Понижению температуры

Снижение сопротивления длительному статическому разрушению сплавов ЭИ437А и ЭИ437, подвергнутых предварительной пластической деформации, прежде всего связано с увеличением скорости протекания диффузионных процессов в наклепанном металле в условиях высоких температур и действия статической нагрузки, которые приводят к понижению сопротивления отрыву, заметно проявляющемуся вблизи границ зерен и двойников [35, 36]. В этих местах при длительной работе и зарождается очаг последующего разрушения металла.

Операция правки и механич. обработки деталей, закаленных на высокий предел прочности, часто вызывает местные напряжения и дефекты поверхности, способствующие понижению сопротивления хрупкому разрушению в случае применения стали высокой прочности при действии поверх-ностноактивных и коррозионных сред. Следовательно, устранением деформации деталей в процессе закалки достигается также повышение их эксплуатац. надежности. Однако С. в. имеет существенный недостаток: необходимость значительно большего легирования в сравнении со сталью, закаливающейся в жидких средах, поэтому ее применение не всегда экономично. Макс, ис-

мартенсита (бывшего зерна аустенита) приводит к понижению сопротивления хрупкому разрушению при сравнительно малоизменяющемся пределе текучести, в результате темп-pa хладноломкости повышается (рис. 4).

аустенита, способствует понижению сопротивления хрупкому разрушению и, следовательно, росту темп-ры хладноломкости. Сталь одинакового химич. состава, но изготовленная различными металлургич. методами или даже раскисленная различными добавками, может иметь различную темп-ру хладноломкости. На темп-ру X. с. большое влияние оказывает размер образца и вид напряженного состояния при испытании. При увеличении размера образца (в результате действия масштабного фактора) сопротивление хрупкому разрушению уменьшается, а темп-pa хладноломкости повышается. При более «мягком» напряженном состоянии, т. е. когда при тех же нормальных напряжениях действуют относительно большие касательные напряжения, происходит понижение темп-ры хладноломкости. Поэтому при работе материалов на сжатие темп-pa хладноломкости весьма низкая, при кручении — более высокая, при растяжении или изгибе—наиболее высокая. Образцы с грубой поверхностью имеют более высокую темп-ру хладноломкости.

Детали машин, как правило, имеют конструктивные концентраторы напряжений. Концентрация растягивающих напряжений приводит к сильному понижению сопротивления деталей усталостному разрушению. В этих случаях сопутствующие наклепу остаточные сжимающие напряжения особенно благоприятны Они значительно снижают, а во многих случаях полностью ликвидируют отрицательное влияние концентраторов напряжений. Проявление поверхностного наклепа особенно полезно в тех случаях, когда работоспособность детали определяется ее сопротивлением усталостным разрушениям, т. е. сопротивлением образованию и развитию трещин под влиянием циклически меняющихся напряжений [60].

Указанное распределение остаточного аустенита и неблагоприятное вследствие этого снижение уровня сжимающих остаточных напряжений приводят к некоторому понижению сопротивления усталости цианированных или цементованных деталей. Следовательно применение поверхностного пластического деформирования для указанных случаев являет-

Значение ЭМУ не ограничивается только повышением износостойкости винтовых поверхностей передающих механизмов. Известно, что любая крепежная резьба является концентратором напряжений и способствует резкому понижению сопротивления уста'лости резьбовых соединений. Так, буровые трубы выходят из строя вследствие поломок в переходах от резьбовой к цилиндрической части трубы. Исследования показывают, что путем. ЭМО наружной конической резьбы труб диаметром 60 мм из-стали 45 можно повысить их циклическую долговечность более чем в 2 раза. Особое значение упрочнение ЭМО резьбовых поверхностей имеет для ремонтного производства, где практически отсутствуют условия получения достаточно прочных резьбовых сопряжений при изготовлении запасных частей. Так, например, на авторемонтных предприятиях аналогичным способом упрочняют тысячи крепежных деталей, имеющих метрические резьбы, непосредственно на токарном станке после их нарезки резцом при помощи приведенной выше универсальной пружинной державки.

Использование в соединениях кипящей стали вместо спокойной приводит к понижению сопротивления усталости соединений. Так, в работе [74 ] отмечается, что пределы выносливости в этом случае понизились на 14% для соединений, сваренных рутиловыми электродами, и на 21 — 25% для соединений, выполненных в углекислом газе.

В сварных конструкциях машин и сооружений находят широкое применение несущие элементы с различного рода приваренными конструктивными и связующими элементами (косынки, ребра, соединительные планки, накладки и пр.). Приварка указанных элементов часто может привести к значительному понижению сопротивления усталости основных несущих элементов конструкций.

Предел выносливости основного несущего элемента может значительно (в 2—4 раза) понизиться в результате присоединения к нему элемента, не передающего усилия. Сварка элементов внахлестку фланговыми швами приводит к большему понижению сопротивления усталости, чем сварка лобовыми швами.

Установлено, что модули динамического изгиба остаются высокими при повышенных температурах. Например, композиционный материал с 30 об. % волокна, имевший при комнатной температуре модуль упругости 32 • 10е фунт/кв. дюйм (22 498 кгс/мм2), сохранял значение 29-106 фунт/кв. дюйм (20 389 кгс/мм2) при 1200° F (649° С). Методом резонирующей консольной балки было определено сопротивление усталости. Композиционные материалы по сравнению с матрицей обнаружили тенденцию к некоторому понижению сопротивления усталости в принятых условиях испытания. Было высказано предположение, что вклад в наблюдаемый эффект вносит несколько факторов. Наиболее важным среди них считали эффект надреза, вызываемый свободными волокнами на поверхности. В число предполагаемых факторов включены также измененное состояние матрицы из-за наличия кислорода и предпочтительной ориентации и остаточные напряжения. По-видимому, контролирующим фактором является деформация матрицы.

Увеличение диаметра электрода (при силе сварочного тока той же величины) приводит к уменьшению плотности сварочного тока, понижению температуры-дуги, что влечет за собой уменьшение глубины провара, уве-

Так как многие керамики эксплуатируются при высоких температурах, важное значение имеет их способность противостоять внезапному повышению или понижению температуры (термическому удару).

Температура матрицы (см. рис. 3.15) убывает до минимального значения, а затем возрастает по мере увеличения безразмерной константы реакции К* = К5/М0. Это вызвано тем, что химические реакции оказывают два противоположных эффекта на локальную температуру. Для фиксированного массового расхода охладителя реакция разложения приводит к понижению температуры вследствие поглощения энергии на диссоциацию. Однако при соблюдении баланса энергии на внешней поверхности матрицы эффект поглощения теплоты при диссоциации вызывает снижение массового расхода охладителя, необходимого для поддержания

должен быть абсолютно устойчивым. В чем же тогда кроется причина колебательной неустойчивости? Она заключается в свойствах измерительного стенда. Дело в том, что расход охладителя поддерживался постоянным не через образец, а через ротаметр, расположенный сразу же после создающего большой перепад давлений регулирующего вентиля. После ротаметра до образца находится значительная часть стенда с коллекторами, манометрами. Возможные пузырьки выделяющегося из воды растворенного воздуха (вода в этих экспериментах еще не деаэрировалась и, более того, подавалась из бака под действием сжатого воздуха), накапливающиеся в манометрах и других верхних частях стенда, играют роль предвключенного сжимаемого объема. В этом случае вся система работает следующим образом. Рассмотрим кривые на рис. 6.18. Фронт зоны испарения постепенно углубляется с внешней поверхности внутрь образца, вызывая повышение температуры во всех его точках. При малом перепаде давлений в этот момент времени расход охладителя через стенку много меньше расхода охладителя через ротаметр. Разница расходов охладителя идет на сжатие воздушных пузырьков, вызывая постепенное линейное повышение давления в стенде. Поскольку расход охладителя через образец меньше величины, необходимой для поглощения теплового потока при положении начала области испарения внутри элемента, происходит перемещение фронта зоны испарения на внутреннюю его поверхность и закипание охладителя до входа в него - температура внутренней поверхности становится равной или выше температуры насыщения и имеет место максимум всех кривых распределения температуры. В то же время непрерывное повышение давления перед образцом приводит к постепенному увеличению доли охладителя, проходящего через него, уменьшению скорости повышения давления и постепенному понижению температуры во всех точках стенки. В некоторый момент времени весь поступающий через ротаметр охладитель продавливается через образец — пик перепада давлений. Поскольку теперь начало области испарения находится у внутренней поверхности элемента, то перепад давлений больше величины, соответствующей расчетному, стационарному режиму. Зона испарения с ускорением перемещается к внешней поверхности. Вследствие того, что перепад давлений на образце больше расчетного, происходит резкое увеличение расхода охладителя и прорыв ег в виде кипящей жидкости на внешнюю поверхность, температура которой падает ниже температуры насыщения при

Влияние теплофизических свойств и размеров теплоотдающей поверхности связывают с пульсациями ее температуры в процессе кипения. В период роста пузыря температура элемента поверхности, находящегося под пузырем, понижается вследствие интенсивного отвода теплоты испаряющейся жидкой пленкой. Под действием разности термических потенциалов к центру парообразования, ат прилегающей к нему массы материала подводится теплопроводностью дополнительный тепловой поток, который препятствует понижению температуры стенки под растущим пузырем и тем самым способствует поддержанию условий, необходимых для интенсивного испарения микропленки. Плотность локального теплового потока, отводимого пленкой в форме теплоты испарения, значительно превышает среднюю по поверхности плотность теплового потока, и тем более .она выше плотности теплового потока, отводимого конвекцией от части поверхности, не занятой паровыми пузырями. Назовем эту часть поверхности конвективной. Вследствие оттока теплоты к центрам парообразования температура конвективной части поверхности также понижается, и если бы от последней тепловой поток передавался жидкости в условиях естественной конвекции, то- с понижением температуры стенки коэффициент теплоотдачи здесь уменьшался бы. В условиях сильной турбулизации пристенной области паровыми пузырями понижение температуры конвективной части поверхности приводит лишь к уменьшению передаваемого от нее жидкости теплового потока. Если материал теплоотдающей поверхности обладает высокой теплопроводностью, то это облегчает приток: теплоты к центрам парообразования, в результате чего поддерживается высокая интенсивность теплообмена. В противном случае при прочих равных условиях коэффициент теплоотдачи меньше. Основываясь на теории нестационарной теплопроводности, Якоб [224] пришел к выводу, что интенсивность теплообмена при кипений пропорциональна величине У^Аср для теплоотдающей поверхности, называемой коэффициентом теплоусвоения.

Пусть в начальный момент времени температура жидкости ?Пов больше температуры парогазовой смеси вдали от жидкости /щ.. Вследствие теплоотдачи и испарения температура жидкости будет понижаться, будет происходить нестационарный процесс испарения. В какой-то момент времени температуры жидкости и парогазовой смеси станут равными. При этом согласно уравнению <7пов=а(?Пов — ^пг) теплоотдача прекратится. Однако испарение будет продолжаться, что приведет к дальнейшему понижению температуры жидкости. Ее температура •станет меньше температуры парогазовой смеси. Жидкость начнет получать теплоту от парогазовой смеси. По мере понижения температуры жидкости испарение ее будет замедляться, так как Рп,пов(^п,пов) и Др= =ря,пов— рао будут уменьшаться. Теплоотдача же будет увеличиваться. Эти изменения будут происходить до тех пор, пока при некоторой температуре жидкости не установится динамическое равновесие между подводом теплоты конвективной теплоотдачей и отводом тепла путем испарения и последующей диффузии.

Аналогично понижению температуры на вид кривой т — 8 влияет увеличение скорости деформации [9].

пература меняется. Причем увеличение микротвердостж сопровождается повышением температуры только до определенного значения, дальнейшее увеличение микротвердости приводит к понижению температуры на поверхности контакта, при этом температура изменяется на 120—150° С. Приведенные экспериментальные данные-подтверждают различное поведение материалов при ударе Б вязкой и хрупкой областях разрушения.

ком, этот предмет нагреется сильнее, чем если бы он находился на открытом воздухе. Предмет будет поглощать солнечное излучение, а затем излучать его обратно. Однако он нагреется настолько, что длина волны, соответствующая максимальной интенсивности излучения, сместится в инфракрасную область спектра. Стеклянные стенки не пропустят уходящую длинноволновую радиацию. Часть энергии, поглощенная стеклом, -будет излучаться в окружающую среду одинаково по всем направлениям. Половина этой энергии будет излучена обратно, внутрь стеклянного ящика, и все, что находится в нем, нагреется еще сильнее (рис. 6.19). На этом физическом явлении основано устройство теплиц. Лучи видимого света свободно проходят через стекло и поглощаются предметами, находящимися внутри парника. Длинные волны, излучаемые нагревшимися предметами, поглощаются стеклом; половина этих волн отражается обратно внутрь парника. Вот почему процесс задерживания инфракрасных лучей часто называют парниковым эффектом. Предполагается, что аналогичное явление происходит в земной атмосфере: двуокись углерода и водяной пар поглощают значительную часть инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью Земли. В результате поглощения длинных волн может со временем повыситься температура приземного слоя воздуха или же возникнут другие эффекты, которые, напротив, приведут к понижению температуры приземного слоя. Обо всем этом подробно говорится в гл. 12.

ющего потока в канале постоянного сечения с учетом конечных скоростей химических реакций в газе. На основании этого метода были выполнены численные исследования параметров потока неравновесных течений NaO4 в канале с постоянным поперечным сечением при нагреве и охлаждении. Результаты расчетов показали, что конечность скоростей химических реакций, протекающих в N204, при нагреве приводит к повышению, а при охлаждении к понижению температуры в газах по сравнению с температурой равновесного течения.

Часть вагонов для хранения льда вместо решётчатых карманов оборудована ледниками-баками из листового оцинкованного железа, установленными по четыре штуки на каждом конце вагона. Под баками помещается рассол, способствующий понижению температуры. Сечение бака 500 X 500 мм, высота 2000 мм, толщина стенок 3 мм, днища— 6 мм.