Материала тормозить

Марка материала Термообработка Допускаемое напряжение при базовом числе циклов

Термическая обработка сварных заготовок производится с целью улучшения свойств металла шва и околошовной зоны и для снятия сварочных напряжений. Режим термообработки определяется химическим составом, теплофизическими и механическими свойствами материала. Термообработка способствует обеспечению точности последующей механической обработки заготовки, а также стабильности размеров и формы сварного изделия в процессе эксплуатации.

Плотность углеродных материалов меняется в широком диапазоне. Ее можно увеличить одной или несколькими уплотняющими пропитками различными импрегнатами (пеком, смолами, фуриловым спиртом, пироуглеродом) или путем термомеханической обработки. В последнем случае возрастает также анизотропия материала. Термообработка графита после уплотнения может изменить совершенство кристаллической структуры материала.

Марка материала Термообработка Механические характеристики Ми Мк

Марка материала Термообработка Механические характеристики Ми Мк

9.2.7 По результатам испытаний серии образцов составляется сводный про f окол, включающий исходные данные (марка материала, термообработка, тип заготовки, место и ориентация вырезки образцов, форма, размеры и маркировка образца, тип машины, условия испытаний) о серии образцов, данные об амплитудах деформаций, напряжений, долговечности до образования трещин п о константах уравнений диаграмм деформирования.

9.3.8, По результатам испытаний составляется сводный протокол, в который заносятся исходные данные (марка материала, термообработка, тип заготовки, место и ориентация вырезки образцов, форма, размеры и маркировка образца, условия испытаний) о серии образцов, данные об амплитудах напряжений (деформаций) и долговечности.

Вид заготовки Марка материала Термообработка, твердость по Бринеллю [Ы МПа

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно большой набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из него). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Послед-пес означает, что но такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты на прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-костн): Кс, Kit — критические коэффициенты интенсивности напряжений при плоском напряженном состоянии и объемном растяжении (в случае плоской деформации); 6С — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение); /te — упруго пластическая вязкость разрушения; /„ — предел трещино-стойкости.

Докритическая диаграмма разрушения представляет собой характеристику материала данной толщины, оценивающую способность материала тормозить трещину. Эта диаграмма отражает процесс разрушения, в то время как на обычных диаграммах деформации стадия разрушения отмечается только координатами концевой точки. Этой информации недостаточно для оценки такой важной стадии процесса сопротивления материала воздействию внешней нагрузки, как стадия разрушения. Вместе с тем стадия медленного роста трещины не описывается теориями, рассмотренными ранее (§§ 3, 7). Остановимся вкратце на существующих теориях докрптического роста трещины.

Коэффициенты К на разных стадиях развития трещины и характер изменения их от стадии к стадии являются показателями, отражающими способность материала тормозить разрушение при разных уровнях повторного нагружения, и могут иметь наряду с характеристикой /Сс самостоятельное значение. Малое нарастание /С (рис. 81) характерно для материалов.

Структура, состав и свойства матрицы сплава, несомненно, очень влияют на способность материала тормозить разрушение в первой стадии. Так, в листах сплава АК4-1Т1 с содержанием кремния 0,15 и 0,33% при практически одинаковом количестве частиц избыточной фазы различие в структуре материала наблюдалось в увеличении,количества дисперсных частиц упрочняющей фазы Mg2Si, что способствовало охрупчиванию матрицы. При полной длине усталостной трещины 56 и 50 мм соответственно -долговечнрсть различалась в 2 раза — 5040 и 2500 циклов (а = 0,17 ГН/м2^0,7 00,2). Фрактографическими исследованиями было показано, что длина зоны, отвечающей первой стадии разрушения, в материале с малым содержанием кремния составляла 5,7 мм, с большим — 2,8 мм, соответствующее число циклов 2030 и 750, т. е. долговечность по первой стадии изменялась почти в 3 раза. Аналогичное изменение способности матрицы к локальной пластической деформации наблюдается при изменении режимов старения. По мере распада твердого раствора полоски становятся более хрупкими. В стадиях ускоренного развития разрушения частицы избыточных фаз становятся очагами статического разрыва и влияют на чувствительность материала к перегрузкам (рис. 83, J).

Относительную роль металлургического дефекта или другого концентратора, от которого началось разрушение, можно оценить по тому, с какой скоростью развивалось дальнейшее разрушение: при малой скорости — велика роль дефекта; при большой скорости роль дефекта вспомогательная, а основная причина разрушения заключается в перегрузке. При оценке роли дефектов и прочих концентраторов чрезвычайно важно учитывать способность данного материала тормозить разрушение по его характеристикам чувствительности к трещине ату, атс [26, 108] и коэффициентам интенсивности напряжений Кс, /Сю [72].

Методики предотвращения разрушений, связанные с торможением уже возникших трещин, разрабатываются в настоящее время для многих деталей и частей конструкций, испытывающих при работе различные нагрузки. Достаточно, например, назвать такую область науки о сопротивлении материалов, как линейная механика разрушения, основной задачей которой является определение возможностей материала тормозить рост трещины.

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно большой набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из него). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Последнее означает, что по такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты на прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-кости): Кс, Kit — критические коэффициенты интенсивности напряжений при плоском напряженном состоянии и объемном растяжении (в случае плоской деформации); 6С — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение); /1е — упругопластическая вязкость разрушения; /„ — предел трещино-стойкости.

Докритпческая диаграмма разрушения представляет собой характеристику материала данной толщины, оценивающую способность материала тормозить трещину. Эта диаграмма отражает процесс разрушения, в то время как на обычных диаграммах деформации стадия разрушения отмечается только координатами концевой точки. Этой информации недостаточно для оценки такой важной стадии процесса сопротивления материала воздействию внешней нагрузкп, как стадия разрушения. Вместе с тем стадия медленного роста трещины не описывается теориями, рассмотренными ранее (§§ 3, 7). Остановимся вкратце на существующих теориях докритического роста трещины.

Полученные результаты можно объяснить тем, что удельные энергозатраты на разрушение у силикатного стекла меньше, чем у органического, в связи с меньшим пластически деформированным объемом у вершины трещины. Большая хрупкость связана с малыми энергозатратами. С уменьшением энергозатрат способность материала тормозить развитие трещины уменьшается, что и приводит к ускорению трещины и нестационарности разрушения. При нестационарном разрушении трещина как бы не успевает ориентироваться перпендикулярно к границе тела.

Повышение температуры отрицательно сказывается на способности материала тормозить трещину после перегрузки. Особенно сильно это явление выражено при повышении температуры до 1273 К для сплава ЖС6КП (рис. 101). По способности тормозить трещину этот сплав значительно лучше сплава ЖС6КП, особенно при температуре 1273 К.

Величина ЛР, отражающая способность материала тормозить начавшееся разрушение, в меньшей степени зависит от остроты надреза, чем величина Л3, и в большей степени характеризует надежность материала в случае возникновения в нем острой коррозионной, сварочной и особенно усталостной трещины.