Материала повышенной

Для предупреждения усталостного выкрашивания поверхностей зубьев необходимы расчет на выносливость по контактным напряжениям, а также применение передач со смещением, увеличение поверхностной твердости материала, повышение точности изготовления зубчатых колес.

управлении с помощью угла а упругими свойствами материала во всех направлениях. Так, при а = 35,26° получаем материал с кубической симметрией упругих свойств; такая схема армирования эквивалентна схеме укладки волокон вдоль четырех больших диагоналей куба. При этом угле [гпр при касании волокон всех четырех семейств становится на 22 % больше, чем ццр гексагональной укладки в плоскости четырехнаправленной структуры (схема 5). В предельном сл'учае пространственного косоугольного армирования в четырех направлениях, когда а -*- я/2, коэффициент (гпр может составить лишь 50 % от максимального его значения Для слоистой структуры композиционного материала. Необходимо отметить, что повышение значения цпр для такого косо-угольноармированного материала (кроме случая а = 35,26°) достигается, как показано в работе [41], за счет введения дополнительной арматуры в пятом направлении. Волокна пятого направления при а ^ 35,26° пронизывают материал за счет «колодцев», создавшихся между волокнами с угловым наклоном ±« (схема 7). При этом 1Пр существенно увеличивается и может стать больше, чем при пространственном армировании с гексагональной укладкой в плоскости (схема 5). Практически такой прием малоприемлем. Следует иметь в виду, что равномерность упругих свойств по разным направлениям вследствие повышения Ццр нарушается, и в принципе с повышением этого коэффициента происходит «возврат» к однонаправленной структуре с незначительной «прошивкой» за счет косоугольно ориентированных волокон. Таким образом, пространственное армирование прямыми волокнами с повышением числа направлений укладки волокон малоэффективно, так как существенно снижается суммарный объемный коэффициент армирования, определяющий в основном степень деформируемости и предельного сопротивления композиционного материала. Повышение (хпр при укладке основной части прямолинейных волокон по плоской или однонаправленной схеме и малой их части по другим, не совпадающим

зависит от их плотности. Прочность при сжатии и модуль сдвига оказываются весьма чувствительными к изменению плотности материала. Повышение плотности способствует увеличению значений этих характеристик.

энтропии [27, 38, 193] ведет к возрастанию влияния сдвиговой жесткости материала [356], ограничивая применение гидродинамической модели. Это повышает необходимость учета реального поведения материала. Повышение сопротивления материала сдвигу с ростом уровня гидродинамического давления [14, 58, 187], влияние давления на процессы пластического течения, связанное с изменением плотности и распределения дефектов кристаллической структуры [122, 179, 240], а также физико-механические характеристики материалов [33, 41, 99, 191] являются дополнительными факторами, свидетельствующими о необходимости использования в расчетах определяющих уравнений состояния, которые учитывают чувствительность материала к скорости деформирования, истории предшествующего на-гружения, уровню гидродинамического давления и другим параметрам нагружения.

ного объема материала. Повышение скорости деформации и модуля деформационного упрочнения способствует сохранению устойчивости цилиндрической формы образца и равномерности напряженного и деформированного состояния в объеме рабочей части образца.

Установление квазистатического однородного напряженного и деформационного состояния в образце достигается в результате интерференции упруго-пластических волн [373]. Время и степень выравнивания напряжений по длине образца определяются частотой взаимодействия волн, обратно пропорциональной длине образца. Поэтому с повышением скорости деформации обеспечение необходимой равномерности возможно только при сокращении длины образца [136]. При высокоскоростных испытаниях выравнивание напряжений по длине рабочей части образца требует определенного времени, сравнимого с временем испытания. С повышением скорости деформирования это время составляет все большую часть времени испытания при неизменной длине образца. По этой причине для высокоскоростных испытаний неприемлемы пропорциональные образцы, принятые для статических испытаний. Их применение приводит к локализации деформации и разрушения вблизи нагружаемого конца при достижении так называемой критической скорости удара [81, 129], а также к появлению ряда других аномальных эффектов, не характеризующих действительное механическое поведение материала.

управлении с помощью угла а упругими свойствами материала во всех направлениях. Так, при а = 35,26° получаем материал с кубической симметрией упругих свойств; такая схема армирования эквивалентна схеме укладки волокон вдоль четырех больших диагоналей куба. При этом угле [гпр при касании волокон всех четырех семейств становится на 22 % больше, чем ццр гексагональной укладки в плоскости четырехнаправленной структуры (схема 5). В предельном сл'учае пространственного косоугольного армирования в четырех направлениях, когда а -*- я/2, коэффициент (гпр может составить лишь 50 % от максимального его значения Для слоистой структуры композиционного материала. Необходимо отметить, что повышение значения цпр для такого косо-угольноармированного материала (кроме случая а = 35,26°) достигается, как показано в работе [41], за счет введения дополнительной арматуры в пятом направлении. Волокна пятого направления при а ^ 35,26° пронизывают материал за счет «колодцев», создавшихся между волокнами с угловым наклоном ±« (схема 7). При этом 1Пр существенно увеличивается и может стать больше, чем при пространственном армировании с гексагональной укладкой в плоскости (схема 5). Практически такой прием малоприемлем. Следует иметь в виду, что равномерность упругих свойств по разным направлениям вследствие повышения Ццр нарушается, и в принципе с повышением этого коэффициента происходит «возврат» к однонаправленной структуре с незначительной «прошивкой» за счет косоугольно ориентированных волокон. Таким образом, пространственное армирование прямыми волокнами с повышением числа направлений укладки волокон малоэффективно, так как существенно снижается суммарный объемный коэффициент армирования, определяющий в основном степень деформируемости и предельного сопротивления композиционного материала. Повышение (хпр при укладке основной части прямолинейных волокон по плоской или однонаправленной схеме и малой их части по другим, не совпадающим

зависит от их плотности. Прочность при сжатии и модуль сдвига оказываются весьма чувствительными к изменению плотности материала. Повышение плотности способствует увеличению значений этих характеристик.

Конструкционные герметичные сплавы систем Al—Si (АЛ2) и А1—Si—Mg (АЛ4, АЛ9, АЛ34) получили название силумины. АЛ2 близок к эвтектическому составу (10—13% Si) и отличается высокими литейными свойствами, коррозионной стойкостью, большой плотностью отливок. В то же время структура сплава АЛ2, представляющая собой игольчатую грубую эвтектику с включениями кристаллов первичного кремния, не обеспечивает требуемых механических свойств материала. Повышение пластичности сплава за счет изменения структуры (измельчение структуры эвтектики, появление избыточных кристаллов а-твердого раствора вместо кремния) достигается модифицированием АЛ2 натрием (0,065%) посредством введения в расплав смеси солей (67% NaF + 33% NaCl) (рис. 8.3). Термической обработкой сплав АЛ2 не упрочняется. Легированные силумины АЛ4, АЛ9, АЛ34 упрочняются термической обработкой по режимам Tl, T4, Т5, Т6 (АЛ34, Т5: зак. 535 °С, стар. 75 °С, 6 ч). Силумины обладают хорошими

- повышение коэффициента использования напыляемого материала;

6. Содержание углерода в стали влияет на магнитные свойства материала. Повышение углерода способствует:

В настоящее время для изготовления ГМР и компенсаторов широко используются конструкционные материалы, имеющие различную природу и коррозионную стойкость, такие, как нержавеющие хромоникелевые сплавы, жаропрочные сплавы на никелевой основе, сплавы титана, к которым предъявляются требования повышенной коррозионной стойкости и сопротивляемости усталостному разрушению, а также определенные технологические требования (пластичность, удовлетворительная свариваемость). Исходя из предпосылки о коррозионно-механической природе разрушения ГМР и компенсаторов, были проведены сравнительные кор-розионно-усталостные испытания хромоникелевой нержавеющей стали 12Х18Н10Т (18-10) и сплава на никелевой основе 12Х25Н60В15 с целью выбора материала повышенной долговечности при работе в различных коррозионно-активных средах (совместно с С.Н. Давыдовым). При этом в качестве последних были выбраны электролиты, обусловливающие различное электрохимическое поведение исследуемых сплавов: дистиллированная вода, в которой стали находятся в устойчивом пассивном состоянии; 3 %-ный раствор хлорида натрия, имитирующий пластовые воды и атмосферу морского климата, в котором возможно локальное нарушение пассивности сплавов за счет питтингообразования при наличии хлор-ионов: 60 %-ный раствор азотной кислоты как энергичный окислитель, в котором материалы находятся в области активного растворения. Причем все перечисленные среды в той или иной степени моделируют основные натурные транспортируемые продукты (обводненную нефть и нефтепродукты - топливо, масло, специальные синтетические жидкости; сжатый воздух).

Хромомарганцевоникелевые аустенптныс стали. Хромоникелевые аустеиитные стали дороги. В связи с этим применяют более дешевье стали, в которых часть никеля заменена аустенитообразующим элементом — марганцем. Стали нередко содержат азот (0,15— 0,30 %), который стабилизирует аустенит. При образовании твердого раствора внедрения и выделении нитридов хрома, повышается прочность стали (cr0j2 = 300—400 МПа). Для оборудования, работающего в слабо агрессивных средах п в криогенной технике до —253 "С, а также жаростойкого и жаропрочного материала до 700 'С применяют сталь 10Х14Г14Н4Т (а„ :- 650 МПа, а,,,, =-- 250 МПа, 6 =--- 35 %), а в качестве коррозпонностойкого материала повышенной прочности для конструкций, работающих при температурах от 400 до —253 °С — сталь 07X21Г7АН5 (а„ - 700 МПа; о0,, 370 МПа, 6 = 40 %). Стали хорошо свариваются. Закалку сталей проводят с 1000—1080 °С в воде или па воздухе.

Трущиеся и подверженные износу части целесообразно выполнять в виде отдельных легкосменяемых деталей. Для изготовления деталей в этом случае можно применять материалы со специальными свойствами, какими не обладает основной материал детали, ~ _ 1 Ошибочна установка клапана двигателя внутреннего сгорания непосредственно в чугунной головке (рис. 436, а). Целесообразно установить клапан в направляющей втулке, выполненной из материала повышенной износостойкости и .ввести съемное седло из материала высокой жаропрочности (рис. 436, б). «'

и работающими наружными цилиндрическими поверхностями по корпусу. При износе канавок и отверстия приходится выбрасывать дорогостоящие детали (вал и корпус). В правильной конструкции г кольца смонтированы в съемной втулке и работают по гильзе из материала повышенной твердоста.

Разрядкой и курсивом выделены важнейшие положения и термины. Петит используется для примеров и задач, а также для материала повышенной трудности (этот материал при первом чтении можно безболезненно опустить).

Широкое распространение имеют сплавы 10—40 и гиперм 702 (см. табл. 14). В промышленности во многих случаях используют материалы, имеющие прямоугольную форму петли гистерезиса. Прямоугольная форма петли гистерезиса (рис. 119) может быть получена при кристаллографической или магнитной текстурах. Принято считать петлю гистерезиса прямоугольной, если отношение Bf/Bs больше 0,85. У сплавов с прямоугольной формой петли гистерезиса высокая проницаемость. Наиболее характерными представителями этой группы сплавов являются 50НП и 65НП. У сплава 50НП прямоугольная форма петли гистерезиса связана с наличием кубической текстуры (100) 1001]. Для получения кубической текстуры сплав подвергают сильной холодной деформации (98%) и последующему рекристаллизационному отжигу (1200° С). В зависимости от степени совершенства текстуры отношение B,JBS изменяется в пределах 0,85— 0,95 (табл. 13). У материала повышенной чистоты и совершенной структуры проницаемость jlmax может достигать 37,68-Ю-2 гн/м (300-Ю3 гс/э), а Яс=0,6368 а/м (0,008 э).

При использовании сплава для изготовления деталей, работающих в условиях, требующих применения материала повышенной пластичности, содержание Му должно быть в пределах 0,25—0.5% и Мп 0.2—0.6% (сплав АЛЗВ*). Хоро-"Шая обрабатываемость обеспечивается при содержании Mg не менее 0.4%.

В титановой стойке шасси самолета АН-74, изготовленной из сплава ВТ-22, были выявлены следы неубранного газонасыщенного слоя материала (так называемый альфированный слой), также оставшегося после штамповки детали. Измерения микротвердости показали, что разная глубина залегания дефектного слоя материала повышенной твердости характеризовала разную наработку стоек в эксплуатации на момент их разрушения (рис. 1.11). Меньшему по глубине дефектному слою соответствовала большая наработка детали в эксплуатации. Рассматриваемые случаи не привели к тяжелым последствиям, поскольку после распространения усталостной трещины окончательное развитие разрушения происходило во время стоянки самолетов по механизму медленного подрастания статической трещины под действием нагрузки от самолета при низких температурах окружающей среды в условиях Дальнего Севера.

При использовании сплава для изготовления деталей, работающих в условиях, требующих применения материала повышенной пластичности, содержание Му должно быть в пределах 0,25—0.5% и Мп 0.2—0.6% (сплав АЛЗВ*). Хоро-"Шая обрабатываемость обеспечивается при содержании Mg не менее 0.4%.

Трущиеся и подверженные износу части целесообразно выполнять в виде отдельных легкосменяемых деталей. Для изготовление деталей в этом случае можно применять материалы со специальными свойствами, какими не обладает основной материал детали. ; *• Ошибочна установка клапана двигателя внутреннего сгорания непосредственно в чугунной головке (рис. 436, в). Целесообразно установить клапан в направляющей втулке, выполненной го материала повышенной износостойкости и ввести съемное седло из материала высокой жаропрочности (рис. 436,6). "" ' _ .. ' N На рис. 436, в показана неправильная конструкция уплотнения с разрезными пружинными кольцами, установленными в канавках на валу

и работакйцими наружными цилиндрическими поверхностями по корпусу. При износе канавок и отверстия приходится выбрасывать дорогостоящие детали, (вал и корпус). В правильной конструкции г кольца смонтированы в съемной втулке и работают по гильзе из материала повышенной твердости.