Количества неметаллических

Рассмотрим влияние вида и количества наполнителей-модификаторов на триботехнические свойства модифицированного ПТФЭ (полимерных композиционных материалов). В работах [135, 136] исследовали механические и триботехнические свойства ряда композиций, состав которых приведен в табл. 7.3. Представленные в таблице материалы содержат либо один вид наполнителя (Ф4К20), либо два (Б48ДЗ), либо три вида наполнителей (ВЗОБ10ДЗ), а также два материала с четырьмя видами наполнителей.

Создание полимерного композиционного материала, обладающего максимальной износостойкостью, возможно путем оптимизации вида и количества вводимых модификаторов. С этой целью проводили оптимизационные исследования влияния количества наполнителей на трибо-технические свойства композиционных материалов на основе ПТФЭ,

ных с применением карбоновокислых -эмульгаторов, изготовляют не имеющие запаха губчатые изделия, устойчивые к .действию топлив и масел. Л. д.-н. применяются для нанесения водомаслонепрони-щаемых покрытий (часто в сочетании с дисперсиями поливинилхлорида) на бумагу, ткани и пр. Смеси на основе Л. д.-н., содержащие небольшие количества наполнителей и пигментов, применяются для нанесения покрытий на кожу и закрепления нестойких красителей; смеси с большим содержанием наполнителей (от 2 до •8 вес. ч. на 1 вес. ч. полимера) — для покрытия изнанки ковров. Для покрытия оберточной бумаги используются смеси Л. д.-н. с глиной, крахмалом или казеином, обеспечивающие хорошую печать и привлекательный внешний вид. В смесях с цементами Л. д.-н. применяются для водо- и топливостойких покрытий полов, палуб судов, нефтяных резервуаров и пр. Л.д.-н. используются для связывания волокон в произ-ве нетканых материалов и бумаги, для шлихтования тка-пей; смеси Л. д.-н. с мочевино- и меламино-формальдегидными смолами, применяемые в качестве связующего для искусственных и синтетических тканей, обеспечивают их несминаемость, упругость, стойкость к действию растворителей. Модифицируя бумагу добавлением Л. д.-н. в бумажную массу, получают маслостойкие прокладки. Смеси Л. д.-н. со смолами или казеином употребляют также в качестве клеев.

Важная особенность Л. х. — способность изделий из них к вулканизации без введения спец. вулканизующих агентов при простом нагревании. Обычные вулканизующие агенты — сера, тиурам, кап-такс —не только неэффективны при вулканизации Л. х., но даже замедляют ее, более полная вулканизация достигается в присутствии окиси цинка, глета, сурика или ор-ганич. веществ — парадинитробензола и дитиокарбаматов. В отличие от др. типов латексов, в Л. х. не удается вводить большие количества наполнителей без ухудшения физико-механич. св-в изделий. Небольшие количества сажи или коллоидной крем-некислоты (5—10% от веса полимера) повышают прочность и модуль вулкани-затов, что используется при изготовлении губчатых изделий из Л. х.

Твердость по ТМ-2 .... Морозостойкость (по температуре хрупкости) .... 0 С ° С 40—95 —20-4-70 50 ' 300 ду молекулами каучука, образующихся в процессе вулканизации (т. е. от температуры и продолжительности вулканизации, количества вулканизирующих агентов, типа и количества наполнителя) В зависимости от количества наполнителей, а также числа связей между молекулами каучука

где В — коэффициент, зависящий от количества наполнителей

Рис. 24. Влияние на износ фторопластовых материалов при сухом трении вида и количества наполнителей:

При изучении физико-механических свойств фторопластовых материалов было установлено, что введение наполнителей сни« жает механическую прочность фторопласта-4 (удельную ударную вязкость и статический изгиб). При определении же твердости материалов оказалось, что введение оптимальных количеств наполнителей повышает твердость фторопласта, а дальнейшее увеличение количества наполнителей приводит к снижению твердости. Вместе с тем следует отметить, что абсолютные вели* чины износа и твердости различны для разных наполнителей (табл. 25 и 26).

Зависимость деформации наполненных фторопластов от вида и количества наполнителей при разных температурах

* Большие количества наполнителей резко снижают ударную вязкость полимерных композиций, увеличивают в ряде случаев интенсивность износа сопряженных тел — полимерной детали и металлического контртела. — Прим. ред.

нителя, вида армирующего материала и системы его укладки, типа смолы, вида и количества наполнителей позволяет существенно изменять физические свойства получаемых стеклопластиков. Следовательно, можно сказать, что структура и состав АКМ формируются в процессе получения изделия.

Плавильные электропечи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами, так как в них можно получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений — продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных, высоколегированных, инструментальных, специальных сталей и сплавов.

Определение количества неметаллических включений и карбидной неоднородности производится в баллах по стандартным шкалам (ГОСТ 801—60).

В 1974 г. произошло разрушение трубопровода 0114 мм обвязки одной из скважин УКПГ-6 ОНГКМ. В области фланца образовалась сквозная трещина, находившаяся на расстоянии 15-23 мм от оси сварного шва. Структура металла фланца в зоне образования и развития трещины состояла из грубопластинчатого перлита. Методами электронной фрактографии установлено, что металл фланца был сильно загрязнен неметаллическими включениями, по которым распространялось разрушение, имевшее преимущественно хрупкий характер. Причиной возникновения этого повреждения явилось наличие в металле фланца большого количества неметаллических включений типа оксисульфидов и непроваров глубиной до 2 мм общей протяженностью около 50 мм в корне сварного шва. Кроме того, отсутствие термообработки сварного соединения способствовало возникновению в околошовной зоне структуры троостита, не обладающей достаточной стойкостью к сероводородному растрескиванию, и высокого уровня остаточных напряжений.

Разрушение соединительного трубопровода УКПГ-ОГПЗ, сооруженного из труб 0720 мм, произошло вблизи сварного соединения в районе фланца, где образовалась сквозная трещина, находившаяся на расстоянии 15-23 мм от оси шва. К причинам, повлиявшим на возникновение данного повреждения, были отнесены: наличие в металле фланца большого количества неметаллических включений типа оксисульфидов и присутствие в корне шва непроваров глубиной до 2 мм общей протяженностью около 50 мм.

сталь иногда не прорабатывалась, и в тепловом центре наблюдались усадочные раковины и поры. При этом если количество и размеры сульфидных включений на расстоянии 0,2 R (R — радиус слитка) составляет 0,0223% (объемн.) и~0,8 мкм, то в тепловом центре 0,035% и 1,3 мкм соответственно при одновременном уменьшении количества неметаллических включений на единице площади. Несмотря на некоторое различие в распределении неметаллических включений и плотности, качество стали после поршневого прессования в целом значительно повышается по сравнению с литьем в кокиль. Так, количество и размеры сульфидных включений в тепловом центре отливки уменьшаются в 3,5 и 1,5 раза по сравнению с литыми в кокиль, а плотность повышается с 7740 до 7890 кг/м3. Заметно повышается и твердость до термической обработки — с НВ 207 до НВ 270 и механические свойства*:

Предыстория изготовления труб или «технологическая наследственность», в первую очередь механическая и термическая обработка, во многом обусловливают коррозию под напряжением. Так, формование~упоминаемых*"выше~разрушившихся спирально-шовных труб без должной настройки формующих машин прибело к созданию в металле остаточных напряжений до 125 МПа (табл. 4). Кроме того, формующие ролики оставили спиральные вмятины на поверхности с соответствующим наклепом и понижением коррозионной стойкости (наблюдались полосы избирательной механохимической коррозии). Остатки прокатной окалины также создают на поверхности коррозионные гальванопары, которые могут привести электрохимический потенциал локальных участков к значениям, при которых возникают трещины. Механическая обработка поверхности (например, при зачистке поверхности трубы скребками) создает неоднородность физико-механического состояния поверхностного слоя и вызывает сильную электрохимическую гетерогенность поверхности, способствующую развитию значительной локальной коррозии. Большое влияние формы и количества неметаллических включений, т. е. степени загрязнения стали, на коррозионную усталость (снижение выносливости) также обусловлено электрохимической гетерогенностью в области включения, усиливающейся при приложении нагрузки вследствие концентрации напряжений. В этом отношении является неудовлетворительным качество стали 17Г2СФ непрерывной разливки в связи с большой загрязненностью неметаллическими включениями (властности пластичными силикатами), что привело к почти полной потере пластичности листа в направлении поперек прокатки.

Особенно велика разница в свойствах стали в продольном и поперечном направлениях с возрастанием количества неметаллических включений. Увеличение количества включений в конструкционной углеродистой стали всего на один балл снижает поперечное сжатие на 10%. Анизотропия свойств кованой стали является следствием вытянутости неметаллических включений и структурной полосчатости, обусловленной дендритной ликвацией литой стали.

Так как подшипники качения должны выдерживать большое количество циклов высоких контактных напряжений, к шарикоподшипниковым сталям предъявляют строгие требования в отношении металлургического качества. Попадая в поверхностный рабочий слой деталей подшипников, металлургические дефекты становятся концентраторами напряжений и источником преждевременного усталостного разрушения. Предельные количества неметаллических включений и карбидной неоднородности, допускаемые в шарикоподшипниковой стали по ГОСТу 801—60, указаны в табл. 2 и 3 [7].

Г.В.Карпенко с сотр. [190] рассматривали влияние чистоты низкоуглеродистой стали по неметаллическим включениям на ее сопротивление малоцикловому разрушению. Они установили, что при упруго-пластическом деформировании стали 20 в воздухе, дистиллированной воде, водных растворах NaOH и NaCI, а также при наводороживании наибольшей долговечностью обладают образцы с включениями кремнезема, а наименьшей — с включением пластинчатых силикатов. Повышение рН среды от 2 до 12 увеличивает выносливость этой стали с неметаллическими включениями разной природы. При испытании в щелочной среде выносливость стали выше, чем в воздухе, что авторы связывают с образованием гидрооксидного слоя, затрудняющего доступ кислорода в зону деформации. Вакуумное рафинирование, приводящее к уменьшению количества неметаллических включений, вредных примесей, газов и пр., повышает выносли-

В табл. 1.11 приведены результаты анализа, общего количества неметаллических включений исходного металла и после электроннолучевой плавки, в том числе содержание А12О3 в металле.

Чем выше скорость нагрева, тем выше тепловые напряжения и температурный градиент и тем меньшими будут слой окалины и обезуглероживание поверхности. Допустимая скорость нагрева металла зависит от его теплопроводности, теплоёмкости, температуропроводности, структурного состояния, а также качества, т. е. степени однородности, и раскислённости металла, количества неметаллических включений и пр. Достижимая скорость нагрева определяется условиями передачи тепла, зависящими от типа и конструкции печи, формы и размеров заготовок (слитков), их расположения на поду печи, а также от допустимой величины слоя окалины и обезуглероживания *.