Прочности применяют

Титан применяют для изготовления аппаратов, работающих в таких агрессивных средах, как азотная кислота любой концентрации, влажный хлор, разбавленная серная кислота и т. д. Имея небольшую плотность, титан и его сплавы по прочности превосходят стали лучших марок. Титан хорошо куется, штампуется, прокатывается, сваривается, удовлетворительно обрабатывается на металлорежущих станках. Эти свойства делают его перспективным конструкционным материалом для изготовления оборудования, работающего в сильноагрессивных средах. В настоящее время промышленностью выпускается оборудование из титана, однако стоимость титана пока очень велика, поэтому его применяют лишь для изготовления небольших аппаратов, а также в качестве плакирующего слоя в стальных аппаратах. Сплавы титана являются надежным материалом для изготовления труб конденсационно-холодильного оборудования, а также деталей машин, соприкасающихся с сильноагрессивными средами и подверженных эрозии. Титановые сплавы рекомендуется применять для изготовления аппаратов, работающих при температуре не выше 350 °С.

Более высокие результаты были достигнуты в случае сварки горизонтальным и наклонным лучами. Показана возможность качественного соединения титановых сплавов при сварке за один проход со сквозным проплавлением и свободным формированием вершины и корня шва титановых сплавов толщиной 140—160 мм. Получены бездефектные сварные соединения, равнопрочные и равно пластичные основному металлу. Данные соединения по своей прочности превосходят соединения, выполненные при АДЭСПЭВ, но уступают им по пластичности и ударной вязкости. Это, как свидетельствуют результаты газового анализа, является результатом сравнительно более жесткого электронно-лучевого переплава в вакууме.

Титан применяют для изготовления аппаратов, работающих в таких агрессивных средах, как азотная кислота любой концентрации, влажный хлор, разбавленная серная кислота и т. д. Имея небольшую плотность, титан и его сплавы по прочности превосходят стали лучших марок. Титан хорошо куется, штампуется, прокатывается, сваривается, удовлетворительно обрабатывается на металлорежущих станках. Эти свойства делают его перспективным конструкционным материалом для изготовления оборудования, работающего в силыюагрессивных средах. В настоящее время промышленностью выпускается оборудование из титана, однако стоимость титана пока очень велика, поэтому его применяют лишь для изготовления небольших аппаратов, а также в качестве плакирующего слоя в стальных аппаратах. Сплавы титана являются надежным материалом для изготовления груб конденсационно-холодильного оборудования, а также деталей машин, соприкасающихся с сильноагрессивными средами и подверженных эрозии. Титановые сплавы рекомендуется применять для изготовления аппаратов, работающих при температуре не выше 350 °С.

Титан обладает тремя основными преимуществами по сравнению с другими техническими металлами: малым удельным весом (4,5 Г/см3), высокими механическими свойствами (предел прочности 50—60 кГ/мм2 у технического титана и 80—140 кГ/мм2 у сплавов на его основе) и отличной коррозионной стойкостью, подобной стойкости нержавеющей стали, а в некоторых средах и выше. Сочетание малого удельного веса с высокой прочностью, обеспечивающее наибольшую удельную прочность (т. е. прочность на единицу веса), делает титан особенно перспективным материалом для авиационной промышленности, а коррозионная стойкость — в судостроении и в химической промышленности. Для современной высокоскоростной авиации особенно ценным свойством титановых сплавов является также их высокая жаропрочность сравнительно с алюминиевыми и магниевыми сплавами. Титановые сплавы по абсолютной и тем более по удельной прочности превосходят магниевые, алюминиевые сплавы и легированные стали в довольно широком температурном интервале.

Результаты испытания на изгиб 0°-ных волокон в Ni и Ni — Сг матрицах после различных термообработок приведены на рис. 20. Очевидно, что волокна меньше разупрочняются в Ni — Cr-матрице. Последующие испытания на растяжение 0°-ных волокон, извлеченных из Ni — Cr-композитов, показали, что средние величины прочности превосходят 140 кГ/мм2, а максимальные значения составляют около 190 кГ/мм2. В этом исследовании прочность волокон,, находящихся в матрице, была оценена методом акустической эмиссии при испытаниях композита на растяжение. Таким способом была определена деформация разрушения волокна, причем деформации волокна и матрицы предполагались одинаковыми. Прочность самого слабого волокна в матрице составила 253 кГ/мм2, что существенно превосходит прочность извлеченных волокон. Судя по множеству фотографий и наблюдений структуры поверхности волокон, разупрочненных при взаимодействии с металлом, снижение прочности можно отнести на счет действия тех трещин, которые образуются на поверхности волокон при их изъязвлении. Влияние такого повреждения поверхности волокон на их высокотемпературную прочность в предполагаемом температурном интервале работы различных композитов является одной из интересных проблем, возникающих при анализе множества экспериментальных данных такого рода.

Титан обладает тремя основными преимуществами по сравнению с другими техническими металлами: малым удельным весом (4,5 Г/см3), высокими механическими свойствами (предел прочности 50—60 кГ/мм2 у технического титана и 80—140 кГ/мм2 у сплавов на его основе) и отличной коррозионной стойкостью, подобной стойкости нержавеющей стали, а в некоторых средах и выше. Сочетание малого удельного веса с высокой прочностью, обеспечивающее наибольшую удельную прочность (т. е. прочность на единицу веса), делает титан особенно перспективным материалом для авиационной промышленности, а коррозионная стойкость — в судостроении и в химической промышленности. Для современной высокоскоростной авиации особенно ценным свойством титановых сплавов является также их высокая жаропрочность сравнительно с алюминиевыми и магниевыми сплавами. Титановые сплавы по абсолютной и тем более по удельной прочности превосходят магниевые, алюминиевые сплавы и легированные стали в довольно широком температурном интервале.

Хромоникелевые нержавеющие стали аустенитно-ферритного класса по прочности превосходят чисто аустенитную сталь, отличаются нестабильностью свойств и обладают склонностью к охрупчиванию при 400—600 °С (табл. 8.24, 8.25; ГОСТ 5632-72 и ГОСТ 5949-75).

Удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов достигает 30—35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей. Эти свойства титана представляют особый интерес для самолето- и ракетостроения. При повышенных температурах титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния.

Хромоникелевые нержавеющие стали аусте-нитно-ферритного класса по прочности превосходят чисто аустенитную сталь, отличаются нестабильностью свойств и обладают склонностью к охрупчиванию при температуре 400—600 °С (табл. 8.24, 8.25; ГОСТ 5632-72 и ГОСТ 5949-75).

схватывания: холодное (I рода) и тепловое (II рода). Схватывание I рода развивается при малых скоростях скольжения и высоких давлениях, в условиях незначительного фрикционного нагрева поверхностей; схватывание II рода — при высоких скоростях скольжения и давлениях, вызывающих интенсивный разогрев и разупрочнение поверхностных слоев. Между очищенными участками образуются адгезионные связи, которые по прочности превосходят прочность одного из материалов пары трения. Срез происходит в менее прочном материале в глубине от места схватывания. На одной поверхности трения образуются углубления, на другой — вырванные частицы, которые повторно схватываются и бороздят трущиеся поверхности, вызывая их интенсивное разрушение, а иногда из-за большого тепловыделения и сваривание. Разрушение поверхностей трения при схватывании (заедании) называют адгезионным изнашиванием. Это наиболее опасный и быстротечный вид изнашивания, который служит главной причиной отказа в работе многих узлов трения.

Магний принадлежит к числу наиболее распространенных металлов. Благодаря малой плотности сплавы магния по характеристикам удельной прочности превосходят некоторые конструкционные стали, чугуны

В последнее время в конструировании химической аппаратуры все большее применение находят композиционные материалы, которые по механической прочности превосходят даже качественные стали, а по коррозионной стойкости не уступают керамике, стеклу и эмалям.

Прочность клееного соединения в значительной степени зависит от толщины клеевого слоя. Рекомендуемые значения 0,05...0,15 мм. Толщина клеевого слоя зависит от вязкости клея и давления при склеивании. Клеевые соединения лучше работают на сдвиг, хуже на отрыв. Поэтому предпочтительны нахлесточные соединения. Для повышения прочности применяют комбинацию клеевого соединения с резьбовым, сварным и заклепочным.

При повышенных требованиях к прочности применяют чугуны с шаровидным графитом (табл. 2.2); их обрабатывают в расплавленном состоянии присадками магния или церия, что придает графиту шаровидную форму и тем самым сильно уменьшает внутреннюю концентрацию напряжений. Предел выносливости высокопрочных чугунов с шаровидным графитом при средних размерах сечений приближается к пределу выносливости стали 45 и до двух раз выше, чем у обычного чугуна СЧ20 с пластинчатым графитом; модуль упругости (1,6...1,9) 105 МПа.

тяжки, не учитываемой расчетом. Большие запасы прочности применяют в трубных соединениях.

высокомарганцовистыми флюсами используется проволока Св-08. При содержании в стали серы и фосфора на верхнем пределе рекомендуются проволоки Св-08А и Св-08ГА. Эти же проволоки целесообразно применять при сварке соединений, обладающих склонностью к образованию горячих трещин. При сварке под среднемарганцовистыми флюсами, а также при сварке низколегированных сталей повышенной прочности применяют проволоки Св-10ГА, Св-08ГА, Св-12ГС. Последняя также применяется при сварке на повышенных скоростях (более 120 м/ч), так как коэффициент расплавления ее на 20...25 % выше, чем у проволоки Св-08. Химический состав проволок для сварки конструкций из сталей приведен в табл. 18.

высокомарганцовистыми флюсами используется проволока Св-08. При содержании в стали серы и фосфора на верхнем пределе рекомендуются проволоки Св-08А и Св-08ГА. Эти же проволоки целесообразно применять при сварке соединений, обладающих склонностью к образованию горячих трещин. При сварке под среднемарганцовистыми флюсами, а также при сварке низколегированных сталей повышенной прочности применяют проволоки Св-10ГА, Св-08ГА, Св-12ГС. Последняя также применяется при сварке на повышенных скоростях (более 120 м/ч), так как коэффициент расплавления ее на 20...25 % выше, чем у проволоки Св-08. Химический состав проволок для сварки конструкций из сталей приведен в табл. 18.

Превращение остаточного аустенита в мартенсит при длительном хранении и особенно во время работы подшипника при отрицательных температурах сопровождается , значительным увеличением его линейных размеров. Это происходит в том случае, когда фактическая температура закалки оказывается выше 1070° С. Для стабилизации размеров и повышения контактной усталостной прочности применяют дополнительную обработку стали холодом. Мартенситное превращение при закалке в практически применяемом интервале закалочных температур заканчивается при 70° С. Оптимальный режим термической обработки стали 9X18, позволяющий получить высокую степень стабильности геометрических размеров деталей подшипников в интервале рабочих температур от —200 до +150° С и обеспечивающий наилучший комплекс механических свойств, состоит из предварительного (до 850° С) и окончательного нагрева (до 1050—1070° С), охлаждения в масле, а затем замедленного охлаждения до —70° С и отпуска при 150—180° С.

пропитки и высокой прочности применяют порошки следующих фракций: 0,15—0,20; 0,10—0,15; 0,075—0,10 мм. В порошковый слой вводят фторопласт с наполнителем из тонкодисперсного порошка свинца (до 20 объемных долей, %) или дисульфида молибдена. Затем фторопласт спекают при температуре 330 °С, и полосу подвергают калиброванию.

В соединениях с уменьшенным диаметром стержня болта или в таких, где не требуется высокой статической прочности, применяют низкие гайки с H/d = 0,5 ... 0,6. В этом случае первый виток воспринимает на 15 ... 20 % большую нагрузку, чем в соединении с гайкой нормальной высоты (рис. 4.16; результаты получены расчетом МКЭ, резьба М10). Поэтому в динамически нагруженных соединениях нецелесообразно использовать гайки уменьшенной высоты.

Чистый свинец в качестве припоя малопригоден, так как со многими металлами (Fe, Си, Со, Ni, Al, Zn) не дает паяных соединений достаточной прочности. Применяют припои на основе свинца с введением в их состав

Для штамповки изделий, требующих повышенной прочности, применяют низколегированные «двухфазные стали» со структурой, состоящей из высокопластичной ферритной матрицы и упрочняющей фазы мартенсита или бейнита в количестве 20—30 % *. Такая структура получается в низкоуглеродистых (0,06—0,12 % С) низколегированных сталях (09Г2С, 09Г2, 16ГФР, 10Г2Ф, 12ХМ и др.) после закалки в воде из межкритического интервала температур 2 (между Асх — Ас3).

Технический алюминий изготовляют в виде листов, профилей, прутков, проволоки и других полуфабрикатов и маркируют АДО и АД1. В качестве примесей в алюминии присутствуют Fe, Si, Си, Mn, Zn. Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью вследствие образования на его поверхности тонкой прочной пленки А12О3. Чем чище алюминий, тем выше коррозионная стойкость. Механические свойства отожженного алюминия высокой чистоты: ств — 50 МПа, со,2 = 15 МПа, ty = 50 %, а технического алюминия (АДМ) * : ста = 80 МПа, а0)2 --= 30 МПа, 6 — = 35 %. Модуль нормальной упругости 71 000 МПа. Холодная пластическая деформация повышает предел прочности технического алюминия (АДН) г до 150 МПа, но относительное удлинение снижается до 6 %. Алюминий легко обрабатывается давлением, но обработка резанием затруднена, сваривается всеми видами сварки. Технический алюминий (АД и АД1) ввиду низкой прочности применяют для изготовления элементов конструкции и деталей, не несущих нагрузки, когда требуются высокая пластичность, хорошая свариваемость, сопротивление коррозии и высокие теплопроводность и электрическая проводимость. Так, например, из технического алюминия изготовляют различные трубопроводы, палубные надстройки морских и речных судов, кабели, электропровода, шины, конденсаторы, корпуса часов, ф°льгу, витражи, перегородки в комнатах, двери, рамы, посуду, цистерны для молока и т. д. Алюминий высокой чистоты предназначается для фольги, токопроводящих и кабельных изделий. Более широко используют сплавы алюминия.