Переходная температура

Для шлифования ступенчатых валов (рис. 6.103, а) предусматривают центровые отверстия /, а для шлифования пустотелых валов — установочные фаски 6. Между шейками вала и торцами из-за непрерывного осыпания зерен круга получается переходная поверхность 5. В тех случаях, когда этого нельзя допустить по условиям работы детали, предусматривают технологические канавки 2 для выхода шлифовального круга. Если необходимо оставить переходную поверхность, то указывают на чертеже детали ее максимально возможный радиус. Следует избегать конструирования валов с большой разностью диаметров отдельных участков. Точно обработанные, например, цилиндрические поверхности 3 необходимо разделять введением проточек 4, поверхности которых не требуется шлифовать.

При переменном режиме нагружения, если НВ^350, а также для зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью зубьев 1 ^ /CFL ^ 2, если же твердость зубьев НВ > 350 и переходная поверхность не шлифована, 1 ^ K.FL ^ 1,63.

Боковая поверхность состоит из главной (5) и переходной (6) поверхностей. Главная поверхность — это та часть боковой поверхности зуба, которая, взаимодействуя с главной поверхностью другого зуба, обеспечивает заданное передаточное отношение. Переходная поверхность соединяет главную поверхность с поверхностью впадин.

Кольцевое утолщение вала, составляющее с ним одно целое, называется буртиком (рис. 12.3). Переходная поверхность от одного сечения к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей, называется заплечиком (рис. 12.1).

Боковая поверхность состоит из главной (5) и переходной (6) поверхностей. Главная поверхность — это та часть боковой поверхности зуба, которая, взаимодействуя с главной поверхностью другого зуба, обеспечивает заданное передаточное отношение. Переходная поверхность соединяет главную поверхность с поверхностью впадин.

Основная зона детали, в которой систематически возникают усталостные трещины, - переходная поверхность радиусом R д. НДС и уровень концентрации в этой зоне в значительной степени зависят от точки приложения силы Р и радиуса R д Первый фактор количест-

Система зависимостей аа = /(5с) на рис. 3.10 и 3.11 характеризует напряженное состояние в зонах возможного разрушения детали при приложении силы в различных точках (х = х/l). Анализ кривых на рис. 3.10 показывает, что схема приложения силы Р существенно влияет на распределение напряжений в опасных зонах модели. При удалении точки приложения силы от цилиндрической стенки кольца наиболее нагруженной оказывается переходная поверхность радиусом RA. Здесь теоретический коэффициент концентрации напряжений аа= 1,6 при R А = 0,5 мм. При увеличении радиуса R A до 2 мм теоретический коэффициент концентрации напряжений уменьшается примерно на 30 %; НДС в других зонах практически не зависит от радиуса R A.

Определение местного упругого НДС в максимально нагруженных зонах оболочечных корпусных элементов с помощью МКЭ. Разбиение переходных зон цилиндрического и сферического корпусов на конечные элементы (рис. 4.30 и 4.31) выполняют с учетом геометрии локальных областей переходной зоны и специфики НДС, определенного с помощью теории оболочек переменной жесткости. В соответствии с особенностями НДС сетку сгущают к наружной и внутренней поверхностям, а также в зонах краевого эффекта и концентрации напряжений (переходная поверхность радиусом г).

Фиг. 81. Колена № 4 и 7 ЛМЗ им. Сталина: 1 —конус; 2—тор; 3 — цилиндр с горизонтальными образующими; 4— цилиндр с вертикальными образующими; 5 — переходная поверхность.

Для шлифования ступенчатых валов (рис. 6.90, а) предусматривают центровые отверстия 1, а для шлифования пустотелых валов - установочные фаски 6. Между шейками вала и торцами из-за непрерывного осыпания зерен круга получается переходная поверхность 5. В тех случаях,

Основная зона детали, в которой систематически возникают усталостные трещины, — переходная поверхность радиусом R A. НДС и уровень концентрации в этой зоне в значительной степени зависят от точки приложения силы Р и радиуса R A. Первый фактор количест-

По месту расположения и ширине зоны рекристаллизации по микрошлифам двух брусков для серии одной и той же составной пластины определяется участок металла, по которому для каждого режима сварки устанавливается переходная температура хрупкости для наиболее «ослабленной» зоны данной серии образцов. Часть брусков используется для нахождения порога хладноломкости металла шва и других участков термического влияния сварки.

Исследования дислокационной структуры при усталостном нагружении при комнатной температуре на моно- и поликристаллическом железе [2] не позволили в полной мере выявить эти особенности, так как для этих материалов переходная температура находится ниже комнатной.

где Л Г = Т — Тк\ Т — температура испытания; Тк — переходная температура хрупкости; а — константа; Ъ — вектор Бюргерса.

i Все это свидетельствует о том, что для изготовления многослойных труб из рулонного металла вполне пригодны обычные низколегированные стали, не содержащие дефицитных добавок. При толщинах 4— 5 мм они обеспечивают требуемое сопротивление развитию хрупких трещин (рис. 5). Учитывая, что трубный металл с точки зрения его экономии должен обладать повышенной прочностью и хорошей свариваемостью, для многослойных труб создана новая сталь 09Г2СФ, временное сопротивление которой при толщинах 4—5,5 мм составляет 600 МПа. Переходная температура, установленная на образцах в виде пакетов размером 5x4 мм, ниже —30 °С (рис. 6). Для того чтобы проверить действительно ли многослойные трубы или обечайки из тонколистовой стали 09Г2СФ, не содержащей дефицитных легирующих элементов, полностью исключают хрупкие разрушения магистральных газопроводов, на севере Тюменской области были испытаны пневматически при давлении 7,5 МПа две трубные секции диаметром 1420 мм. Первая секция (рис. 7) общей длиной 210 м состояла из 18 полноразмерных труб (сталь 17Г2АФ) с монолитной стенкой и ряда многослойных вставок (на рисунке заштрихованные участки) * длиной от 1,3 м до 5,2 м, которые располагались за разгонными трубами 1 и 2. Вторая секция (рис. 8) длиной 150 м включала две многослойные трубы Зад, одну разгонную 4 с монолитной стенкой (сталь 14Г2АФ-У) и концевые участки, сваренные из труб зарубежной поставки. Условия испытаний были жесткими. Магистральные трещины инициировались с помощью ВВ и разгонялись в трубе с монолитной стенкой, обладающей низким

В связи с чувствительностью низколегированных трубных сталей к скорости деформирования наблюдается существенное различие между температурами перехода от вязкого разрушения к хрупкому, определяемыми на стадиях инициирования и распространения разрушения. При распространении трещины переходная температура Т% устанавливается по результатам испытаний образцов падающим грузом согласно методике DWTT, а на стадии ее инициирования Т1 — в условиях статического нагружения стандартных образцов, используемых для оценки трещиностойкости материалов по критериям механики разрушения [21. В зависимости от марки трубной стали сдвиг между температурами перехода Т2—7\ может составлять 60 °С и более.

Температура перехода в вязкое состояние сварных соединений многослойных труб для всех рассмотренных вариантов сварки ниже расчетной температуры эксплуатации магистральных газопроводов,, и равной — 15 °С. По сравнению с основным металлом переходная температура для сварных соединений все же значительно выше.

В настоящее время при оценке склонности сплава к хрупкому разрушению очень широкое распространение получил термин «переходная температура хрупкости» (или, что идентично, критическая температура перехода сплава из вязкого состояния в хрупкое). Ниже переходной температуры появляется резко усиливающаяся, по мере удаления от точки перехода («порога») в сторону меньших температур, склонность металла к хрупкому разрушению. Эта температура определяется

Переходная температура зависит от размера действительного зерна, микроструктуры, зональной ликвации углерода, серы, фосфора и ряда других факторов [122]. Особенно опасны ликвационные шнуры серы. Чем* крупнее истинное зерно, чем сильнее ликвация серы, тем выше критическая температура перехода из вязкого состояния в хрупкое. Критическая температура перехода для каждой стали, при прочих равных условиях, повышается при переходе от периферии крупной поковки (ротора, вала) к центру; так, например, критическая температура перехода от вязкого состояния в хрупкое для крупных заготовок из стали 35ХНЗМФА повышается, в центре заготовки на 30° С, у дисков со ступицей 600 мм и ободом 200 мм переходная температура у ступицы равна 38° С, а у обода 0°С, хотя исследования не обнаруживают разницы в микроструктуре обода и ступицы. Как правило, увеличение поперечных размеров детали, изготовленной из широко применяемых ныне сталей, отрицательно оказывается на уровне переходной температуры хрупкости (резко повышает ее).

Коэффициент запаса прочности зависит от многих факторов, к которым можно отнести разброс свойств данного металла по пределу текучести, пределу длительной прочности и пределу ползучести, анизотропию свойств металла детали, масштабный фактор и механические характеристики при одноосном напряженном состоянии. К этим факторам можно отнести также возможность пульсирующей нагрузки (с переменными интервалами по времени и температуре), степень корродирования (и вид его) по времени и эрозионный износ. Большое значение имеет степень ответственности детали, в частности — опасность в случае аварии для персонала станции, особые пусковые и аварийные режимы, термические напряжения, переходная температура хрупкости, состояние поверхности, уровень остаточных (в том числе в поверхностном тонком слое) напряжений, концентрация напряжений и целый ряд других важных факторов.

Полумуфты изготовляют из сталей 34ХН1МА и 34ХНЗМА. Насадные диски роторов низкого давления обычно работают при температурах не выше 200° С. При назначении коэффициентов запаса прочности совершенно обязательным является условие, чтобы верхний уровень предела текучести материала диска в любой его зоне не превышал предела, указанного в технических условиях. Для дисков с длиной ступицы более 450 мм верхний уровень предела текучести (см. гл. I) ни в коем случае не должен превышать 80 кгс/мм2 как для стали 34ХНЗМА, так и для аналогичных ей. В каждом случае применения новой стали должна быть определена переходная температура хрупкости для различных размеров и пропорций дисков. Отношение предела текучести к пределу прочности (при комнатной температуре) не должно превышать 0,85.

Функция (2.29) выбрана из тех соображений, что по соответствующим коэффициентам могут быть определены: максимальное (А + В) и минимальное (А - В) значения Jc, а также температура Т0, соответствующая 50%-му снижению Jc, которая может трактоваться как переходная температура хрупкости в интервале температур 2 С. Результаты обработки экспериментальных данных по уравнению (2.29) для ряда исследованных сталей различных толщин представлены в табл. 2.4.