Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Климатических температурах



Чтобы определить влияние климатических температур на хладостой-кость материалов, из которых изготавливаются машины северного исполнения, применяют установки, где достигается температура порядка —30 ч--.—80° С. Как правило, для этого в конструкцию испытательных машин вводят холодильный шкаф с испарителями, которые питаются либо от компрессорного фреонового агрегата [84], либо от других несложных устройств.

Область пониженных климатических температур

Зависимость магнитных свойств от температуры и давления. Магнитные материалы в условиях эксплуатации подвергаются нагреву и охлаждению, обычно в пределах климатических температур, вследствие чего их свойства меняются (табл. 18).

Сплавы с заданным а широко применяют bj-W~s в машиностроении и приборостроении. Сплавы с минимальным а (близким к нулю) используют для деталей и измерительных приборов, расширение которых должно быть исключительно малым при колебаниях климатических температур. Тепловое расширение сплавов с низким и средним а хорошо согласуется в большом интервале температур с расширением других материалов, таких как неорганические диэлектрики (стекла и керамики), чугун и др.

Классическими сплавами этой группы являются манганин и константен, которые отличаются исключительно малым температурным коэффициентом электросопротивления в области климатических температур: манганин от —60 до +80, кон-стантан от —60 до +350° С (табл. 18—21).

Приборостроение [12, 21, 28]. Высокое сопротивление малым пластическим деформациям, значительно более высокий уровень максимальной упругой деформации, определяемой отношением ^амг/Е, чем у сталей других классов, повышенная малоцикловая выносливость в сочетании с возможностями широкого применения холодной пластической деформации, хорошей свариваемостью и коррозионной стойкостью определяют преимущества мартенситно-ста-реющих сталей как пружинного материала. При формировании двухфазной структуры (а + -у) эти стали могут обладать элинварными свойствами в диапазоне климатических температур, что существенно расширяет диапазон использования упругих элементов из этих сталей.

Остановимся на некоторых «трудных» проблемах магнитномягких аморфных материалов. Одной из таких проблем, как отмечают авторы книги, является временная нестабильность проницаемости. Эта проблема стоит особенно остро в отношении аморфных сплавов с Я8«0, где пиннинг границ доменов выражен весьма слабо, и поэтому стабилизация границ доменов вследствие направленного упорядочения по сути дела является лимитирующим фактором. В кристаллических материалах эта проблема решается сравнительно легко — путем снижения примесей внедрения углерода и азота. Ранее предполагали, что временная нестабильность проницаемости аморфных сплавов в районе климатических температур обусловлена атомами металлоидов [9]*. Однако исследование сплавов с Яв«О, но не содержащих металлоиды, показало [20 с. 49]*, что и в этих материалах нестабильность проницаемости выражена весьма сильно. По всей видимости, атомной структуре аморфных сплавов, не зависимо от того, содержат ли они атомы металлоидов или нет, присущи некоторые дефекты, перестройка которых в зависимости от направления вектора намагниченности обеспечивает стабилизацию границ доменов и наведение одноосной анизотропии.

2. При малом содержании кобальта в сплавах Ni—Co величина Тс лежит в области климатических температур.

Так как магнитные материалы используются главным образом при климатических температурах, важным параметром является намагниченность при этих температурах. Хорошо известно, что величина спонтанной намагниченности в ферромагнетиках уменьшается с повышением температуры. Это падение намагниченности,, слабое при относительно низких температурах, резко возрастает с приближением к точке Кюри. Температурные изменения намагниченности сопровождаются так называемыми кооперативными эффектами. Слабые изменения намагниченности в области низких температур, вероятно, связаны с механизмом спиновых волновых возбуждений, когда намагниченность пропорциональна2 Г3/2. В ре-

2 Величина ТКЛР инваров в районе климатических температур составляет ~;10~в и ниже, что более чем на порядок меньше ТКЛР, например, железа. Прим. ред.

прочности (криваяЗ). При этом прочность конструктивных элементов, имеющих концентрацию напряжений, выразится кривой 4. В соответствии с рис. 2.3.1 различают три характерные температурные области работы конструкций: область 1 — низкотемпературную (которая в общем случае может простираться и в область положительных температур), область 11, где выраженная хрупкость и ползучесть отсутствуют, и область 111, в которой рассматривается жаропрочность металла. Область низких температур диктует свои требования в отношении выбора металла из-за возможности отрицательного проявления низкотемпературной хрупкости. В области низких климатических температур (до минус 60-80 °С) удается обеспечить достаточно хорошую работоспособность сварных конструкций на основе применения сталей с невысокой степенью легирования, но, как правило, термически обработанных. Для диапазона умеренно низких температур (до минус 20-30 °С) при соответствующих видах соединений и конструктивных формах возможно применение дешевых конструкционных материалов. При криогенных температурах, как правило, необходимо использовать специальные стали и цветные сплавы, а также соответствующие им способы сварки.

Таким образом, стали и сплавы, предназначаемые для работы при низких температурах, делят на металлические материалы для работы при низких климатических температурах (до —60°С) так называемые стали северного исполнения и эксплуатируемые при температурах от комнатной до температуры ниже —80°С почти вплоть до абсолютного нуля (4,2 К — темпера-

вым швом. Изготовление морских буровых установок осуществляют на заводах, расположенных непосредственно у водного пути, с тем чтобы полностью собранная и сваренная конструкция оказалась па плану и ее можно было доставить к месту эксплуатации морским путем с помощью буксировки или па палубе судна, подводимого под конструкцию буровой в полузатопленном состоянии. Мостовые фермы работают при переменных нагрузках и нередко при низких климатических температурах, что определяет высокую чувствительность их сварных соединений к концентрации напряжений. Поэтому в процессе проектирования и изготовления сварных мостовых пролетных строений особое внимание уделяют предотвращению и устранению концентрации напряжений в сварных соединениях и узлах.

К первой группе относят металлы и сплавы, обладающие удовлетворительными механическими характеристиками при обычных климатических температурах (до —50 °С): углеродистые стали ферритного и мартенсит-ного классов, некоторые низколегированные и инструментальные стали и композиционные материалы на основе кобальта.

Так как указанные выше хрупкие разрушения в основном происходили при климатических температурах (от -50 до +30°С), а толщины стенок разрушившихся конструкций не превосходили (20—50 мм), то для толстостенных корпусов ВВЭР (с толщинами стенок 100-КЗОО мм) опасность хрупких разрушений представлялась реальной (в первую очередь при гидро-испьгтаниях). Отмеченное выше образование хрупких трещин при сварке корпусов подтверждало эту реальность.

Кипящие стали (Ст1кп, Ст2кп, СтЗкп), содержащие повышенное количество кислорода, имеют порог хладноломкости на 30— 40 °С выше, чем стали спокойные (Ст!.сп, Ст2сп, СтЗсп и др.)-Поэтому для ответственных сварных конструкций, а также работающих при низких климатических температурах применяют спокойные стали (Ст1сл, Ст2сп, СтЗсп).

Так как магнитные материалы используются главным образом при климатических температурах, важным параметром является намагниченность при этих температурах. Хорошо известно, что величина спонтанной намагниченности в ферромагнетиках уменьшается с повышением температуры. Это падение намагниченности,, слабое при относительно низких температурах, резко возрастает с приближением к точке Кюри. Температурные изменения намагниченности сопровождаются так называемыми кооперативными эффектами. Слабые изменения намагниченности в области низких температур, вероятно, связаны с механизмом спиновых волновых возбуждений, когда намагниченность пропорциональна2 Г3/2. В ре-

Таким образом, стали и сплавы, предназначаемые для работы при низких температурах, делят на металлические материалы для работы при низких климатических температурах (до —60°С) так называемые стали северного исполнения и эксплуатируемые при температурах от комнатной до температуры ниже —80°С почти вплоть до абсолютного нуля (4,2 К — темпера-

Для охлаждения образцов и элементов конструкций применяют три способа: погружение в жидкий хладагент, конвективный отвод теплоты с помощью газовой среды и передача теплоты по металлическому холодо-проводу. Способ охлаждения и тип хладагента зависят от рабочей температуры, вида и длительности испытаний [55]. При низких климатических температурах используют смесь льда с солью, твердую углекислоту в чистом виде или в смеси с четыреххлористым углеродом либо с этиловым спиртом. При длительных испытаниях наиболее приемлем раствор жидкого азота с бензином (этиловым спиртом), который позволяет получать температуру 273...140 (160) К. С увеличением концентрации спирта в жидком азоте температура раствора повышается.

Для решения указанных выше вопросов в ИПП АН УССР было проведено комплексное систематическое исследование характеристик вязкости разрушения при статическом, динамическом и циклическом нагружениях конструкционных сталей, применяемых в конструкциях, работающих при низких климатических температурах, в энергетическом оборудовании и в других отраслях. Методики определения характеристик вязкости разрушения при циклическом, статическом и динамическом нагружениях описаны в главе IV. Характеристики механических свойств исследованных сплавов и их термообработка приведены в главе IV.

руемых при низких климатических температурах, а также для сварных конструкций, находящихся под воздействием динамических и вибрационных нагрузок (ответственные сооружения), недопустимо Для строительства наиболее ответственных сооружений следует применять только спокойную сталь

Достижение таких значений магнитной энергии становится возможным при условии использования одноосных ферромагнитных соединений с намагниченностью насыщения более 2,44 Тл**. Среди классических ферромагнетиков такой намагниченностью насыщения при климатических температурах обладают сплавы Fe— Со (2,45 Тл), при температурах жидкого гелия редкоземельные металлы ТЬ (3,27), Но (3,75), Dy (3,70), Ег (3,42), Tm (2,72 Тл).




Рекомендуем ознакомиться:
Кинематические соотношения
Кинематических характеристик
Кинематических соединений
Кинематическим граничным
Кинематически допустимой
Кинематической характеристикой
Кинематической вязкостью
Кинематическое перемещение
Кинематического параметра
Кинематическом возбуждении
Качающимся цилиндром
Кинематику механизма
Кинетические уравнения
Кинетических особенностей
Качественной углеродистой
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки