Отдельных локальных

Рассмотрим влияние и характеристику отдельных легирующих элементов.

Систематические исследования по влиянию отдельных легирующих элементов и комплексного легирования на горячесолевое растрескивание в настоящее время не проводятся, хотя попытки расположить сложнолегированные сплавы по стойкости к горячесолевому растрескиванию неоднократно предпринимались. Расхождения между результатами исследований отдельных авторов незначительны, их можно объяснить влиянием термообработки и структурного состояния, различием методик испытаний и критериев в оценке явления растрескивания. Б. А. Колачев, В.А.Ливанов и А.А. Буханова [12] на основе сопоставления данных различных авторов предлагают следующий ряд наиболее известных композиций сплавов в порядке нарастания чувствительности к горячесолевому растрескиванию: Ti— -2,5 % AI-1 % Mo-10%Sn-5 %Zr; Ti-2 % AI-4 % Zr-2 % Mo; Ti-4% AI--

ния диффузией через поверхность раздела. Кляйном и др. [20] сделан обзор совместимости волокон бора и карбида кремния (включая покрытия из карбида кремния). Согласно их заключению, возможности регулировать реакцию с помощью покрытий ограничены; лишь использование толстых покрытий позволяет получить надежную систему. С другой стороны, совместимая с уп-рочнителем матрица также обеспечивает высокую надежность системы. Данные табл. 2 показывают, что, изменяя состав матрицы, можно получить существенно различные скорости реакции. Это заключение подтверждается результатами исследования влияния отдельных легирующих элементов, а также приведенным выше анализом механизма диффузионного роста диборида (разд. Б). Можно выделить два процесса, контролирующие рост диборида. Первый — это оттеснение растущим диборидом одного из элементов в титановую матрицу; второй — изменение стехиометрическо-го состава диборида путем легирования матрицы такими элементами, которые растворяются в дибориде. Алюминий и молибден являются типичными элементами, которые оттесняются растущим диборидом, а ванадий и цирконий изменяют стехиометрический состав. Было показано также, что в некоторых сочетаниях влияние легирующих элементов аддитивно. На основе этих представлений можно разработать матрицу, совместимую с борным волокном.

ВЛИЯНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЛЕГИРУЮЩИХ И МОДИФИЦИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ

Влияние отдельных легирующих и модифицирующих элементов и вредных примесей.......................... 55

Изучение влияния фазового состава и отдельных легирующих элементов - хрома, вольфрама, ванадия, ниобия, титана, а также совместных добавок Сг и Мо, Сг и W, Сг и Mb, Cr и V, Сг и Ti на водородоустойчивость сталей при температуре до 600 и давлении до 800 атм проводилось, как правило, на опытных плавках. Стали термически обрабатывались по режимам, обеспечивающим наиболее термодинамически устойчивое состояние карбидной фазы при заданных температурах испытания.

Одним из этапов процесса обезуглероживания является диффузия углерода в феррите. Известно, что легирование феррита хромом резко замедляет процессы диффузии в нем элементов внедрения, в частности, углерода. Поэтому можно предположить, что повышение водородостойкости хромистых сталей происходит не только за счет наличия в них стабильных карбидов, но и вследствие влияния хрома, растворенного в феррите, на скорость диффузии углерода. Для проверки этого предположения были поставлены специальные исследования и определено влияние отдельных легирующих элементов (вольфрама, ванадия, ниобия и титана) на длительную водородную стойкость стали с 0,16 -0,18% С и связь между фазовым составом, механическими свойствами и водородостойкостью сталей под давлением водорода 800 атм при температуре 600 .

В заключение следует отметить, что дальнейшие исследования водородной коррозии стали должны быть направлены в сторону углубления и уточнения да&-ных об элементарных физико-химических процессах, протекающих при взаимодействии водорода с металлами .Выяснение влияния отдельных легирующих элементов и их сочетаний на водородоустойчивость позволит создавать новые стали с заранее заданными параметрами водородо *• устойчивости и по фазовому составу определять стойкость конструкционных марок сталей при различных условиях эксплуатации.

Изучением износостойкости различных сталей занимаются многие исследовательские коллективы. В их работах изыскивается возможность замены дорогостоящих легированных сталей более дешевыми материалами, исследуется влияние содержания отдельных легирующих элементов, а также способов термообработки, обеспечивающих износостойкость стали.

Влияние отдельных легирующих элементов на положение М„ и на области существования мартенсита изучено в работе [153].

чающиеся по своим механическим, физическим и химическим свойствам от обычных углеродистых. Ниже описывается наиболее важное влияние отдельных легирующих элементов на свойства стали.

Несмотря на то, что принятые методы расчёты рчзличн^х металлоконструкции на прочность не допускают достижения в материале напряжений, превышающих предел текучести, и вся конструкция работает на общем фоке упруго приложенных ннпря*ени*),в отдельных локальных участках поверхности оборудования создаются Олагопри-ятниэ условия для концентрации напряжений. На таких учаогках

Наиболее значительную роль в повреждаемости оборудования при выполнении строительно-монтажных работ играют монтажные сварочные работы. Качество выполнения сварных швов по месту монтажа обычно ниже качества сварных соединений, выполненных в заводских условиях. В результате монтажные швы часто становятся одним из источников, инициирующих трещиноподобные дефекты. Для снятия напряжений, появившихся в результате сварки, детали должны подвергаться термообработке полностью или в зоне сварного шва. Недостаточная техническая культура выполнения монтажных работ может привести к появлению отдельных локальных деформаций элементов конструкций. Местные пластические деформации могут послужить причиной дальнейшего перенапряжения конструкции и ее разрушения.

Реальное тело не обладает абсолютной жесткостью. Поверхность тела, на которую действует давление продуктов взрыва, деформируется, что оказывает влияние на интенсивность импульсивных нагрузок. Реакция тела на действие нагрузок сводится к следующему: 1) вблизи поверхности материал тела под действием высокого давления продуктов взрыва вначале сильно сжимается; 2) при внезапном уменьшении давления поверхность тела возвращается в ненапряженное состояние, хотя материал может получить значительную пластическую деформацию; 3) в теле возникают возмущения, вызванные действующим давлением продуктов взрыва, длительность действия которых мала, так что длина импульса в материале невелика, однако возмущения имеют вид волны с крутым фронтом. Распространение этих волн проходит с высокими скоростями, т. е. в этом случае, очевидно, зарождаются ударные волны. При большой интенсивности возмущений тело может разрушаться либо в отдельных локальных областях, либо по всему объему.

никового вкладыша, обычно изготавливаемого из стали). В тонкослойных подшипниках при толщине баббита менее 1 мм он имеет гетерогенную (неоднородную) микроструктуру с крупными твердыми кристаллами химических соединений (SnSb, CuSn, SnPb и т.д.), вследствие чего сопротивляемость усталостным повреждениям под действием циклических нагрузок снижается. В отдельных локальных объемах кристаллов накапливается пластическая деформация, в слое баббита возникают внутренние остаточные напряжения, микротрещины, которые при дальнейшем циклическом нагружении могут стать очагами усталостных трещин. Баббиты применяют для заливки подшипников скольжения при удельных нагрузках не более 10—15 МПа и температуре не выше 100-120°С.

Наиболее значительную роль в повреждаемости оборудования при выполнении строительно-монтажных работ играют монтажные сварочные работы. Качество выполнения сварных швов по месту монтажа обычно ниже качества сварных соединений, выполненных в заводских условиях. В результате монтажные швы часто становятся одним из источников, инициирующих трещиноподобные дефекты. Для снятия напряжений, появившихся в результате сварки, детали должны подвергаться термообработке полностью или в зоне сварного шва. Недостаточная техническая культура выполнения монтажных работ может привести к появлению отдельных локальных деформаций элементов конструкций. Местные пластические деформации могут послужить причиной дальнейшего перенапряжения конструкции и ее разрушения.

Эти показатели в какой-то мере характеризуют степень повреждения без дифференциации параметров отдельных локальных повреждений и их распределения по рабочей поверхности.

В ходе изучения кинетики зарождения и развития усталостной трещины было показано, что к моменту последнего полета вертолета в лонжероне лопасти усталостная трещина протяженностью около 80 мм уже имела место при окончательной длине трещины около ПО мм и ее площади около 60 % по отношению ко всему сечению лонжерона. Последний полет происходил при нестабильном развитии усталостной трещины, когда ее скорость существенно превышает указанную выше величину максимальной скорости стабильного роста трещины. Поэтому продвижение трещины было осуществлено на значительную длину, составившую около 20 мм (рис. 12.11). Причем характерно, что на относительном радиусе лопасти 0,5 процесс роста трещины шел менее интенсивно, чем на относительном радиусе лопасти 0,7. Из изменения параметров рельефа излома видно насколько близким к драматическому исходу было развитие усталостной трещины в лонжероне в последнем, коротком полете вертолета. Только в отдельных локальных зонах по сечению еще происходило устойчивое подрастание трещины. При частоте вращения лопасти 120 об/мин средняя скорость распространения усталостной трещины составила около 20Д10 х 120) = 1,6 • 10~5 м/цикл. Это на порядок больше, чем для максимальной скорости стабильного роста трещины в алюминиевых сплавах, что еще раз подтверждает драматический характер развивавшихся событий в последнем полете вертолета.

Для подшипников многих машин характерным является абразивный износ. Как отмечается рядом исследователей (например, в работе [40]), существующее представление о чисто механическом действии абразивной среды на металл подшипников путем нанесения повреждений только резанием или царапанием не подтверждается как лабораторными исследованиями, так и изучением процессов разрушения на конкретных машинах. Процесс абразивного износа объясняется исследователями тем, что наличие абразива в зоне контакта резко концентрирует напряжения на отдельных локальных участках. Возникающие при этом действительные напряжения намного превышают допустимые.

Неучет указанной взаимосвязи в случае выбора СИ при проектировании систеи контроля или локальных систем управления приводит к увеличению вариаций результирующих показателей процессов и показателей качества продукции, несмотря на высокие точностные характеристики отдельных-локальных систем управления. Учитывая данное обстоятельство, СИ необходимо выбирать сбалансированными по их классам точности.

Для подшипников многих машин характерным является абразивный износ. Как отмечается рядом исследователей (например, в работе [40]), существующее представление о чисто механическом действии абразивной среды на металл подшипников путем нанесения повреждений только резанием или царапанием не подтверждается как лабораторными исследованиями, так и изучением процессов разрушения на конкретных машинах. Процесс абразивного износа объясняется исследователями тем, что наличие абразива в зоне контакта резко концентрирует напряжения на отдельных локальных участках. Возникающие при этом действительные напряжения намного превышают допустимые.

Пайку, при которой припой образуется в результате контактного плавления соединяемых металлов, промежуточных покрытий или прокладок, называют контактно-реактивной пайкой. Контактное плавление, являющееся фазовым переходом первого рода (изменение термодинамического состояния сопровождается конечным тепловым эффектом п изменением структуры), наблюдается у материалов, образующих эвтектики или имеющих минимум на диаграмме плавкости. Процесс контактного плавления состоит из двух основных стадий: 1) подготовительной, заключающейся в образовании в зоне твердых растворов устойчивых зародышей жидкой фазы, их последующего диффузионного роста и слияния в тонкую пленку; 2) собственно контактного плавления — движения межфазных границ, определяемого чисто диффузионным механизмом. Подготовительная стадия определяется в основном граничной кинетикой и включает в себя процессы взаимодействия в твердой фазе на активных центрах (образование химической, в частности, металлической связи) и последующий процесс взаимной диффузии в зоне мостиков схватывания. Таким образом, на отдельных локальных участках зоны контакта образуется диффузионная зона шириной X*, подчиняющаяся законам граничной кинетики. Из уравнения X* — = D1/(pco) при следующих значениях констант: р1 = I0ls см 2 c~l, DJ = = 10 8 см2/с (при Т < 7\гл),ш = = 10~23 см3 X* ян 1 • 10~3 мм. Жидкая фаза в диффузионной зоне может возникнуть вследствие распада твердого раствора, образовавшегося в процессе диффузии и при некотором понижении температуры оказавшегося перенасыщенным. Детально этот процесс не исследован ни экспериментально, ни теоретически. В работе [5] введены понятие так называемого кванта плавления размером 3-Ю 3 мкм и время кинетической стадии для системы Bi—Sn составляет 10 Зс. Однако видимые признаки плавления в этой системе обнаруживаются только через 0,5 с.