоких напряжений от внешних нагрузок, температуры и т. д., группа С- факторы, определяемые исходным химическим составом и структурой материала, а также их изменением в процессе изготовления конструкции и ее эксплуатации [15].

Эта схема, в целом, соответствует классификации Международного института сварки, согласно которой причины аварий сварных конструкций принято подразделять на три группы. Группа А включает факторы конструктивно-технологического характера ( наличие технологических дефектов трещиноподобного типа, конструктивные концентраторы напряжений и т. п.); группа В- факторы, связанные с наличием высоких напряжений от внешних нагрузок, температуры и т. д.; группа С- факторы, определяемые исходным химическим составом и структурой материала, а также их изменением в процессе изготовления конструкции и ее эксплуатации [15].

1. Составление схемы разрушения, выявление первичного разрушения; определение на детали месторасположения излома, в частности, не совпадает ли место разрушения с зоной действия наибольших напряжений, имеются ли в детали конструктивные концентраторы напряжений, как взаимно расположены концентраторы и место излома, а также очаг излома. Выявление в изломе металлургических дефектов, связи очага излома с дефектами, коррозионными, эррозионными и другими повреждениями.

Эффект упрочнения материала как источник появления нераспространяющихся усталостных трещин присутствует и в случае, когда деталь или образец имеют конструктивные концентраторы напряжений. Это было показано при исследовании развития усталостных трещин в образцах из отожженного (450 °С, 1 ч в вакууме) сплава А1 —0,5% Mg [35]. Испытывали на усталость при симметричном растяжении-сжатии плоские образцы сечением в рабочей части 15,5X6,35 мм с двусторонними острыми надрезами глубиной 3,6 мм и радиусом при вершине 0,013 мм. Испытания при частоте циклов 1500 1/мин на трех различных уровнях напряжений (25; 26,5 и 28 МПа) показали, что в надрезах образуются нераспространяющиеся усталостные трещины. При этом трещина развивается наиболее интенсивно в первые 106 циклов нагружения, затем рост трещины замедляется и полностью прекращается при 2- 10е—3-Ю6 циклов. Дальнейшее увеличение числа циклов нагружения до ЫО7—2,5-107 не приводит к росту трещины.

51. Паталах И. И., Добролюбов В. В., Илюхин А. С. и др. Новые конструктивные материалы и средства химической защиты для производства основной химии: Сборник трудов/НИУИФ.— М.: Лаб. НТИ, 1978. — Вып. 233. —С. 13—23.

52. Федоренко Г. В., Фишман В. А., Рогова В. А. и др. Новые конструктивные материалы и средства химической защиты для производств основной химии: Сборник трудов/НИУИФ.— М.: Лаб. НТИ, 1978.— Вып. 233.— С. 44—48.

53. Муницына Р. Г., Федоренко Г. В., Добролюбов В. В. и др. Новые конструктивные материалы и средства химической защиты для производств

55. Федоренко Г. В., Добролюбов С. В., Чеховская С. В. Новые конструктивные материалы и средства химической защиты для производств основной химии: Сборник трудов / НИУИФ.—М.: Лаб. НТИ, 1978.—-Вып. 238.— С. 27,—35. v.

178. Свистунов Т. В., Петровская В. А., Добролюбов В. В. и др. Новые конструктивные материалы и средства химической защиты для производств

Относительно высокое внутреннее трение имеют чугуны, сплавы магния и титана и сплавы на основе марганца с 15—20% меди. Однако в связи с тем, что конструктивные материалы, применяемые в дизелестроении в настоящее время, имеют малое внутреннее трение, а по условиям прочности основные детали и узлы не могут быть изготовлены из материалов с высоким внутренним трением, одним из средств уменьшения вибрации, распространяющейся по конструкции двигателя, следует считать нанесение вибродемпфирующего покрытия, характеризуемого достаточно высоким внутренним трением. В этом случае энергия механических колебаний, передающихся демпфирующему покрытию 222

1. Конструктивные материалы, т. 3, „Советская энциклопедия", 1965 г.

В настоящее время мощность паровых турбин достигла уровня 1000—1300 МВт и в ближайшем будущем будет доведена до 2000 МВт. Постоянный рост единичной мощности турбоагрегатов предъявляет повышенные требования к их экономичности, надежности, металлоемкости. Для решения этих задач проводятся детальные исследования аэродинамики рабочего процесса турбин, разрабатываются новые высокопрочные конструктивные материалы, совершенствуются тепловые схемы установок.

134. Лесиков Б. В, и др. Исследование влияния продуктов сгорания дистиллятных сернистых топлив на конструктивные материалы газовых турбин. — «Энергомашиностроение», 1965, № 2.

Современные конструктивные материалы имеют удельную прочность от 16 до 25, а некоторые — до 35 — 40.

Явление коррозии рассматривается здесь потому, что оно имеет отношение к проблеме обработки воды. Для специального изучения коррозии следует обратиться к капитальным научным, работам. Коррозионная активность исходной воды определяется характером содержащихся в ней примесей. Например, обычные конструктивные материалы подвергаются воздействию воды, содержащей растворенные кислоты, кислород и соли. На сталь котлов могут воздействовать также концентрированные щелочи. Но следует иметь в виду, что вода, обладающая высокой степенью чистоты в химическом отношении, может быть даже еще более коррозионной, чем исходная вода, особенно в присутствии растворенного кислорода.

Конструктивные материалы. Сортовая сталь различного профиля. Стальные трубы. Метизы.