Оптимальное содержание

Оптимальное сочетание прочности и вязкости у этих сталей достигается в результате измельчения зерна и дисперсионного упрочнения частицами карбонитридпых фаз. При контролируемой прокатке деформацию осуществляют в нижней части аустснитной области с последующим охлаждением с определенной скоростью.

Оптимальное сочетание прочности и пластичности после улучшения достигается, если сечение изделия соответствует критическому диаметру (95 % мартенсита) для данной стали.

Оптимальное сочетание прочности и пластичности наблюдается у мелкозернистых металлов и сплавов. Получение высоких механических свойств осуществляется при высокой степени пластической деформации и последующем рекристаллизационном отжиге.

Основным способом оптимизации является изменение толщины пористой стенки и ее проницаемости — вблизи лобовой точки толщина минимальна, а проницаемость — максимальна. Выбор оптимальных распределений толщины и проницаемости стенки обычно осуществляется методом последовательных приближений на основе решения всей замкнутой системы уравнений тепломассопереноса. На рис. 3.24 показан пример двухмерного распределения давления, массового расхода охладителя и температуры матрицы в такой стенке [ 29, 30]. Охладитель (вода) полностью испаряется на внешней поверхности, а ее температура равна температуре насыщения охладителя и изменяется в соответствии с заданным законом распределения внешнего давления. Наружная поверхность имеет форму полусферы, сопряженной с конусом, внутренняя - полусферы, сопряженной с цилиндром. Проницаемость матрицы уменьшается в направлении от лобовой точки по экспоненте. Для таких условий расход охладителя вблизи лобовой точки остается почти постоянным, ниже изобары 035 он монотонно падает. Увеличением толщины стенки с одновременным уменьшением ее проницаемости удается скомпенсировать резкое падение давления вдоль внешней поверхности. Оптимальное сочетание толщины и проницаемости стенки достигается только для фиксированных внешних условий.

Оптимальное сочетание требуемого коэффициента времени остановки, коэффициента времени движения и допустимых значений динамических нагрузок в кинематически ч парах выГжралот на основе анализа конкретных условий работы механизма. На практике чаще всего применяют диски с числом пазов 4, (> и 8. Следует обратить внимание, что угловое ускорение диска в начале периода дви-

При смешанном управлении осуществляется наиболее оптимальное сочетание разнообразных требований, обеспечивающих управление по времени, по положению и перемещению звеньев, по огра-ничиванию режимов движения звеньев и нагрузок на звенья и в кинематических парах.

Следовательно, необходимо стремиться получать структуру с кристаллографической ориентацией (001), которая обеспечивает оптимальное сочетание механических и жаропрочных свойств. Следует отметить еще один важный момент, а именно, что сплавы с ориентацией (001) имеют более низкий модуль упругости по сравнению со сплавами, структура которых состоит из равноосных зерен. Тем самым в направленно-кристаллизованных отливках удается снизить уровень термических напряжений, что повышает их выносливость при термоциклировании.

Оптимальное сочетание требуемого коэффициента времени остановки, коэффициента времени движения и допустимых значений динамических нагрузок в кинематических парах выбирают на основе анализа конкретных условий работы механизма. На практике чаще всего применяют диски с числом пазов 4, 6 и 8. Следует обратить внимание, что угловое ускорение диска в начале периода дви-

При смешанном управлении осуществляется наиболее оптимальное сочетание разнообразных требований, обеспечивающих управление по времени, по положению и перемещению звеньев, по огра-ничиванию режимов движения звеньев и нагрузок на звенья и в кинематических парах.

Использование в качестве легирующих добавок карбидных фаз позволяет получить структуру по типу "твердые включения-вязкая матрица", подобную твердым сплавам и обладающую повышенной твердостью. Степень упрочнения материала и изменение механических свойств зависят от режимов электронно-лучевой обработки и состава легирующих добавок. Оптимальное сочетание указанных факторов приводит к существенному повышению износостойкости модифицированных сталей (рис. 8.11).

5. Определено оптимальное сочетание объема и периодичности неразрушающего контроля с учетом заданной вероятности безотказной работы для случая, когда основным повреждающим фактором является коррозионно-эрозионного износ.

Оптимальное содержание бора в стали, обеспечивающее наибольшую прокаливаемость, равно всего лишь 0,002— 0,006%; при большом содержании бора концентрация его на границах зерна аустенита превышает предел насыщения, в результате чего появляются избыточные бористые фазы (бори-ды), действующие как центры кристаллизации перлита, и прокаливаемость уменьшается.

2 Легирование, как известно, преследует определенную цель (повышение прокаливаемое™, увеличение жаропрочности и т. д.). Оказывается, в большинстве случаев имеется оптимальное содержание данного элемента, который вводят в металл для получения заданных свойств, превышение этого предела приводит к обратным результатам. Указанное положение получило название теория предельного легирования.

В Советском Союзе распространены две марки железокрем-нистых -сплавов (кремнистых чугунов), различающиеся содержанием кремния и углерода: С15 (0,5—0,8% С, 14,5—15% Si) и С17 (0,3—0,8% С, 16,0—18,0% Si). Чем больше в сплаве кремния, тем меньше должно быть углерода. Оптимальное содержание углерода соответствует эвтектическому составу для данного сплава. Благодаря большому сродству кремния к железу, углерод не дает карбидов железа. Сплав С17 применяется в тех случаях, когда требуются отливки с повышенной коррозионной стойкостью.

0,15 %). При высоком содержании азота (0,4—0,5 %) в слое образуется так называемая темная составляющая, которая обнаруживается на поверхности в виде темной точечной сетки. Темная составляющая представляет собой поры, заполненные графитом, или по другим данным в зоне дефекта образуется оксикарбонитридная фаза или сложные окислы типа шпинели. Темная составляющая снижает предел выносливости стали па 30-70 % и контактную выносливость в 5—6 раз. Оптимальное содержание углерода в сумме С \ N зависит от марки стали и колеблется в широких пределах (1,0 1,65 %) *. При низкой концентрации углерода в структуре слоя по границам зерен мартенсита появляется троостит. При высоком содержании углерода в стали, содержащей Cr, Mn, Ti, V образуются карбони-триды, располагающиеся преимущественно по границам зерен в виде сплошной или разорванной сетки. Переход углерода и легирующих элементов в карбоннтриды понижает устойчивость аустенита, что также ведет к образованию в слое троостита. Образование сетки карбопитридов и троостита снижает предел выносливости, пластичность и вязкость стали.

Сплавы группы а + р обладают высокой прочностью при достаточной термостабильности (до 450°С) и получили наибольшее распространение. Оптимальное содержание а-фазы ~ 30%.

Материалы. Изготовление. Крепежные детали рядового назначения изготовляют из углеродистых сталей (а0,2 = 40 кгс/мм2) или хромистых (<7о.2 = 70 кгс/мм2). Оптимальное содержание углерода в углеродистых и низколегированных сталях 0,4 — 0,45%. Термическая обработка: закалка в масло с 750-800°С, отпуск на сорбит (HRC 35-40). Нагрев под закалку ведут в нейтральной атмосфере, вакууме или расплавленных синтетических шлаках во избежание окисления и обезуглероживания, резко снижающего циклическую прочность. Для изготовления ответственных болтов применяют хромансили типа ЗОХГС; 40ХГС (ст0,2 = 90 -г 110 кгс/мм2). В наиболее нагруженных соединениях применяют Cr — Мо стали или Ni —Cr —W стали (ст0,2 = 120 н- 150 кгс/мм2).

В быстродвижущихся водах алюминиевая латунь более стойка к ударной коррозии, чем адмиралтейский металл. Медно-никелевые сплавы обладают особо высокой стойкостью в быстро движущейся морской воде, если они содержат небольшие количества железа и, в некоторых случаях, марганца. Для медно-никелевого сплава с 10 % Ni оптимальное содержание Fe составляет 1,0—1,75 % при максимальном содержании Мп 0,75 %. Для аналогичного по составу сплава с 30 % Ni количество легирующей добавки железа обычно меньше (например, 0,40—0,70% Fe при максимальном содержании Мп 1 %) [34]. Известно, что присутствие в воде железа в виде продуктов коррозии или специально добавленных солей железа (II) приводит к формированию на поверхности конденсаторных труб дополнительных защитных пленок. В связи с этим предполагают, что благотворное влияние легирующей добавки железа на стойкость медно-никелевых сплавов

Оптимальное содержание алюминия в жаропрочных сплавах на основе никеля в четырсхкомпонентных системах Fe - Сг - Ni - А1 находится в пределах 0,6 - 2,5% AI: эти сплавы ЭИ718, ЭИ693, ЭИ708, ЭИ602, ЭИ617, ЭИ618.

При низких концентрациях кислорода скорость коррозии существенно уменьшается; оптимальное содержание 02 составляет 4,0 • 1СГ4 %. При содержании кислорода в воде 8—10 мг/л потенциал коррозии алюминия увеличивается, но остается в пределах пассивной области. Однако при наличии в аэрированной воде хлор-ионов 0,01 моль/л и выше потенциал коррозии алюминия находится в активной области растворения металла.

При изучении влияния алюминия на стойкость стали к водородному охрупчиванию [7] было показано, что при легировании стали марки 05ХГМ алюминием в количествах 0,05 и 0,07 % повысилась стойкость стали к СКР по сравнению к исходному составу соответственно в 2 раза (время до растрескивания 45 ч) и в 10 раз (время До растрескивания 220 ч) (рис. 11). Однако последующее увеличение содержания алюминия до 0,1 % привело к резкому уменьшению стойкости против СКР до значения, характерного для стали без добавления алюминия (время до растрескивания 25 ч). Оптимальное содержание ниобия равно 0,08 % (см. рис. 11). Титан не оказывает существенного влияния на повышение стойкости к СКР.

При усталостном, коррозионно-усталостном разрушении оптимальное содержание углерода, обеспечивающее максимальную выносливость стали с сформированным импульсным упрочнением белым слоем, находится в пределах 0,45—0,65 %.^1ля стали без белого слоя при испытании на коррозионную усталость нет оптимума, а увеличение содержания углерода приводит к монотонному снижению долговечности стали. Импульсное упрочнение эффективно повышает сопротивление усталости и коррозионной усталости стальных образцов с концентраторами напряжений. В условиях усталостного и коррозионно-усталостного разрушения трещины в стальных деталях с белым слоем зарождаются на границе перехода сжимающих остаточных напряжений в растягивающие. При этом уменьшение вероятности возникновения трещин и отслаивания белого слоя связано с перераспределением напряжений в результате пластических сдвигов в зоне повышенной травимости. Эта зона характеризуется меньшей, чем у белого слоя и мартенсита, твердостью и пониженным уровнем сжимающих остаточных напряжений.