Пластическими свойствами

Остаточные сварочные напряжения представляют собой систему внутренних сил, находящихся в равновесии. При нарушении этого равновесия напряжения перераспределяются, что сопровождается упругими и пластическими деформациями в дополнение к сварочным деформациям, полученным ранее в процессе сварки. Поэтому при механической обработке сварных заготовок часто невозможно добиться высокой точности их размеров.

Неполная сила трения покоя соответствует микроскопическим, частично обратимым относительным перемещениям соприкасающихся тел. Такие перемещения, обусловленные упругими и пластическими деформациями этих тел, называются предварительными смещениями.

Работоспособность подшипников качения ограничивается усталостным выкрашиванием рабочих поверхностей дорожек и тел качения (этот вид разрушения является основным критерием работоспособности); пластическими деформациями, в результате которых при п
Образование вмятин на рабочих поверхностях (бринеллирова-ние) при динамических нагрузках и при больших статических нагрузках без вращения при качении связано с местными пластическими деформациями. При отсутствии вращения рост лунки происходит в связи с коррозией и износом от малых перемещений на площадке контакта при колебаниях, а при вращении — в связи с ударами и развальцовкой.

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III «Физико-химические и металлургические процессы при сварке». Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — «Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке».

следствие, с пластическими деформациями. Поэтому очень редко в сварке встречаются случаи, когда теория упругости может быть применена для количественного анализа сварочных напряжений. Но теория упругости может успешно применяться в сварочных задачах, так как:

Под устойчивостью понимают свойство систем сохранить равновесие при внешних воздействиях. Если система таким свойством не обладает, то она называется неустойчивой. Потеря системой устойчивости или отклонение от исходного равновесного состояния может быть вызвана рядом причин и сопровождаться большими перемещениями, пластическими деформациями или полным разрушением.

и газе с низким давлением распространяется возмущение сжатия, а в газе с высоким давлением — возмущение разряжения. Возмущение, возникшее при взрыве, является результатом обмена энергией между продуктами взрыва и окружающей средой. Источником энергии служит сферический заряд радиуса г0, физика детонации которого не зависит от окружающей среды. Если предположить, что инициирование производится в центре заряда, то движение фронта детонации во внешнюю область и изменения физико-химических свойств газов в сопутствующем потоке описываются гидродинамической теорией сферических детонационных волн [47, 10], причем на фронте детонации давление порядка 105 — 106 кгс/см2, температура около 3000° С. В момент выхода детонационной волны на поверхность заряда, где окружающая среда находится в покое, по поверхности полости производится удар большой интенсивности, в результате которого распространяется ударная волна сжатия по невозмущенной среде; одновременно по продуктам взрыва внутрь распространяется отраженная ударная волна разряжения. В силу диссипативных процессов и сферического расхождения ударная волна, распространившаяся во внешнюю область среды, затухает и вырождается в упругую. За фронтом ударной волны среда нагревается и вовлекается в движение (направленное во внешнюю область), которое значительнее движения, вызванного непосредственным давлением продуктов взрыва на поверхность полости. В результате последовательного отражения волн от поверхности полости и ее центра происходят быстрые колебания давления в продуктах взрыва, однако повторные волновые движения вызывают в какой-то мере равномерное движение в продуктах взрыва. Основная энергия ударной волны излучается в среду за очень короткий промежуток времени, пополнение происходит за счет уменьшения энергии продуктов взрыва, связанного с их расширением, что приводит к расширению сферической полости. В начальной стадии процесса силы сцепления мало влияют на движение среды вблизи поверхности полости. Среда ведет себя подобно жидкости, сжимающейся под действием интенсивных напряжений, вызванных взрывом; в дальнейшем, при меньшей интенсивности напряжений, поведение среды определяется ее физико-механическими свойствами. С известной степенью точности можно считать, что движение поверхности полости от центра происходит вследствие равномерного расширения продуктов взрыва, общая энергия которых уменьшается из-за передачи энергии ударной волной в среду. Инерция среды, механические свойства продуктов взрыва и материала среды обеспечивают необходимые условия для образования демпфирования, что приводит к апериодическому процессу расширения полости с малой амплитудой. В начальный период расширения полости движение сильно демпфировано интенсивными пластическими деформациями среды, в дальнейшем происходит незначительное обратное движение. Окончательное затухание колебательного движения — результат распространения энергии на большие расстояния, вязкости среды и продуктов взрыва.

Сварные соединения паропроводов наряду с гибами относятся к наиболее часто повреждаемым элементам паропроводов. Это объясняется повышением уровня действующих напряжений в металле элементов сложной геометрической формы, действие которых сопровождается пластическими деформациями металла, а также сложным знакопеременным характером нагрузок, в результате которых происходит снижение длительной прочности и пластичности металла.

Рост пустот и трещин, подобно шейкообразованию в растягиваемом образце, является потерей устойчивости в геометрическом смысле. Рост пустот [15, 16] делает поведение материала неупругим, при этом процесс нагружения и разгрузки материала связан с большой диссипацией энергии на единицу объема всей области, где образуются пустоты. Рост трещин часто, но не обязательно связан с ростом пустот и пластическими деформациями в вершине трещины. Если

Ожидание получения идеальной адгезионной связи по поверхности раздела фаз, безусловно, является малоперспективным; маловероятным является и получение связи с просто высокой прочностью. Выдергивание волокна, поверхность которого механически соединена с матрицей за счет близко расположенных искривлений поверхности, связано с пластическими деформациями матрицы. Подобное механическое взаимодействие снимает проблемы ненадежности фрикционной и химической связи, хотя при этом приходится жертвовать

При сварке короткими участками шов и околошовная зона длительное время находятся в нагретом состоянии. Помимо изменения структур, это увеличивает и протяженность зоны термического влияния. Последующие слои термически воздействуют на ранее наплавленные швы, имеющие структуру литого металла, и создают в них зону термического влияния, строение и структура которой значительно отличаются от зоны термического влияния в основном металле, подвергавшемся прокатке. Эта зона на участке перегрева обычно не имеет крупного зерна и характеризуется мелкозернистыми структурами с повышенными пластическими свойствами.

Для сварки рядовых конструкций из низколегированных сталей обычно применяют электроды типа Э42А, а ответственных — типа Э50Л. Это обеспечивает получение металла швов с достаточной стойкостью против кристаллизационных трещин и требуемыми прочностными и пластическими свойствами. Легирование металла шва за счет провара основного металла легирующими элементами, входящими в основной металл, и повышенные скорости охлаждения позволяют получить металл шва с более высокими, чем при сварке пизкоуглеродистых сталей, прочностными показателями.

Следует выбирать режимы сварки с малой погонной энергией. При этом достигается и уменьшение протяженности зоны разу-прочпеппого металла в околошовпой зоне. При исправлении дефектов в сварных швах низколегированных и низкоуглеродистых сталей повышенной толщины швами малого сечения вследствие значительной скорости охлаждения металл подварочного шва и его околошовной зоны обладает пониженными пластическими свойствами. Поэтому дефектные участки следует подваривать швами нормального сечения длиной не менее 100 мм или предварительно подогревать до температуры 150—200 °С.

После соответствующей термообработки высоколегированные стали и сплавы обладают высокими прочностными и пластическими свойствами (табл. 73). В отличие от углеродистых при закалке эти стали приобретают повышенные пластические свойства. Структуры высоколегированных сталей очень разнообразны и зависят в основном от их химического состава, т. е. содержания основных элементов: хрома (ферритизатора) и никеля (аустенити-затора). На структуру влияет также содержание и других легирующих элемептов-ферритизаторов (Si, Mo, Ti, Al, Nb, W, V) и аустепитизаторов (С, Co, Ni, Си, Nn, В).

Материалы коленчатых валов должны обладать хорошими механическими и пластическими свойствами, высокой износоустойчивостью и высокой циклической вязкостью.

что различие прочностных свойств металлов приводят к тому, что при использовании уравнений (2.108...2.110) кривые долговечности различных сталей должны пересекаться при определенной амплитуде деформаций (еа « 0,75%) и долговечности (N = 10000... 15000). Это позволяет, с одной стороны упрощать построения кривых усталости, а с другой - производить оценку целесообразности применения сталей с теми или иными механическими характеристиками. Естественно, что стали с высокими прочностными и более низкими пластическими свойствами теряют свои преимущества при работе в области высоких амплитуд деформации (при высоких уровнях концентрации напряжений). Уравнение Коффина-Мэнсона отражает кинетику накопления усталостной повреждаемости металла при симметричном (знакопеременном) жестком нагружении. В условиях мягкого симметричного (знакопеременного) нагружения кинетическое уравнение повреждаемости подобно по структуре уравнению при жестком нагружении:

по высокую прочность с очень высокими пластическими свойствами и высокой ударной вязкостью.

прочность (500—700 Мн/м2) и более высокую коррозионную стойкость. При содержании в алюминиевой бронзе 5% А1 сплав характеризуется высокими антифрикционными и пластическими свойствами. Снятие внутренних напряжений осуществляется путем низкотемпературного отжига бронзы при 360—460° С. Особенно высокой коррозионной стойкостью отличается алюминиевая бронза с содержанием 9,8% А1 и алюминиевая бронза, содержащая дополнительно 4% железа (Бр.АЖ.9-4). Хотя этот спла! является многофазным, но фазы в нем распределены равномерно и он имеет мелкозернистое строение.

На сопротивление разрушению влияет число нагружений. Не следует полагать, что материалы с относительно высоким сопротивлением дефектам при статических нагружениях сохраняют эти же свойства при усталостных нагружепиях. Например, у аусте-нитных сталей, обладающих высокими пластическими свойствами, для сварных соединений с дефектами понижение сопротивления усталостным и повторно-статическим нагрузкам имеет место в значительно более резкой степени, чем у ряда других материалов, например у малоуглеродистых сталей.

По сравнению с углеродистой сталью чугун отличается более высоким содержанием С, лучшими литейными и худшими пластическими свойствами.

ваемостью, прочностью после закалки и высокими пластическими свойствами.