Появлению склонности

Величина наклепа является суммарным результатом пластических тяикродеформаций, вызванных тепловым и силовым воздействием в зоне резания. Неоднородность распределения остаточных деформаций по глубине образца приводит к появлению остаточных тангенциальных напряжений. По данным рис. 84, глубина наклепа совпадает с зоной растягивающих напряжений. Это означает, что остаточные микродеформации служат первопричиной появления остаточных напряжений. Нижележащая зона остаточных сжимающих напряжений уравновешивает растягивающие напряжения и, хотя она не содержит наклепанных участков, должна испытывать влияние наклепа, создавшего напряженное состояние, определяющее, в частности, микроэлектрохимическую гетерогенность. Величина сдвига электродного потенциала может быть связана с величиной остаточных тангенциальных напряжений по-разному в зависимости от характера сложно-напряженного состояния объемов металла в приповерхностном слое, так как шаровая часть тензора напряжений, обусловливающая изменение потенциала, может иметь различные значения при одинаковой величине тангенциального напряжения. Поэтому характеристики наклепа в локальных объемах могут быть более определяющими факторами для электродного потенциала, чем отдельные составляющие макронапряжений. Данные рис. 86 подтверждают зависимость между электродным потенциалом и степенью наклепа для различных режимов резания.

Напряжение, соответствующее появлению остаточных (пластических) деформаций определенной величины, называется пределом упругости. Напряжение, соответствующее

Однако крепление зацепами обладает недостатками. Габаритная длина пружины растяжения за счет зацепов всегда больше, чем пружин сжатия одинаковой гибкости. Зацепами трудно обеспечить центральное приложение нагрузки; пружина подвергается дополнительным изгибающим нагрузкам, а в самих зацепах возникают высокие напряжения изгиба, которые могут привести со временем к появлению остаточных деформаций. Вследствие деформации зацепов и участков перехода зацепов в спираль, пружина вытягивается и теряет упругие характеристики. Пружины растяжения могут

Тенденции учета гибкости при балансировке связаны с повышением требований к снижению уровня вибраций и увеличению ресурса машин. Они связаны с изменениями конструкций роторов, особенно составных, при вращении которых наблюдаются необратимые смещения, приводящие к изменению геометрии и появлению остаточных деформаций, прогрессирующих, как правило, с наработкой.

щих примесей, которые уменьшают пластичность и теплопроводность металла, а в слитках способствуют появлению остаточных напряжений. Поэтому высоколегированные стали перед ковкой требуют особого температурного режима нагрева. Большое влияние на качество поковок оказывает и способ их охлаждения. Специальные стали требуют охлаждения в особых устройствах — термостатах, отапливаемых или неотапливаемых колодцах, в противном случае в них возникают значительные напряжения, приводящие к появлению трещин. Высоколегированные стали наиболее целесообразно охлаждать в отапливаемых колодцах.

ную вязкость хромоникелевой стали. Увеличение скорости охлаждения подобной стали (охлаждение в воде) уничтожает снижение ударной вязкости, но приводит к появлению остаточных внутренних напряжений, достигающих высоких значений. В связи с этим для сложных деталей применяется легирование указанной стали молибденом, вольфрамом или ниобием, уничтожающими отпускную хрупкость.

Напряжение, соответствующее появлению остаточных (пластических) деформаций определенной величины, называется пределом упругости. Напряжение, соответствующее

Стабильность. Под этим понимается свойство кольца сохранять свою первоначальную форму, несмотря на воздействие напряжений и температур в процессе эксплуатации. Сопротивляемость кольца появлению остаточных деформаций достигается подбором соответствующих материалов и термообработкой.

1) факторы, приводящие к появлению остаточных пластических деформаций болта и стягиваемых деталей; 2) факторы, связанные о контактными деформациями по стыковым поверхностям и в резьбе; 3) факторы, обусловливающие самопроизвольное отвинчивание гайки (винта).

К основным механическим свойствам металлов относят прочность, твердость, упругость, пластичность, ударную вязкость. Прочность — способность металла сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций под действием внешних сил. Большое значение имеет удельная прочность, ее находят отношением предела прочности к плотности металла. Для стали прочность выше, чем для алюминия, а удельная прочность ниже. Твердость — это способность металла сопротивляться поверхностной деформации под действием более твердого тела. Упругость — способность металла возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия сил. Пластичность — свойство металла изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом. Ударная вязкость — способность металла сопротивляться разрушению под действием динамической нагрузки. Кроме указанных механических свойств можно назвать усталость (выносливость), ползучесть и др. Для установления характеристик механических свойств производят их испытания.

Предел упругости3 0o,0s — условное напряжение, соответствующее появлению остаточных деформаций заданной величины (0,05%):

Прочность сердцевины значительно ниже прочности волокна в целом. В сердцевине возникают напряжения сжатия, а в прилегающих участках бора — напряжения растяжения. Это приводит к появлению остаточных напряжений и возникновению радиальных трещин. При небольшой плотности волокна бора обладают высокой прочностью и жесткостью. Высокая прочность борных волокон объясняется мелкокристаллической структурой. Большое влияние на прочность оказывает и структура их поверхности. Поверхность имеет ячеистое строение, напоминающее по внешнему виду початок кукурузы (рис. 14.28). Наличие крупных зерен на поверхности, а также включений, трещин, пустот снижает прочность борных волокон. При температуре выше 400 °С борные волокна окисляются, а выше 500 °С вступают в химическое взаимодействие с алюминиевой матрицей. Для повышения жаростойкости и предохранения от взаимодействия с матрицей на борные волокна наносят покрытия из карбида кремния, карбида и нитрида бора толщиной 3-5 мкм.

в сталях нагрев выше температуры ~ 950 *С и быстрое охлаждение приводят к ухудшению их общей коррозионной стойкости и появлению склонности к межкристаллитной коррозии. Отпуск при температуре 760 — 780° С улучшает и пластичность и коррозионную стойкость основного металла и сварных соединений.

Межкристаллитная коррозия в металле наш (рис. 142, б) возникает в результате выделения под действием термического цикла сварки из аустенита карбидов хрома, приводящее к местному обеднению границ зерен хромом. Основная причина этого — повышенное содержание в металле шва углерода и отсутствие или недостаточное содержание титана или ниобия. Неблагоприятный термический цикл сварки — длительное пребывание металла шва в интервале критических температур (t > tKV, рис. 141) приводит if появлению склонности к межкристаллитной коррозии шва. Шов может потерять стойкость против межкристаллитпой коррозии в результате воздействия критических температур при эксплуатации изделия. Аустенитно-ферритные швы с дезориентированной структурой имеют и повышенную стойкость против меж-кристаллитной коррозии по сравнению с аустепитпыми.

выше участки вновь начинают обогащаться хромом. При этих условиях склонность стали к межкристаллитной коррозии уменьшается. Таким образом, сталь с большим содержанием углерода должна быть более восприимчивой к появлению склонности к межкристаллитной коррозии, чем сталь с меньшим его содержанием.

Склонность к трещинам повторного нагрева зависит от состава стали, микроструктуры ЗТВ и значений остаточных сварочных напряжений. Наличие в составе стали Сг, Мо, V, а также Си, Nb, Ti и примесей (Р, As, Sb и др.) способствует появлению склонности к растрескиванию. Ориентировочно потенциальную склонность к образованию трещин можно оценить по выражению

Повышение температуры закалки стабилизированных титаном коррозионно-стойких сталей увеличивает растворимость карбидов титана и приводит к переходу титана и связанного с ним углерода в твердый раствор. При последующих нагревах в зоне опасных температур титан из-за низкой скорости диффузии не успевает связать углерод в карбиды титана. В результате чего углерод соединяется с хромом, что приводит к появлению склонности к МКК.

Длительный нагрев. Склонность металла к МКК устраняет длительный нагрев хромоникелевых сталей при 850—950 °С, вследствие которого происходит полное выделение и коагуляция карбидов. После такого стабилизирующего отжига последующий нагрев в зоне опасных температур уже не приводит к выделению карбидов хрома или других фаз, а следовательно, к появлению склонности к МКК [26, 71, 72].

Существенным недостатком при защите от МКК с помощью легирования титаном является увеличение растворимости карбида титана с ростом температуры закалки, что приводит к повышению содержания свободного углерода и титана в твердом растворе. В этом случае при последующем отпуске в зоне опасных температур вследствие более быстрой доставки к границам зерен углерода образуются карбиды хрома, а не карбиды титана1; что приводит к появлению склонности к МКК даже при некотором избытке титана в стали. Чем выше температура закалки, тем большее количество карбидов титана диссоциирует и тем выше содержание несвязанного углерода в твердом растворе, тем больше вероятность появления склонности к МКК- Таким образом, если материал подвергается высокой закалке или технологическим нагревам до высоких температур, например при сварке, легирование титаном не всегда может гарантировать полную устойчивость аустенитных хромоникелевых сталей к МКК.

В связи с этим можно объяснить, почему от характера выбранной среды и условий испытаний зависят положение и вид температурно-кинетических кривых Ролансона (см. рис. 17), определяющих температурную область восприимчивости материала к МКК. В настоящее время установлено, что продолжительность отпуска в зоне опасных температур, которая приводит к появлению склонности к МКК, существенно зависит от значения потенциала, устанавливающегося в растворе для коррозионных испытаний. Поэтому и протяженность областей восприимчивости и положение линий, их ограничивающих, зависят от вида выбранной коррозионной среды.

Легирование молибденом приводит к заметному ухудшению коррозионной стойкости сталей и сплавов в зоне конденсации N2O4. Введение до 3 % молибдена способствует появлению склонности к МКК и КР; такое же действие оказывает снижение содержания хрома при одновременном повышении содержания никеля или марганца до 14 %.

Межкристаллитная коррозия в металле шва (см. рис. 9.4, б) возникает в результате выделения под действием термического цикла сварки из аустенита карбидов хрома, приводящего к местному обеднению границ зерен хромом. Основная причина этого - повышенное содержание в металле шва углерода и отсутствие или недостаточное содержание титана или ниобия. Неблагоприятный термический цикл сварки - длительное пребывание металла шва в интервале критических температур (t > t^, рис. 9.3) приводит к появлению склонности к межкристаллитной коррозии шва. Шов может потерять стойкость против межкристаллитной коррозии в результате воздействия критических температур при эксплуатации изделия. Аустенитно-ферритные швы с дезориентированной структурой имеют и повышенную стойкость против ММК по сравнению с ау-стенитными.

Появление карбидов хрома и железа на границах зерен вместо карбидов титана или ниобия и обеднение пограничных зон аусте-нитных зерен хромом в соответствии с так называемой теорией обеднения приводят к появлению склонности к межкристаллит-ной коррозии. Появление карбидов хрома и железа на границах зерен аустенита вместо карбидов титана или ниобия приводит к разупрочнению границ зерен и создает потенциальные возможности для локального разрушения.