Материалов наблюдается

тивлении переменным нагрузкам. Расчет усталостного ресурса материалов металлических конструкций с помощью предложенного метода позволяет значительно и обоснованно его повысить и снизить в связи с этим расход дорогостоящих материалов. Метод технологически несложен и легко может быть реализован при наличии усталостной машины и серийно выпускаемых промышленностью рентгеновских аппаратов ДРОН, УРС. Следует также отметить возможность применения метода и при определении высокочастотной усталостной долговечности, так как кинетика процесса и в этом случае может быть прослежен^ по анализу зависимости Ad/d от N. Кроме того, метод с успехом может быть использован и в условиях коррозионной усталости, а кинетика изменения микродеформаций кристаллической решетки при этом достаточно четко коррелирует с другими параметрами, отражающими состояние металлов (твердость, микротвердость, электрохимические свойства).

Обмуровка котла обеспечивает его гидравлическую и тепловую изоляцию от внешней среды. Температура на наружной поверхности обмуровки не должна превышать 328 К. Обмуровку современных котлов выполняют из красного огнеупорного кирпича, огнеупорных плит, изоляционных материалов, металлических скрепляющих частей, уплотняющих обмазок, металлической обшивки.

композиционных материалов), металлических лент и тонких листов, металлической проволоки, резины, полимерных пленок, текстильных нитей и тканей.

3. Метод теплового удара применим для испытаний как теплопроводных материалов (металлических, металлокерамических), так и нетеплопроводных (неметаллических, пластмассовых, керамических).

Для измерения твердости тонких слоев материалов, металлических покрытий, пленок, фольги применяют метод микротвердости (ГОСТ 9450-76). Этот метод, по существу, не отличается от метода Виккерса, однако он предусматривает малые нагрузки вдавливания, составляющие 0,05—5 Н в зависимости от толщины испытуемого слоя материала. Нагрузка вдавливания подбирается таким образом, чтобы минимальная толщина слоя была больше длины диагонали отпечатка в 1,2 раза для стальных изделий и в 1,5 раза для изделий из цветных металлов.

Композиты обладают комплексом свойств и особенностей, существенно отличающих их от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов) и открывающих широкие возможности как для совершенствования существующих конструкций, так и для разработки новых перспективных конструктивных форм и технологических процессов. Композиты, как правило, обладают высокой удельной прочностью и жесткостью, хорошей сопротивляемостью хрупкому разрушению. Кроме того, материалы на основе полимерных матриц отличаются высокой коррозионной стойкостью; сочетание этих матриц с органическими или стеклянными волокнами позволяет получить материал, обладающий электроизоляционными свойствами и радиопрозрачностью, а комбинация полимерной или металлической матриц и углеродных волокон обеспечивает электропроводность.

Габлица 5.11. Характеристики объемных аморфных материалов (металлических стекол) в сравнении с некоторыми неметаллическими стеклами

Возможности в этом плане развитого в данной работе фрактального подхода в теории консолидации рассматриваются ниже на примере ряда из пяти видов порошковых и зернистых материалов: металлических, керамических, полимерных, древесных и торфяных. Ряд сформирован не случайным образом, он подобран так, чтобы при переходе от одного вида материалов к другому происходило постепенное усложнение внутренней структуры консолидируемых частиц. Занимающие в этом ряду среднее положение полимерные пресс — порошки являются сложной системой, поскольку содержат минеральные или, чаще всего, древесные наполнители. Для древесных дисперсных систем характерна иерархическая структурная организация. Торфяные системы интересны тем, что они имеют древесные структуры или близкие к ним, но преобразованные идущими в торфяной залежи химическими, биологическими и геологическими процессами. Теория фракталов позволяет проследить влияние указанных особенностей на механику консолидации.

Предложенная запись коэффициента Na позволяет дать количественную оценку рассматриваемой конструкции, а также сравнить ее с любой другой (рис. 8), например, трехслойную с вафельной; произвести также комплексное сравнение одновременно всех вариантов тонкостенных конструкций из всех применяемых материалов (металлических и неметаллических).

КОМПОЗИЦИОННЫХ материалов), металлических лент и тонких листов, металлической проволоки, резины, полимерных пленок, текстильных нитей и тканей.

1елево, сталь и чугун малоустойчивы в нейтральных растворах и атмосфере(обраэующаяся на их поверхности ржавчина обладает слабыми защитными свойствами), хорошо устойчивы в щелоч-ннх растворах (об.разуицийся Fe(OH)j обладает высокими защитными свойствами) и неустойчивы в крепких растворах(рН > f» ) щелочей, при повышенных температурах и механических нагрузках появляется так называемая щелочная хрупкость. Повышенная коррозионная стойкость этих материалов наблюдается так же в растворах карбонатов и силикатов.

ными свойствами), хорошо устойчивы в щелочных растворах (образующийся Fe (ОН)2 обладает высокими защитными свойствами) и неустойчивы в крепких растворах (рН > 14) щелочей - при повышенных температурах и механических нагрузках появляется так называемая щелочная хрупкость. Повышенная стойкость этих материалов наблюдается также в растворах карбонатов и силикатов.

Введение циклического предела текучести связано с тем, что при монотонном растяжении и упрочнении материала в повторяющихся циклах пластического деформирования у кончика трещины в разные моменты времени начинается накопление необратимых повреждений на восходящей и нисходящей ветви нагружения в единичном цикле. Поэтому циклический предел текучести точнее характеризует кинетику усталостных трещин. Однако следует отметить, что обе величины пределов текучести для многих материалов близки друг другу. Различие в коэффициентах пропорциональности в 10 раз в уравнениях (5.22) и (5.23) свидетельствует о том, что для разных материалов наблюдается подобный рост трещины с эквидистантным смещением кинетических кривых. Однако природа такого существенного расхождения в закономерностях роста трещины не выявлена.

Скорость счета N АЭ зависит от длины / трещины, скорости /' ее роста, полного числа п циклов нагружеыия, напряжения а и относительной деформации е. Все многообразие экспериментальных зависимостей N — f (e) можно разбить на три типичных случая, показанных на рис. 9.26. Во время испытаний многих материалов наблюдается быстрое повышение скорости счета АЭ при деформации до предела текучести. Затем для одних материалов после спада начинается увеличение N перед разрушением (кривая 3); для других после достижения предела текучести интенсивность не снижается, но рост сильно замедляется (кривая /} Типичен также непрерывный рост интенсивности АЭ, значительно ускоряющийся при приближении к разрушающему напряжению (кривая 2). Резкие изменения скорости счета АЭ свидетельствуют о смене стадий деформирования. По ним можно получать информа цию о механических свойствах испытуемого материала, например, о пределе текучести, разрушающем напряжении. Из-за плохой воспроизводимости эксперимента этот метод практически не используется для контроля механических свойств.

Наибольший объем внедрения современных композиционных материалов наблюдается в настоящее время в авиационной технике. Нормы прочности, приведенные в таких руководствах как MIL-A-8860, относятся и к композиционным материалам, используемым в проектируемых летательных аппаратах. Основные определения и расчетные критерии можно найти в руководстве [1 ].

Наблюдается тенденция к использованию клеевых металлических слоистых конструкций. При этом целесообразно создавать детали заданного размера, а не обрезать их до необходимого размера; это позволяет избежать применения дорогостоящего оборудования и соответствующих энергетических затрат и обеспечивает экономию материалов из-за отсутствия отходов. В будущих конструкциях будут сочетаться различные материалы, в результате чего может быть достигнуто, например, высокое сопротивление растрескиванию. Эти идеи применимы при конструировании не только корпусов, но и рам и тележек вагонов.

Микростроению изломов, образованных по механизму ямочного разрыва, присуща общая особенность — неоднородность. Достаточно грубо можно различать два вида микронеоднородности ямочного строения. Неоднородность первого вида в основном связана со структурной неоднородностью применяемых конструкционных материалов. Наблюдается незакономерная смесь крупных и мелких, а также глубоких и менее глубоких ямок (см. рис. 5,ж). Неоднородность второго вида представляет собой определенное чередование микрозон с различными микрофрактографическими характеристиками, например, в ряде случаев наблюдаются крупные ямки, окруженные в виде ореола мелкими (см. рис. 5, з). Такой рисунок проявляет определенную последовательность разрушения: первичное образование надрывов у крупных микроконцентраторов напряжений, а вторичное — у более мелких.

Кроме указанных особенностей, следует отметить, что у циклически анизотропных материалов наблюдается некоторая разница

Поэтому в ряду исследованных материалов наблюдается уменьшение концентрации примесей от стеклоуглерода к естественному гра-

обрабатываемом материале образуется зона термического влияния (ЗТВ). Причем, как показали исследования авторов [13] и ряд других [12, 38, 25], структурные и фазовые превращения, происходящие в этой зоне, во многих случаях приводят к значительному увеличению микротвердости по сравнению с микротвердостыо исходной структуры. Однако у некоторых материалов наблюдается, напротив, снижение микротвердости.

Твердость по Виккерсу вычисляется путем деления нагрузки Р на площадь поверхности полученного пирамидального отпечатка. Метод Виккерса позволяет определять твердость азотированных и цементированных поверхностей, а также тонких листовых материалов. Наблюдается хорошее совпадение значений твердости по Виккерсу и Бринеллю в пределах от 100 до 450 НВ.