Минимальной пластичности

Из рассмотренных способов предпочтительны конструкции, требующие минимальной механической обработки,— со штампованными заглушками (виды л, м, о, п), а для резьбовых отверстий - с заглушками на конической резьбе, т-----••*":•.••»:•• .-..-••;-,:^-_ ' ' I

Литьем получают заготовки практически любых размеров как простой, так и очень сложной конфигурации. При этом отливки могут иметь сложные внутренние полости с криволинейными поверхностями, пересекающимися под различными углами. Точность размеров и качество поверхности зависят от способа литья. Некоторыми специальными способами литья (литье под давлением, по выплавляемым моделям) можно получить заготовки, требующие минимальной механической обработки. %

1) применением в новой машине деталей с минимальной механической обработкой. При этом широко используется штамповка, точное литье, фасонный прокат, сварка;

Отсутствие механизированных производственных процессов с необходимыми производственными мощностями представляет собой проблему в таких совершенно различных отраслях промышленности, как судостроение, авиация и химическая промышленность. Крупные и сложные конструктивные элементы в отдельных случаях изготовляются выкладкой вручную, что иногда приводит к выбору малоэффективной конфигурации этих элементов. Решение проблем, призванных сократить время, необходимое для освоения новых материалов, в сильной степени зависит от разработки новых принципов конструирования. К ним относят более эффективное использование обычных материалов и выборочное применение вновь созданных, а в случае композиционных материалов — использование высокоэффективных волокнистых композиций; возможность применения механизированных производственных процессов с минимальной механической обработкой; учет характера допустимого повреждения и возможности восстановления и увеличения тем самым цикла службы. При выборе материала для каждого конкретного случая с самого начала должны быть приняты во внимание многие сложные, находящиеся во взаимодействии факторы. Это позволит в дальнейшем исключить затраты в тех случаях, когда материал, выбранный для решения конкретной задачи, не обладает соответствующими характеристиками, F это выявляется при более детальном его исследовании. Правильный выбор материала крайне важен как с экономической точки зрения, так и во многих других отношениях. Конструкторская

Наиболее экономичный и совершенный способ получения алюминиевых деталей — литье в металлические формы, позволяющее получать изделия сложной формы, требующие минимальной механической обработки. Это уменьшает отходы металла в стружку и стоимость изготовления.

Из рассмотренных способов предпочтительны конструкции, требующие минимальной механической обработки,— со штампованными заглушками (виды л, м, о, п), а для резьбовых отверстий - с заглушками на конической резьбе. •„••"••*.•;*. V.:-.'-,'.;,. -. . -. . «^ '

Применение профильных труб позволяет на 20—70% снижать вес конструкций при сохранении удовлетворительной прочности и жесткости, их стоимость, а также получать изделия, требующие минимальной механической обработки. Из труб изготовляются стрелы кранов и экскаваторов, мачты деррик-кранов, опорные стойки,контейнеры, вагонные оси, валы машин, обоймы, ролики и другие детали.

и жесткости, а также получать изделия, требующие минимальной механической обработки. Из труб изготовляются стрелы кранов и экскаваторов, мачты деррик-кранов, опорные стойки, контейнеры, вагонные оси, валы машин, обоймы, ролики и другие детали.

Net shape — Чистовая форма. Форма деталей порошковой металлургии, отливки или ковки, которые сформированы близко к особым размерам. Такие детали не требуют дальнейшей мехобработ-ки или шлифования. Детали получистовой формы могут также не требовать или требовать минимальной механической обработки.

No-draft (draftless) forging — Чистовая (прецизионная) ковка. Ковка с чрезвычайно жестким допуском и маленькой или отсутствующей неровностью поверхности, которая требует минимальной механической обработки.

Рис. 12.41. Схема определения верхней и нижней границ минимальной пластичности в т.и.х. при сварке

На рис. 12.43,а показано влияние величины минимальной пластичности в т.и.х. на сопротивляемость сварного соединения образованию горячих трещин. При этом принято, что деформационная способность сплава в т.и.х. определяется его пластичностью, так как при температурах в области Гс упругой деформацией можно пренебречь ввиду ее незначительности. При тех же значениях т.и.х. и темпа деформации de/dT сплав, обладающий большей пластичностью — Я3, трещины не даст, так как возникающий темп деформации (кривая е) недостаточен для исчерпания его пластичности.

На рис. 12.43, б представлен случай, когда сплавы при одинаковой минимальной пластичности отличаются протяженностью температурного интервала хрупкости. При этом принято, что характер изменения пластичности в т.и.х. у всех трех рассматриваемых сплавов одинаков и пластичность остается практически неизменной на всем протяжении т.и.х.

В этом случае чем больше протяженность температурного интервала хрупкости, тем больше вероятность возникновения трещины. Значение т.и.х., так же как и значение минимальной пластичности, зависит от многих факторов, поддающихся управлению,

внешний вид и морфология разрушения несколько отличаются от рассмотренного выше примера разрушения в результате перегрева. Область расчетных температур соответствует условиям минимальной пластичности стали при ползучести. Поэтому трубы, разрушенные в результате выработки ресурса, имеют незначительные деформацию и раскрытие в месте сквозной трещины. Для этих труб характерна широкая полоса сопутствующих несквозных трещин, параллельных основной. Структура стали трансформируется до различной степени. Роста зерен феррита не наблюдается.

Сочетание приведенных выше свойств и особенностей деформирования при термоусталостных испытаниях сплава ЭП-693ВД обусловливает появление трещин циклического разрушения в зонах «шейки», что говорит о выраженном влиянии процесса накопления односторонних деформаций и, следовательно, квазистатических повреждений на достижение предельного состояния по условию циклического разрушения. Однако при испытаниях на больших уровнях долговечности с жесткостью нагружения с <" 95 тс/см, когда эффект накопления односторонних деформаций практически отсутствует (см. рис. 1.3.6), можно ожидать возникновения термоусталостной трещины в зоне перехода от рабочей длины к конической части образца, где температура цикла соответствует минимальной пластичности и, следовательно, долговечности материала.

Рис. 3.27. Расчетные кривые малоцикловой усталости стали 12Х18Н10Т при температуре 600 ° С для частот нагружения 10 и 56 мин (кривые 1 и 2) и времени циклического деформирования до разрушения tf = 1; 3; 5; 10; 20; 50 и 100 ч (кривые 3—9 соответственно). Кривая 10 соответствует минимальной пластичности сплава ( V f = 25 %)

При комбинированных нагружениях межзеренное разрушение должно также проходить при минимальной пластичности материала. Таким образом, результаты исследования различных вариантов взаимодействия термоусталости и ползучести подтверждают высказанную гипотезу о существовании особых областей по величине параметров комбинированного термоциклического и длительного статического нагружения, характеризующихся минимальной относительной долговечностью при наименьшей деформационной способности материала.

При трактовке кривых горячей пластичности различные ис следователи пользовались различными критериями. Коротю рассмотрим некоторые из них: условную минимальную плас тичность, скорость возврата пластичности, скорость воз врата предела прочности, диапазон нулевой пластичности полный провал пластичности в интервале промежуточных тем ператур. Пример условной минимальной пластичности приве ден на рис. 18.5, а. В данном случае полагали, что спла] будет склонен к сварочному растрескиванию, если пластич ность (поперечное сужение) при охлаждении от максимально! температуры окажется меньше 20%. Однако если эта плас тичность превысит 20 %, сплав будет стоек против свароч

Горячие трещины образуются в период кристаллизации сварного шва, когда металл находится в двухфазном твердо-жидком состоянии. В этом состоянии металл имеет очень малые пластичность и прочность. В результате развития внутренних сварочных деформаций растяжения возможно разрушение по незатвердевшим жидким прослойкам между кристаллитами. Условие такого разрушения - превышение величины сварочных деформаций минимальной пластичности металла шва в интервале кристаллизации. Как правило, горячие трещины образуются вдоль оси сварных швов в зоне стыка столбчатых кристаллитов, где завершается кристаллизация шва (см. рис. 5.48, а). Горячие трещины могут образовываться в сварных швах сплавов различных металлов, особенно имеющих широкий интервал кристаллизации. Склонность к горячим трещинам повышается при наличии в металле шва вредных примесей, которые обладают повышенной способностью к ликвации и образованию легкоплавких соединений. Последняя равносильна увеличению интервала кристаллизации, т.е. времени пребывания металла в двухфазном состоянии.

Рис. 3.27. Расчетные кривые малоцикловой усталости стали 12Х18ШОТ при температуре 600 °С для частот нагружения 10 и 56 мин" (кривые 1 и 2) и времени циклического деформирования до разрушения tf = 1; 3; 5; 10; 20; 50 и 100 ч (кривые 3—9 соответственно). Кривая 10 соответствует минимальной пластичности сплава (V f = 25 %)