Понижение твердости

В сварочной ванне расплавленные основной и, если используют, дополнительный металлы перемешиваются. По мере перемещения источника теплоты вслед за ним перемещается и сварочная ванна. В результате потерь теплоты на излучение, теплоотвод в изделие, а при электрошлаковой сварке — ив формирующие ползуны в хвостовой части ванны происходит понижение температуры расплавленного металла, который, затвердевая, образует сварной шов. Форма и объем сварочной ванны зависят от способа сварки и основных параметров режима. Ее объем может составлять от миллиметров до сотен кубических сантиметров.

Наблюдаемое в действительности среднее снижение температуры по высоте (1 К на каждые 200 м) несколько меньше вычисленного. Различие объясняется неучетом влажности воздуха. Когда при некоторой температуре воздух окажется насыщенным влагой, то дальнейшее понижение температуры приведет к конденсации водяных паров и выделению теплоты конденсации. По этой причине понижение температуры будет происходить медленнее, чем это следует из расчета.

Понижение температуры само по себе приводит к повышению прочности (ств и 0о,2), однако на изменение прочности при понижении температуры немаловажное влияние оказывают и дополнительные моменты, связанные с фазовыми превращениями или изменением характера разрушения.

Важным условием ограничения выбросов продуктов неполного сгорания топлива является поддержание оптимального теплового состояния двигателей в осенне-зимний период. Для* двигателя ЗИЛ-130 понижение температуры охлаждающей жидкости с 85 до 40 °С приводит к росту выбросов СО на 15 ... 35% и С„Нт — в 1,25 ... 2,8 раза. Увеличение расхода топлива при этом составит 25 ... 40%.

приводит к уменьшению его относительной влажности, что затрудняет конденсацию влаги на поверхности металла или облегчает испарение пленки влаги и приводит к уменьшению скорости атмосферной коррозии металлов. Обратный эффект оказывает понижение температуры, которое облегчает конденсацию влаги на по-

Многие металлы (Fe«, VV, Mo, Zn и др.), имеющие о. ц. к. или г. п. у. кристаллические решетки, в зависимости от температуры могут разрушаться как вязко, так и хрупко. Понижение температуры обусловливает переход от вязкого к хрупкому разрушению. Это явление получило название хладноломко с т и. Явление хладноломкости можно объяснить схемой А. Ф. Иоффе (рис. 34).

Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрыву SOT (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации сгт (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разрушаться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. Точка t пересечения кривых 5ОТ и сгт, соответствующая температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости или порога хладноломкости (/,,. х). Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор).

Понижение температуры до точки Мк (—30) ~-(—70 °С) для большинства сталей вызывает превращение остаточного аустенита в мартенсит, что повышает твердость сталей с 0,8—1,1 % С на HRC 1—3. Однако одновременно возрастают напряжения. Поэтому изделия охлаждают медленно и сразу после обработки холодом подвергают их отпуску.

Дуралюмины после закалки подвергают естественному старению, так как при этом обеспечивается более высокая коррозионная стойкость. Естественное старение наиболее интенсивно протекает в первые сутки после закалки и практически заканчивается в течение 4—5 суток. Понижение температуры тормозит старение, а повышение ее, наоборот, увеличивает скорость процесса, но понижает пластичность и сопротивление коррозии. Однако для листов из сплава Д16 нередко применяют искусственное старение при 185—195 °С. Пресшвпппые полуфабрикаты из сплавов Д1 и Д16 прочнее, чем листы, вследствие пресс-эффекта (структурного упрочнения). Для повышения коррозионной стойкости дуралюмина, его подвергают электрохимическому оксидированию (анодированию). Сплав Д16 применяют для изготовления деталей и элементов конструкций средней и повышенной прочности, требующих долговечности при переменных нагрузках, в строительных конструкциях, не требующих высокой коррозионной стойкости и т. д. Из сплава Д16 также изготовляют обшивки, шпангоуты, стрингеры и лонжероны самолетов, силовые каркасы, строи тельные конструкции, кузовы грузовых автомобилей и т д.

На температуры рекристаллизации существенно влияет степень пластической деформации металлов и сплавов. Так, увеличение степени деформации с 6 до 38% у стали (1,15% С и 12% Мп) вызывает понижение температуры: начала возврата — с 800 до 500° С, а начала рекристаллизации— с 900 до 650°С (рис. 7.10). Однако на температуры окончания рекристалли-

Уменьшение тепловых напряжений. Способы снижения тепловых напряжений, вызываемых торможением формы, заключаются прежде всего в устранении первопричины — неравномерности температурного поля по сечению детали. Иногда этого удается достичь рациональным охлаждением детали. Так, для роторов турбин целесообразно Вводить охлаждение их периферийной части. Охлаждение центральной части ротора нерационально, так как понижение температуры может вызвать на рабочих режимах увеличение растягивающих напряжений в ступице.

тронно-микроскопическом уровне. Понижение твердости после выдержки 1000 ч связано с затуханием стадии выделений второй фазы и началом коагуляции частиц.

Высокие значения коэффициента трения для осадков Ag—BN обусловлены более высоким значением этого коэффициента для нитрида бора .(0,67) по сравнению с графитом и дисульфидом молибдена (0,2). Ухудшение Электропроводимости при малых нагрузках, как и понижение твердости КЭП по сравнению с осадками из

180° или при 180—200° в зависимости от требуемой твердости. Высокая поверхностная твердость, получаемая после низкого отпуска, способствует хорошей износостойкости деталей. При этом их механич. прочность при изгибе, растяжении и кручении, особенно при концентраторах напряжений, пониженная. При повышении темп-ры отпуска до 250—300° прочность закаленных деталей из высокоуглеродистой стали или цементированных деталей возрастает при уменьшении твердости. Поэтому при назначении темп-ры низкого отпуска для высокоуглеродистой стали необходимо учитывать понижение твердости. Для улучшения пластичности и вязкости детали из С. к. у. д. после закалки подвергают отпуску при темп-ре не ниже 450— 500°. Примеры термич. обработки деталей машин из С. к. у. д. приведены в табл. 9.

Полный отжиг Нагрев доэвтектоидной стали до температуры выше критической точки Ас?> (линия OS), выдержка и последующее медленное охлаждение (30— 200°С/ч в зависимости от состава стали) Создание мелкозернистости, понижение твердости и повышение вязкости (пластичности), снятие внутренних напряжений Образование аустеиита с последующим распадом его на феррито-цементитную смесь Перлит и феррит

Отжиг на зернистый цементит Нагрев стали до температуры несколько выше критической точки Ас\, длительная выдержка, медленное охлаждение до 650° С и последующее охлаждение на воздухе или циклический, несколько раз повторяющийся нагрев до температуры выше Асг и охлаждения ниже Aci, вновь нагрев и охлаждение и т. д. Понижение твердости и улучшение обрабатываемости инструментальной и шарикоподшипниковой стали Устранение пластинчатого и смешанного перлита и сетки цементита Зернистый цементит

Повышение температуры закалки вызывает у всех сталей незначительное понижение твердости и увеличение количества остаточного аустенита. Сталь М6В6 имеет наиболее низкую твердость после закалки. С введением циркония твердость после закалки повышается на 1—2 единицы HRC.

Минералокерамика ЦМ-332 обладает высокой огнеупорностью, которая позволяет применять ее при высоких температурах. Исследования показали, что одна из важнейших характеристик конструкционного материала — твердость — изменяется с нагревом значительно меньше • у образцов минералокерамики, чем у твердых сплавов. По данным [108] понижение твердости HR.A минералокерамики при нагреве до 1000° С составляет 10,8% от первоначальной, а поданным [109],—снижение твердости происходит с HV 2050 до HV 940 кГ/мм2 (при 900° С). Прочность при изгибе при повышенных температурах до 800° С практически не снижается [ПО].

Одновременно с организацией граничных слоев поверхностно-активные вещества пластифицируют поверхность твердого тела, уменьшая ее твердость и оказывая, тем самым, влияние на развитие площади контакта [9]. На рис. 5 показано понижение твердости с увеличением времени выдержки под

Рис. 5. Понижение твердости стали на разной глубине в зависимости от времени контакта с жидкостью:

9. Ф у к с Г. И., Г а н ц е в и ч И. Б. Адсорбционное понижение твердости и его влияния на контактирование твердых поверхностей в жидкой среде. Коллоидный журнал. Т. 30, 1968, № 5, стр. 774.

Распад цементита — перлита Распад свободного цементита и частично или полностью цементита — перлита Перлито-феррит-ная, перлитная Перлит, перлит + феррит Свободный цементит + перлит Перлит -f- феррит, феррит Свободный цементит + перлит Перлит, перлит + феррит Практически не изменяется Феррит + перлит, феррит Перлит + феррит, феррит Снятие внутренних напряжений, повышение вязкости, стабилизация размеров детали, снижение деформации Снижение твердости, улучшение обрабатываемости, повышение пластичности, ударной вязкости. Прочность чугуна снижается Уменьшение твердости, улучшение обрабатываемости, повышение пластичности Увеличение связанного углерода, повышение твердости, прочности, износостои кости Понижение твердости, улучшение обрабатываемости. Повышение механических свойств Повышение твердости до НВ 500, повышение прочности, износостойкости