Материала сердечника

Качество поверхностного слоя заготовок — это совокупность всех служебных свойств поверхностного слоя материала как результат воздействия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических процессов. Поверхностный слой заготовки качественно отличается от материала сердцевины заготовки.

В случае, когда необходима низкая плотность материала сердцевины, используется бальсовая древесина. Ее плотность приблизительно в 3 раза меньше плотности фанеры. Однако влагопроницаемость бальсовой древесины более высокая, и, кроме того, она несколько дороже. В некоторых случаях используется сотовый заполнитель. В авиации находит широкое применение алюминиевый сотовый наполнитель (см. гл. 2 и 4). Однако для получения хорошей связи между ребрами сотового заполнителя и обшивкой необходимы дополнительные затраты, что приводит к удорожанию композиции; это оправдано только в том случае, когда основную роль играет существенное уменьшение массы конструкции (например, в авиации). Имеются также сотовые заполнители, усиленные пластиками, однако стоимость их высока, что не дает возможности использовать их, например, в контейнерах для морских перевозок. Предложены также сотовые заполнители из пропитанной смолами бумаги, по-видимому, перспективные для применения в композиционном материале с приемлемым уровнем стоимости [7, 5]. Некоторые фирмы-изготовители

путем использования в качестве материала сердцевины пенопласта с прежней облицовкой из стеклопластика. Кроме экономии массы, это позволяет снизить стоимость.

Крупные потребители, например для сооружений в прибрежном шельфе, иногда предписывают минимальные значения стационарного потенциала или коэффициента аг для алюминиевых протекторов. По определению токоотдачи (выхода по току) протекторных материалов нет единого мнения. Обычно испытание ведется по способу гальваностатической выдержи [33], т. е. с наложением заданного тока в искусственной (модельной) морской воде, или при длительном свободном протекании проточной естественной морской воды [34] . Способы исследований имеют тот недостаток, что образцы протекторов приходится вытачивать из сплошного материала. В таком случае остается неучтенным влияние литейной корки, поведение которой (в особенности у алюминиевых протекторов) может существенно отличаться от поведения материала сердцевины. Наряду с вопросом о воспроизводимости свойств материала образца встает вопрос и о способе проведения испытания, т. е. о выборе числа протекторов и их расположения в сосуде для испытаний. В частности, не исключено, что распределение тока и движение или обмен среды могут влиять на поляризацию. Поэтому при современном уровне исследований в любом случае можно получить только сравнительные показатели, которые нельзя приравнивать к показателям, получаемым в практических условиях. В общем пока еще не имеется обязательных инструкций по испытаниям.

Для раздельной оценки материала сердцевины и поверхностного слоя применяют послойный фазовый, химический и рентге-ноструктурный анализы, микрорептгсноспектральный, металлографический анализы, измерение микротвердости. Все виды исследований целесообразно вести на косых шлифах. Во избежание наклепа изготовление шлифа проводят по особой методике [33]. Механические свойства малых объемов материала определяют на микрообразцах [86].

С другой стороны, избирательная коррозия плакировочной пленки на нижней полусфере и отсутствие коррозии материала сердцевины показали, что в этом случае плакирующий сплав протектировал внутренний материал.

Качество поверхности — это совокупность всех служебных свойств поверхностного слоя материала. Под терминам «поверхностный слой» понимается сама поверхность и ее некоторый поверхностный слой, отличающийся от материала сердцевины

долговечности деталей с тщательной обработкой поверхности. Например, азотирование стали 18ХНВА дает повышение предела выносливости и долговечности деталей при чистоте обработки поверхности не ниже 7-го класса и для предела прочности материала сердцевины детали не выше 80 кгс/мм2. При большем значении предела прочности материала сердцевины детали и более грубой обработке поверхности такого утверждения сделать нельзя. В этом случае при азотировании возможно снижение предела выносливости и долговечности деталей. Сравнение различных методов упрочнения показывает преимущество поверхностной закалки. Данный метод применим для деталей, изготовленных из материалов повышенной прочности, и имеет меньшие ограничения в отношении шероховатости поверхности. Оптимальная глубина упрочнения зависит от величины коэффициента концентрации напряжения. Чем больше коэффициент концентрации напряжений, тем меньше оптимальная глубина упрочнения (рис. 95). Оптимальную глубину упрочнения детали с концентрацией напряжений, характеризуемых коэффициентом а, можно определить по формуле

6. Цементованные зубья из малоуглеродистой нелегированной стали нередко разрушаются из-за усталости материала сердцевины, прилегающего к твёрдой корке. В циа-нированных и азотированных зубьях усталостные трещины, как правило, возникают под твёрдым слоем, который в результате разрушается не из-за выкрашивания, а вследствие отслаивания. Такие стали слабее сопротивляются перегрузкам, чем легированные цементованные стали.

Ye — значение Y при расчете по нагрузке, приложенной по линии однопарной зоны зацепления, наиболее удаленной от основания зуба; авр — предел прочности при растяжении; о"тс — предел текучести материала сердцевины зуба при растяжении.

дости ненаклепанного материала сердцевины Hw , и величиной, характером распределения и знаком остаточных внутренних напряжений, обусловленные макро- и микроизменением строения поверхностного слоя. Макроизменения выражаются определенной ориентацией (текстурой) деформир'ованных зерен — формой, вытянутой в направлении движения резания, и размером их. Микроизменения выражаются в упрочнении материала, появлении остаточных внутренних напряжений, в том числе микроскопических (не по величине, а по зоне влияния) внутренних напряжений III рода, определяющих повышение прочностных (<тв, НВ) и снижение пластических (6, я[>) свойств материала. Кроме того, в поверхностном слое изделия после механической обработки могут быть структурные превращения и микроскопические трещины. Знак остаточных напряжений определяется знаком напряженного состояния поверхности в процессе резания, за исключением условий обработки, например, при шлифовании, приводящих к нагреву этого слоя выше точки Ai3 обрабатываемого материала.

где /•„ - максимальное значение приведенного динамического магнитного сопротивления материала сердечника;

где гм - максимальное значение приведенного динамического магнитного сопротивления материала сердечника;

площадь поперечного сечения Qs; 1с — средняя длина магнитных силовых линий в сердечнике головки, площадь поперечного сечения которого равна Qs\ р.с — средняя магнитная проницаемость материала сердечника головки. В качестве материалов для сердечников головок используют пермаллои (79НМ, 80НХС), ферриты (1000, 1000НМ). Как и в предыдущем случае, сигнал на;выходе головки пропорционален градиенту поля и скорости перемещения головки относительно поля, Головки характеризуются не только чувствительностью, но и частотной характеристикой, при этом в частотном спектре могут быть существенно подавлены низшие гармонические составляющие сигнала.

Получены формулы, позволяющие определить любую гармонику эдс феррозондов с поперечным возбуждением при учете гистерезиса кривой намагничивания материала сердечника в случае выполнения условия ЯаЗ>//ц . В качестве примера проведен расчет второй гармоники эдс, полученные результаты сравнены с экспериментальными данными.

Поле температур в твэле зависит не только от геометрических параметров, но и от коэффициентов теплопроводности теплоносителя, оболочки и материала сердечника. Таким образом, задача о теплообмене пучков твэлов является сопряженной.

Уловить момент фазового превращения невозможно. Зато можно уловить изменения физических свойств, которые его сопровождают. Так, перестройка кристаллографической решетки сопровождается скачкообразным изменением магнитной проницаемости. Этим обстоятельством и воспользовались сотрудники кафедры кузнечно-штамповочного производства Московского института стали и сплавов — доктор технических наук Я. М. Ох-рименко и инженер О. М. Смирнов. Они сконструировали прибор, следящий за магнитной проницаемостью заготовки, и связали его с пусковым устройством пресса. Как только начинается фазовое превращение и заготовка становится сверхпластичной, электрический импульс пускает в ход пресс. Конструкция прибора очень проста. На матрице штампа, сделанной из немагнитного материала, протачивается кольцевая выточка, куда закладываются две концентрически расположенные обмотки. Вместе с заготовкой эти обмотки как бы образуют трансформатор: при подаче тока в одну обмотку в другой тоже индуцируется ток, пропорциональный магнитной проницаемости материала сердечника, т. е. самой заготовки.

Магнитоупругий преобразователь отличается от индуктивного механизмом изменения индуктивности. Оно осуществляется прямым воздействием силы на ферромагнитный сердечник (рис. 12). Известно, что проницаемость ферромагнетика зависит от механических напряжений в материале [5]. Если при отсутствии напряжения проницаемость равна ла, то создание напряжения а изменяет ее на Лла. Чувствительность ферромагнетика к напряжениям характеризуют коэффициентом 3 = Л^д/^а, который зависит от а и поля в ферромагнетике Я. В некоторой области изменения о и Я можно принять 3 га const. Тогда индуктивность катушки L = = L0 + AL0, где AL0= L0(5a. Так как для изображенного преобразовахеля a = Ex/h, где Е — модуль упругости материала сердечника, х — перемещение его верхнего торца, h — высота, то

В зависимости от материала сердечника изготавливают канаты с органическим сердечником из лубяных (пенька) или из синтетических (нейлон, капрон и т.п.) волокон, а при работе в условиях повышенных температур или химически агрессивной среды - Из асбестовых волокон и канаты с металлическим сердечнике м, в качестве которого используют также проволочный канат двойной свивки (рис. 67, б, д). Канаты с металлическим сердечником применяют при многослойной навивке на барабан, поскольку этот канат не теряет формы под действием нагрузки от вышележащих

Значения напряжений, возникающих в проволоках, зависят от многих факторов: силы натяжения, конструкции и диаметра каната (диаметров проволок, входящих в канат, числа прядей, углов наклона прядей и проволок в прядях, материала сердечника, типа и качества свивки), наличия трения между отдельными проволоками и прядями, размеров и конструкции блоков и барабана, огибаемых канатом, и т.п. Установить общую математическую зависимость прочности каната от всех факторов, влияющих на напряженное состояние проволок в канате, практически невозможно. Многочисленные исследования позволили выявить основные факторы, определяющие предельное число перегибов каната до разрушения проволок. Этими факторами являются максимальное натяжение каната и отношение блока или барабана к диаметру каната, определяющее напряжение изгиба проволок. В зависимости от этих факторов проводится выбор и проверка прочности и долговечности канатов в соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 4308, принятого за основу при разработке норм Госгортехнадзора России. В соответствии с этими нормами канат выбирается из сортамента канатов по соотношению

$ж — площадь сечения ,ножек" в см2; 1ср — средняя длина магнитной силовой линии в см; !* — магнитная проницаемость материала сердечника в гс/э.