Материалов разработаны

Коррозионно-механическая стойкость и долговечность работы любого металлического оборудования в основном определяются изменениями, происходящими в тонкой структуре металла (плотность и конфигурация скоплений дислокаций, микродеформация кристаллической решетки) при его изготовлении и эксплуатации под воздействием механических напряжений, как правило, сопровождающихся одновременным воздействием окружающей коррозионно-активной среды. Величина и характер этих изменений существенно влияют на физико-механические и электрохимические свойства металлов, вызывая значительные отклонения параметров его исходного состояния. Это может привести к материально-техническим потерям из-за преждевременного выхода из строя металлического оборудования и необходимости его замены еще до выработки нормативного срока службы. Особенно интенсивно изменения субструктуры металла происходят при действии переменных нагрузок, причем эти изменения отличаются сложной кинетикой протекания [39], включающей в себя чередование стадий деформационного упрочнения и разупрочнения. Этот факт при общепринятой оценке усталостной долговечности не учитывается, и на макроуровне все материалы однозначно делятся на циклически упрочняющиеся, циклически стабильные и разупрочняю-щиеся. Поэтому при определении усталостной долговечности материалов различного оборудования необходим тщательный учет состояния их тонкой структуры в течение всего времени эксплуатации при заданных параметрах нагружения. Это возможно выполнить, так как существующие физические и электрохимические методы исследований (рентгенография, электронная микроскопия, микротвердость, твердость, прицельные электрохимические измерения) инструментально позволяют оценить локальные явления при усталости и коррозионной усталости. Между тем существующие нормы и методы расчета на прочность и долговечность оборудования, работающего в сложных, периодически изменяющихся, зачастую осложненных действием коррозионной среды условиях

Соотношение (6.3) справедливо в интервале изменения асимметрии цикла 0 < R < 0,7. В последующем многократные испытания материалов различного класса показали, что раскрытие берегов трещины в общем виде характеризует поправка [32, 34]

антифрикционных материалов различного класса имеет следующий' вид [38]:

Применение этих уравнений для оценки долговечности материалов различного класса обычно приводит к изменению значений их постоянных. Так, анализ данных испытаний многих материалов, проведенный в работе [77], дает иные, чем в уравнении Мэнсона (5.13), значения коэффициентов.

Метод корреляции тенденций, по-видимому, может найти применение и при исследовании динамики внедрения конструкционных материалов различного уровня прочности. Так, на пути от начала разработки конструкционной стали до ее применения в конкретном изделии можно выделить три основные временные характеристики:

У автоматизированных машин и прочего оборудования органами управления являются чаще всего именно нажимные кнопки. Большая часть видов таких кнопок вырабатывается и поставляется в качестве стандартизованных агрегатных элементов в различном исполнении, разной величины, изготовляемых из различных материалов, различного цвета и т. д. (см., например, каталог Министерства тяжелого машиностроения ЧССР № 12161, 12135 и др.). Особенно широкий ассортимент нажимных кнопок изготовляется для различных конторских машин, измерительных приборов и тому подобных изделий.

Важнейшим фактором в решении проблемы обеспечения надежности изделий машиностроения является применение новых материалов различного строения: слоистых, волокнистых и др.

При применении смешанных шихт, т. е. шихт, составленных из разнородных материалов различного гранулометрического состава, могут быть экспериментально установлены оптимальные условия засыпи, при соблюдении которых предельное количество дутья соответствует наиболее высокой производительности. Как правило, этого можно достигнуть, когда отдельные фракции засыпаются самостоятельными слоями. Этот вопрос изучался на модели шахтной печи Д. А. Диомидовсним [206].

В старых конструкциях топок с жидким шлакоудале-нием под выполнялся неохлаждаемым из керамических материалов. Неохлаждаемый керамический под в настоящее время наиболее распространен в топках с жидким шлакоудалением, построенных в СССР. Схема такого «е-охлаждаемого пода советской конструкции показана на рис. 104. Под состоит из нескольких лежащих друг на друге слоев керамических материалов различного качества и опирается на стальные балки. Неохлаждаемый под должен иметь достаточную толщину (порядка 500 мм), чтобы уменьшить поток тепла через под ванны в пространство под котлом. Тепловой поток через под не должен быть больше 1 000 ккал/м2 • ч, чтобы температура железной обшивки и опорных балок была не слишком высока.

Полученный в исследовании большой диапазон изменений долговечностей материалов различного класса в зависимости от амплитуды пластической деформации и характера термодеформационного цикла можно объяснить, полагая, что одним из главных факторов сопротивления термической усталости является процесс накопления пластической деформации.

В последние годы интенсивно исследуют поверхностные гибридные (композитные) наноструктуры, поскольку с их применением можно создавать новые электронные приборы, принципы работы которых основаны на квантовых эффектах. Среди них - сверхрешетки, периодические пленочные системы с толщинами слоев от 1 до 100 нм, синтезируемые на поверхности монокристаллической матрицы. Если характерные размеры (периоды сверхрешетки) будут достаточно малыми (меньше чем длина свободного пробега электронов), то при наличии почти идеальных границ вся электронная система перейдет в квантовый режим с особыми характеристиками. Для реализации требуемой искусственной периодичности предложены два типа сверхрешеток: сверхрешетки с переменным легированием и композиционные сверхрешетки, в которых чередуются тонкие слои материалов различного состава. На рис. 14.3 показана композитная трехслойная сверхрешетка, полученная с помощью молеку-лярно-лучевой эпитаксии. Изображение структуры в поперечном сечении увеличено в 800 тыс. раз. Светлые полосы - это соединения цинка и селена, широкие темные полосы - соединения цинка, магния и селена.

Заклепочные соединения применяются для скрепления деталей, изготовленных из листового или полосового материала, либо из фасонных прокатных профилей. В связи с развитием сварки применение заклепочных соединений резко сократилось. Даже такие ответственные конструкции, как паровые котлы, резервуары, фермы подъемных кранов, сейчас изготовляют сварными. Но заклепочные соединения не полностью вытеснены, так как еще не для всех сочетаний материалов разработаны методы надежной сварки. Заклепки в настоящее время применяют в самолетостроении, кораблестроении, при строительстве мостов и в других отраслях техники.

Для изотропных материалов разработаны численные конечно-разностные машинные методы, позволяющие решать задачи удара и пробивания [89, 194] и учитывающие неупругое поведение материала. Применение этих программ, а также программ, основанных на методе конечных элементов, для анализа композиционных материалов является, несомненно, делом ближайшего будущего. Однако необходимы и аналитические решения: во-первых, потому что их проще использовать в расчетной практике, а во-вторых, они потребуются для проверки численных решений, которые будут получены в будущем.

Лабораторные методы испытаний конкретных деталей машин чрезвычайно разнообразны. При таких испытаниях обычно стремятся наиболее полно воспроизвести эксплуатационные условия работы. По своему характеру эти испытания по существу являются стендовыми. Лабораторные методы исследования изнашивания материалов разработаны более детально. Методике этих испытаний посвящено большое количество работ. В работах Д. В. Конвисарова [100], А. К. Зайцева [70], [71], В. Д. Кузнецова [115], М. М. Хрущева [231]—[250], И. В. Крагельского [106]—[109], Б. И. Костецкого [101], [102] и ряда других исследователей [57], [72], [90], [123], [211], [259] дается всестороннее освещение принципиальных вопросов по современным лабораторным способам изнашивания материалов. Однако до сих пор еще вопросы методики испытаний на изнашивание являются спорными и это особенно относится к способам исследования абразивного изнашивания.

Для широкопористых высоковлажных материалов разработаны комбинированные аэрофонтанные и циклонные сушилки, пер-

Для тонкопористых материалов разработаны вихревые сушилки (рис. 10-24) [60] и аппараты с направленно-перемещающимся виброкипящим слоем. Вихревые

Для диспергируемых материалов разработаны вихревые сушилки с встроенными дезинтеграторами (для сушки с одновременным измельчением кусковых и агрегированных материалов), а также сушилки с фонтанирующим слоем инертного материала для сушки распыленных форсункой жидких и пастообразных материалов (рис. 10-25) [58]. Для сушки некоторых комкующихся и пастообразных материалов, например осадков сточных вод, находят применение сушилки со встречными струями [93].

Для комплексного решения вопроса реализации всего технологического процесса восстановления деталей машин газопламенным нанесением порошковых материалов разработаны (ВНПО «Ремдеталь») и серийно выпускаются установки и посты.

Состояние стандартизации антифрикционных материалов. Разработаны и действуют государственные стандарты или технические условия на баббиты на оловянной, свинцово-сурьмянистой и свинцовой основах (ГОСТ 1320—74, ГОСТ 1209—78 и ТУ), антифрикционные алюминиевые сплавы (ГОСТ 14113—78 и ряд ТУ), цинковые сплавы (ГОСТ 21437—75), оловянные (ГОСТ 613—79 и ряд ТУ) и безоловяниые бронзы (ГОСТ 18175—78, ГОСТ 493—79), деформируемые оло-вянистые бронзы для изготовления свертных биметаллических втулок (ГОСТ 5017—74), латуни

Состояние стандартизации антифрикционных материалов. Разработаны и действуют государственные стандарты или технические условия на баббиты на оловянной, свющово-сурьмянистой и свинцовой основах (ГОСТ 1320—74, ГОСТ 1209—78 и ТУ), антифрикционные алюминиевые сплавы (ГОСТ 14113—78 и ряд ТУ), цинковые сплавы (ГОСТ 21437—75), оловянные (ГОСТ 613—79 и ряд ТУ) и безоловянные бронзы (ГОСТ 18175—78, ГОСТ 493—79), деформируемые оло-вянистые бронзы для изготовления свертиых биметаллических втулок (ГОСТ 5017—74), латуни

Для получения и переработки дисперсных систем и материалов разработаны специфичные для каждого мате — риала технологические методы, достаточно подробно изучены структура и свойства, а также определены факторы, обусловливающие эти свойства. Анализ различных техно — логических методов получения и переработки дисперсных систем показывает [81], что естественный путь развития технологии базируется, главным образом, на традиционных приемах и методах, которые в пределах каждой конкретной области усовершенствовались эмпирическим или, в лучшем случае, полуэмпирическим путем.

Теоретические методы описания прочностных свойств композиционных материалов с пластинчатыми наполнителями и, в частности, древесно — полимерных композиционных материалов разработаны в значительно меньшей степени, чем рассмотренные в параграфе 5.5 аналогичные методы для древесностружечных плит. В качестве примера теоретического исследования можно указать работу [131], в которой предпринята попытка на основе общих представлений механики композиционных материалов описать в рамках единого подхода прочностные свойства древесностружечных плит и масс древесных прессовочных. Что же касается более ранних работ, то они носили в основном экспериментальный характер [170, 208, 209].

К недостаткам оборудования этого типа относятся: длительность обработки смеси, значительный расход мощности привода на единицу готовой смеси, периодический режим работы. С целью снижения энергозатрат и времени смешения полимерных материалов разработаны комбинированные смесительные устройства с винтовой скребковой мешалкой, расположенной в смесительном бункере, и четырьмя роторами в корпусе смесителя (два пальчиковых ротора малого диаметра и два лопастных ротора большего диаметра). Конструкции выпускаемых отечественной промышленностью лопастных смесителей и их технические характеристики приведены в [38].