Отрицательной температуре

Таким образом, в литературе очень мало сведений о влиянии отрицательной температуры на износостойкость сталей. Не установлено, при каких схемах взаимодействия абразив — сталь влияние температуры наиболее существенно, а также влияет ли (а если влияет, то как?) изменение пластических и вязкостных свойств сталей на их износостойкость при отрицательных температурах.

150. Ковальчук В. А. Исследование влияния отрицательной температуры на абразивное изнашивание деталей землеройных машин. Автореф. канд. дис. М., 1972. 21 с. (МИСИ им. В. В. Куйбышева).

В реальных деталях из сплавов АЛ2 и АЛ9 охлаждение до температуры —70° С приводит к снижению внутренних напряжений на 20—40% в зависимости от величины начального напряжения и формы детали. Основное значение при обработке холодом имеет первый цикл охлаждения. Дополнительное снижение напряжений после второго цикла обычно не превышает нескольких процентов. Третий цикл практически почти не меняет величину остаточных напряжений. Поэтому при стабилизирующей обработке алюминиевых и магниевых сплавов с применением охлаждения ниже нуля (так называемой циклической обработки) практически достаточно одного — двух циклов охлаждения и нагрева. При отрицательной температуре длительной выдержки деталей из легких сплавов (более 1 ч) не требуется. Скорость охлаждения до отрицательной температуры также практически не сказывается на эффективности циклической обработки. Нагрев при циклической обработке должен быть по возможности более высоким. Для сплавов в термически упрочненном состоянии он ограничивается температурой искусственного старения. Для неупрочняемых сплавов температура нагрева должна соответствовать температуре обычного отжига, т. е. 260—300° С.

Для создания и регулирования отрицательной температуры используют жидкий азот, который из сосуда Дьюа-ра при помощи электромагнитного клапана поступает в криокамеру. В качестве регулятора в приборе применен электронный автоматический мост, датчиком является термоэлектрический термометр. Приборы управления и регулирования размещены в пульте управления.

К.недостаткам оболочек такого типа без предварительного напряжения следует отнести то, что при аварийных нагрузках в них будут образовываться вертикальные и кольцевые трещины, что снизит защитные свойства сооружения. Наружная облицовка защитной оболочки в зимнее время растянута вследствие воздействия отрицательной температуры. Арматура обычных железобетонных оболочек расположена на расстоянии 10—15 см от наружной поверхности и в меньшей степени подвержена воздействию отрицательной температуры. Оба слоя внешней арматуры должны быть защищены от коррозии.

Скоропортящиеся грузы перевозятся в изотермических вагонах, которые отличаются хорошей изоляцией крытого кузова, наличием устройств для размещения груза и для поддержания необходимой положительной или отрицательной температуры, дверей для погрузки и выгрузки и люков в крыше для загрузки в вагон льда (обычного хладоагеита). В вагоне должны быть обеспечены правильная циркуляция воздуха (достаточная для получения равных температур во всех частях размещённого груза) и удаление испортившегося воздуха.

Если влажный материал поступает в сушилку при температуре ниже нуля, то, помимо тепла на нагрев воды для ее испарения, требуется затратить тепло на лагрвв содержащихся в .материале воды и льда от отрицательной температуры до нуля и расплавления льда. Теплота плавления льда равна 335 кдж/кг.

Влияние низкой температуры. При работе в условиях отрицательной температуры первоначальное сжатие уплотнительного кольца по высоте сечения может вследствие температурной усадки резины уменьшиться или полностью исчезнуть. Величина этой усадки определяется коэффициентом теплового расширения, который у резины почти в 10 раз больше, чем у стали. Ввиду этого величину обжатия кольца необходимо выбирать такой, чтобы после уменьшения размера, обусловленного понижением температуры, обжатие оставалось достаточным для сохранения герметичности уплотнений.

Рисунок 4.53 - Влияние ударных нагрузок и отрицательной температуры на прочность сварных соединений

Выполненные в ЦНИИСК исследования стержневой сварной арматуры из стали 10Г2Т и сварных натяжных траверс из стали СтЗ позволяют утверждать, что наклеп швов в условиях отрицательной температуры существенно повышает сопротивление циклическим растягивающим и изгибающим нагрузкам при асимметричном режиме нагрузки.

Недостатками гидропривода являются: относительно низкое значение КПД (0,7...0,8); пониженная экономичность при работе с грузами, масса которой меньше расчетной (так как расход жидкости не зависит от массы груза); сложность подачи рабочей жидкости к приводу передвижной установки; невозможность использования масла в интервале температур от - 40 до + 40° С или необходимость применения дорогостоящих морозоустойчивых жидкостей; необходимость смены масла при переходе от отрицательной температуры к положительной; большие гидравлические сопротивления трубопроводов; неизбежные утечки жидкости из гидросистемы, составляющие 2 .. .5 %, которые следует компенсировать гидронасосом даже при неработающем механизме; необходимость тщательного наблюдения за состоянием герметизирующих уплотнений; ресурс гидропривода значительно ниже ресурса электропривода; относительно высокая стоимость гидрооборудования. В связи с указанным применение гидропривода на грузоподъемных кранах ограничено.

Разработан новый класс аустенитных сталей, получивших название трип-сталей. Эти стали обладают высоким комплексом механических свойств. Трип-стали содержат 0,2—0,3 % С, 8—10 % О. 8—25 % Ni, 4 % Mo, I—2,5 % Мп, а также до 2 % Si. Отличительной особенностью этих сталей является то, что у них точка мартенситиого превращения М„ лежит при отрицательной температуре, а Мд (начало образования мартенсита деформации) — при температуре выше комнатной.

Процесс холодной сварки протекает при нормальной или даже отрицательной температуре практически мгновенно, только в результате схватывания, и диффузионные процессы в данном случае практически не успевают развиться. В связи с этим холодную сварку целесообразно применять для соединения таких разнородных материалов, которые могут давать при плавлении и диффузионном взаимодействии хрупкие интерметаллиды (например, для соединения меди с алюминием).

Трещины в сварных элементах создают потенциальную опасность хрупкого разрушения, особенно возрастающую при отрицательной температуре воздуха.

(al,a-,,a3), не отражающего всех особенностей работы металла в условиях эксплуатации конструкций. Следовательно, прогнозировать влияние того или иного вида напряженного состояния на работоспособность материала приходится на основании очень ограниченной информации. Восполнить этот пробел позволяет привлечение для анализа некоторых экспериментально установленных фактов и представлений о поведении материала в экстремальных точках пространства напряжений. Например, результаты многочисленных исследований поведения материалов в условиях всестороннего давления, а также известные представления о роли межатомных сил связи в процессе разрушения позволяют предположить, что либо при всестороннем равном сжатии разрушение вообще невозможно, либо для развития повреждений в этих условиях требуется гораздо больше усилий, чем при всестороннем равном растяжении. Следует также иметь в виду экспериментально установленный факт: в ряде случаев, особенно если исследуемый материал имеет пониженную пластичность, в области двухосных растяжений (ст[>0; <т2>0; <т3=0) сопротивление разрушению меньше, чем при одноосном растяжении, например, испытания [86] стали Х18Н9Т и углеродистой стали при отрицательной температуре [87].

Наносят ОСК кистью, пистолетом-распылителем пневматическим или безвоздушным напылением. До рабочей вязкости состав доводят толуолом: под кисть или валик — 30...35 с; при пневматическом распылении — 18...25 с; при воздушном распылении — 35...45 с по ВЗ-4. При нанесении покрытия пистолетом-распылителем расстояние от сопла до окрашиваемой поверхности должно быть 200—300 мм. Количество слоев определяется проектом, но должно быть не менее двух. Каждый последующий слой при положительной температуре можно наносить через 20—30 мин при распылении, через 40 мин — кистью или валиком. При отрицательной температуре второй и последующие слои наносят не ранее чем через 40 мин при температуре от 0° до минус 5°С, через 60 мин — при температуре от минус 5° до.минус 20°С.

— — -_ — — Для конструкций мостов с дополнительным требованием по ударной вязкости при отрицательной температуре после механического старения 4W*

Для оценки работоспособности металлопластмассовых клапанов в различных климатических условиях следует арматуру с опытными материалами уплотнителей монтировать в рабочую схему, имитирующую работу системы на машине. При этом уплотнители, которые проверяются при отрицательной температуре, должны предварительно в течение 2—3 суток выдерживаться в камере при относительной влажности 100%. Перед проверкой работоспособности клапанов при повышенных температурах следует их выдержать в камере при относительной влажности 15—30%.

В реальных деталях из сплавов АЛ2 и АЛ9 охлаждение до температуры —70° С приводит к снижению внутренних напряжений на 20—40% в зависимости от величины начального напряжения и формы детали. Основное значение при обработке холодом имеет первый цикл охлаждения. Дополнительное снижение напряжений после второго цикла обычно не превышает нескольких процентов. Третий цикл практически почти не меняет величину остаточных напряжений. Поэтому при стабилизирующей обработке алюминиевых и магниевых сплавов с применением охлаждения ниже нуля (так называемой циклической обработки) практически достаточно одного — двух циклов охлаждения и нагрева. При отрицательной температуре длительной выдержки деталей из легких сплавов (более 1 ч) не требуется. Скорость охлаждения до отрицательной температуры также практически не сказывается на эффективности циклической обработки. Нагрев при циклической обработке должен быть по возможности более высоким. Для сплавов в термически упрочненном состоянии он ограничивается температурой искусственного старения. Для неупрочняемых сплавов температура нагрева должна соответствовать температуре обычного отжига, т. е. 260—300° С.

Метод 3 (термоциклирование). Перед испытанием на термоциклирование определяют сопротивление изоляции изделия путем выдерживания изделия в течение нескольких суток при повышенных температуре и влажности воздуха. В этот период определяют зависимость сопротивления изоляции изделия относительно корпуса от времени пребывания во влажной атмосфере. Измерение сопротивления изоляции рекомендуется проводить 2 раза в сутки. После выдержки изделия во влажной атмосфере и в нормальных климатических условиях их подвергают термоциклированию: поочередно выдерживают при отрицательной, положительной и снова отрицательной температуре. После испытания на теплостойкость изделие выключают, а температуру в камере понижают до предельного отрицательного значения. Затем проводят повторные испытания изделий в камере влажности.

При отрицательной температуре окружающего воздуха разрешается заменять гидравлическое испытание пневматическим с таким же пробным давлением, как и при гидравлическом испытании.

Марка стали Толщина свариваемых элементов, мм Минимальная температура окружающего воздуха, при которой разрешается сварка, °С Дополнительные условия в случае сварки при отрицательной температуре