Первоначальной прочности

Граница нерастворимых примесей (показана стрелками на рис. 1, б), существующих на первоначальной поверхности раздела алюминий — бор, в процессе диффузионной сварки или последующих термообработок смещается в алюминиевую матрицу и вследствие этого является границей зоны диффузии (поверхность Киркендалла [48]). Поверхность Киркендалла дает средство, при помощи которого можно проводить количественные измерения глубины диффузионного проникания и ее кинетики на ранних критических стадиях взаимодиффузии компонентов в бороалюминиевых композитах [46, 27]. Такие данные являются полезными для создания композитов с более высокой усталостной прочностью, подробно они обсуждаются ниже (разд. VI).

1. Адгезионный износ. Форма поверхностного разрушения, возникающего, когда два гладких тела скользят один по другому и фрагменты, вырванные с одной поверхности, прилипают к другой. Впоследствии они могут оторваться и образовать свободные частицы или вновь прилипнуть к исходной поверхности. Адгезионный износ реализуется всякий раз, когда атомы входят в близкий контакт. При скольжении поверхностей на площадках контакта всегда существует вероятность того, что из-за адгезионных сил разрушение этого контакта происходит не по первоначальной поверхности раздела, а внутри одного из материалов.

Общепринятое понимание адгезионного износа таково, что изнашивается только часть реальных контактов, образованных при скольжении двух поверхностей, и что гипотеза Хольма, модифицированная Арчардом [150], может давать приближенную количественную оценку экспериментальных результатов. Однако остается еще много неясных проблем, и, в частности, как указано в [151], один из существенных недостатков адгезионной теории заключается в том, что с ее помощью не удается объяснить присутствие свободных частиц износа. По теории адгезионного износа материал с одной из скользящих поверхностей удаляется в результате срыва, который происходит вдоль слабого сечения, отличного от первоначальной поверхности раздела, и, как естественное следствие этого, удаленный материал должен только переноситься на другую поверхность без образования свободных фрагментов [3] Существует, правда, несколько гипотетических механизмов, которые объясняют наличие свободных частиц при адгезионном износе [38, 151].

По форме первоначальной поверхности контактирующих тел (если тело абсолютно жесткое, то эта форма не изменяется при

Для испытания образцы изготовляют без нарушения первоначальной поверхности. Размер по длине L = 5а + 150 мм и толщине b = 2а (не менее 10 мм], где а — толщина материала.

Образцы изготовляются без нарушения первоначальной поверхности и имеют размер по длине L = 5а + 150 мм и ширине Ь = 2а (не менее 10 мм), где а — толщина материала. При толщине материала более 30 мм испытание на изгиб обычно не производится. Образцы вырезаются в холодном состоянии при помощи пилы, фрезы и т. д. Острые рёбра опиливаются, но не более, чем на 2 мм. Схемы испытаний приведены на фиг. 41.

Даже небольшой унос массы с внешней поверхности (например, соответствующий кривой т=0,1 на рис. 3-8) приводит к перестройке температурного поля и отклонению его от автомодельного. Особенно сильно этот фактор проявляется в области высоких температур и при достаточно больших значениях безразмерного времени t. Например, на рис. 3-7 прослеживается отличие в характере установления квазистационарного значения координаты изотермы 9ь=0,1 и 8ь=0,9. Первая из них соответствует глубинным слоям материала, т. е. диапазону относительно малых температур, вторая характеризует подповерхностные, сильно нагретые слои. Еще заметнее эти тенденции при анализе результатов «термопарных измерений». На рис. 3-9 приведены зависимости температуры от времени в нескольких, фиксированных относительно первоначальной поверхности точках ус. При отсутствии уноса (/п=0) температура в любой точке внутри покрытия асимптотически стремится к температуре внешней поверхности Гр или к 0=1. Появление уноса массы, т. е. перемещение внешней поверхности, приводит к тому, что любая точка, ранее находившаяся в толще покрытия, в конце концов оказывается на внешней поверхности и соответствующая температурная кривая пересекается с прямой 6=1. Тем не менее всегда можно указать такой отрезок времени нестационарного прогрева и такой интервал температур, в котором все зависимости 9 (г/с ) от V t совпадают друг с другом, каков бы ни был унос массы.

Итак, если первоначальная толщина образца больше величины, рассчитанной по формуле (3-35), то процесс нестационарного разрушения всех слоев, удаленных от начальной поверхности на расстояние, превышающее Л(тб), будет подобен во времени. С другой стороны, термопара, углубленная на расстояние А(т6) от первоначальной поверхности, будет фиксировать режим квазистационарного разрушения.

При низких давлениях кислорода и температуре железо и малоуглеродистая сталь окисляются с образованием Fe304. Окисная пленка состоит из двух слоев, которые отличаются физическими свойствами, а разделительная линия между двумя слоями соответствует первоначальной поверхности металла. Внутренний окис-ный слой действует как диффузионный барьер. Вначале кинетика окисления подчиняется параболическому закону и рост внутреннего слоя регулируется диффузией атомов железа через этот слой,

Так, неотформованные катоды имеют хорошо воспроизводимый вид правильных цилиндров с плоским торцом и множеством расположенных на них микровыступов с характерными размерами от 100 А до 1 мкм (рис. 3.26я) [203], причем общий вид их не зависит от типа волокна. Однако процессы разрушения первоначальной поверхности при работе автокатодов из ПАН-волокон и стеклографита

Для волокна с температурой обработки 1500 °С на первой стадии формовки оставались неразрушенными 80—90 % первоначальной поверхности торца (рис. 3.276), а на второй стадии — 10—20%, и начиналось разрушение боковой поверхности (рис. 3.27а), После окончания процесса формовки эмигрирующая поверхность приобретала статистически равновесную структуру (рис. 3.27г). При тех же режимах работы автокатодов из волокон с температурой обработки 2000°С и 2600 °С скорость разрушения поверхности замедлялась. После завершения формовки поверхность волокна с температурой обработки 2600 °С имела вид, сходный с прошедшим лишь два начальных этапа волокном с Т^ = 1500 К (рис. 3.27в). Волокно с То6 = 2000 К имело вид, промежуточный между рис. 3.270—г.

При растяжении образца и его одностороннем нагреве вследствие потери первоначальной прочности в выгоревшей части материала появляются внецентровые силы,

В отношении результатов рис. 4 имеется ряд сомнений. При испытаниях на растяжение (кратковременное нагружение) почти не оказалось разницы между данными, полученными в воздухе и в аргоне вплоть до 482 °С (табл. 2 работы [14]), в то время как результаты рис. 4, по-видимому, указывают на заметное падение прочности даже при кратковременном нагружении на воздухе. Не хватает также информации об испытаниях на длительную прочность на воздухе при длительности нагружения, большей 20 ч. Графики, приведенные на рис. 4, указывают на то, что прочность при постоянной нагрузке при 482 °С очень резко падает и волокна теряют около 75% от своей первоначальной прочности менее чем за 100 ч в азоте и за 10 ч в воздухе. Не обнаружено результатов по длительной прочности борных волокон при комнатной температуре.

Полиамиды. Порог повреждений листового нейлона достигается при поглощенной дозе 8,6-10' эрг/г, & 25%-ное изменение его свойств — при 4,7-108 эрг/г. Предел прочности на разрыв увеличивается с облучением, достигая изменения на 25% при 1011 эрг 1г. В противоположность этому у ориентированного полимера предел прочности на разрыв не увеличивается. Имеется сообщение о том, что нейлоновое волокно при облучении на воздухе дозой около 8,5-108 эрг/г теряет более 50% первоначальной прочности [18]. Одной из возможных причин такого поведения может быть различие в степени кристалличности волокна и листов из нейлона. Другая причина может быть связана с воздействием кислорода на нейлон.

Однако с увеличением скорости многим алюминиевым сплавам пришлось отойти на задний план: при повышении температуры они -теряли первоначальную прочность. Достаточно сказать, что детали из алюминиевых сплавов при нагреве до 260° теряют четверть первоначальной прочности. Легирующие добавки в виде железа, никеля и титана, образующие соединения, которые замедляют пластическую деформацию, способствовали сохранению эксплуатационных свойств этих сплавов. Введение в алюминий бериллия повысило модуль его упругости, а совсем незначительное количество лития улучшило его сопротивляемость окислению. Сплавы алюминия с этими присадками используют для изготовления самолетных

Изменение эксплуатационных расходов происходит не только под влиянием указанных факторов, но и с изменением возраста машин/Приведенные на диаграмме (рис. 13) данные показывают, что затраты по экскаваторам марки ЭТЦ-202 ежегодно увеличиваются. В среднем за шесть лет применения этих машин темпы роста годовых эксплуатационных расходов составили 7,4% затрат от предшествующего года. Происходит это по ряду причин. Например, разрушение деталей машины, возникающее в результате как производительного, так и непроизводительного износа, приводит к утрате первоначальной прочности машины и соответственно снижению ее надежности. Это, в свою очередь, повышает затраты, необходимые для поддержания машины в работоспособном состоянии.

Термоупрочнение смазок (в %) определяется (ГОСТ 7143—73) отношением прочности смазки, прошедшей термообработку, к ее первоначальной прочности. Пределы прочности устанавливают на прочномере СК (ГОСТ 7143—73).

деле, анализ кривой интенсивности отказов деталей позволяет судить о ,наличии «старения» материала (интенсивность , отказов увеличивается со временем), о случайной природе 0т-казов (интенсивность отказов постоянна) или о недостаточной первоначальной прочности детали (интенсивность отказов имеет большую величину в начале эксплуатации);.

• При малой первоначальной прочности деталей выявляется место поломок, т. е. опасные сечения, и>для них расчетные напряжения сопоставляются с фактическими предельными напряжениями. ' '

Определение гигроскопичности формовочных и стержневых смесей. Для определения способности испытуемой смеси поглощать влагу из воздуха высушенные образцы этой смеси („восьмёрки") испытывают на прочность через различные промежутки времени после их сушки. Часть приготовленных образцов подвергают испытанию на разрыв сейчас же после сушки и охлаждения, другие — испытывают после 3-, 6-, 12- и 24-часового хранения в эксикаторе над водой. Потеря прочности, вызванная отсыреванием образцов, выраженная в процентах от первоначальной прочности, является мерой гигроскопичности смеси.

При малой первоначальной прочности деталей выявляется место поломок, т.е. опаокне сечения, и для них расчетные напряжения сопоставляйте^ с фаитичеокиш предельными напряхеинями.

На фиг. II. 17 изображена кривая зависимости прочности одного из типов твердого полихлорвинила при температуре 45° С от продолжительности нагружения. Уже по прошествии 10 мин прочность снизилась на 10%, после 5000 ч (около 7 мес.) она составляла 58% от первоначальной прочности, [спустя ^год — 55%,