Повышению жесткости

Не следует думать, что одно только изменение технологии само по себе приведет к повышению жаропрочности. Применение новых технологических процессов производства и обработки сплавов дает повышение жаропрочности лишь при одновременном изменении химического состава.

Таким образом, если при низких температурах границы зерен тормозят движение дислокаций и упрочняют сплав, то при высоких температурах, наоборот, они помогают ускоренному разупрочнению поликристаллических металлов. Более крупное зерно способствует повышению жаропрочности, хотя пластичность при этом снижается.

Введение W, Мо и V в стали с 12% Сг приводит к повышению жаропрочности, а более высокое их содержание — к переходу стали в полуферритный класс (поскольку превращение а^-у не протекает полностью, что ухудшает свойства стали).

При кристаллизации отливки избыточная фаза у этих сплавов должна располагаться внутри зерен основного твердого раствора также в виде "скелета" или сетки. Такое расположение фаз приводит к повышению жаропрочности.

Диаграмма системы Ni - AI (см. рис. 17) показывает, что никель с алюминием образует интерметаллическое соединение типа NiaAl и у'-фазу, при температуре 1385°С образуется эвтектика, состоящая из 11% А1 и NiaAI. При температурах 900 - 1100°С (рабочая температура жаропрочных сплавов в ГТД) содержание алюминия составляет 6-8% и образуются у- и у'-фазы. С понижением температуры растворимость алюминия в системе Ni - AI уменьшается с 11 до 6% при 750°С. Поэтому содержание алюминия в жаропрочных сплавах не должно быть выше 6 - 8%. Однако аналогично алюминию эффективны такие элементы, как Ti, Mb и др., так как они тоже образуют интсрметаллические тугоплавкие соединения TiAl, NiaNb и у'-фазу, тем самым способствуя повышению жаропрочности сплавов.

происходит смещение их в сторону меньших концентраций. Кроме того, содержание хрома в этих сплавах изменяет энергию связи атомов в кристаллич. решетке, что сказывается на скорости диффузии хрома и титана и способствует повышению жаропрочности, у'-фаза в ряде сплавов является неустойчивой метастабильной фазой и при определ. условиях (длит, выдержка при 800° и выше) превращается в устойчивую rj-фазу типа NisTi с гексагональной решеткой; устойчивость у'-фазы зависит от степени легирования. Кроме образования упрочняющих Ni3Al и у'-фаз, в хромонике-левых сплавах при термич. обработке, несмотря на малые содержания углерода, может происходить выделение карбидов титана типа TiC, карбидов хрома типа Сг,С3 Сг23С6 и двойных карбидов Ме^Ме^.

Введение Мо или W (или Мо и W вместе) в никельхромотитанистые сплавы или же в никельхромотитаноалюминиевые сплавы способствует дальнейшему повышению жаропрочности в интервале более высоких темп-р; раздельное легирование (рис. 2) никельхромистых сплавов различными элементами не столь эффективно, как комплексное.

(рис. 3), Mg, Zr — также способствует повышению жаропрочности сплавов. В зависимости от легирования бор в жаропрочных сплавах образует боридные фазы различного состава: Сг5В3 (Х-фаза); Cr2B; (Mo, Cr, W, Ni)4B3; (Mo, Cr, W, Ni)5B4 (У-фаза). В присутствии бора замедляются диффузионные процессы по границам зерен металла, что повышает прочность сплавов при высоких температурах. Повышенное содержание серы и легкоплавких металлов — РЬ, 8л, Sb, Bi, попадающих из шихты, вредно отражается на жаропрочности сплавов и эксплуатационной стойкости деталей, так, напр., рабочие лопатки газовой турбины из сплава ЭИ437А с содержанием 0,0015% свинца имели в пять раз меньший срок службы, чем лопатки из этого же сплава, но содержащие свинца 0,0008%.

Максимумы твердости стали ЭИ696 после 10-часового старения и количества у'-фазы, определенной в результате интерметаллидного анализа, при различных температурах почти совпадают и относятся к температуре старения 750—775° С. При более высоких температурах твердость, прочность и количество у'-фазы в интерметал-лидном осадке уменьшаются, что связано с коагуляцией и растворением этой фазы. При 875° С у'-фаза полностью растворяется в у-твердом растворе (рис. 39). Повышение чистоты стали и введение малых добавок бора способствует упрочнению границ зерен и в целом повышению жаропрочности сталей. Однако следует учитывать, что бор способствует сужению температурного интервала горячей обработки стали давлением (950—1100° С).

Введение тугоплавких элементов (Мо или W) в никельхромистый твердый раствор или совместная их присадка к никельхромотитанистым или к никельхромотита-ноалюминиевым сплавам способствует их упрочнению при более высоких температурах, т. е. дальнейшему повышению жаропрочности.

Естественно, что состав и строение фаз играют в данном случае большую роль: чем они сложнее основной фазы, тем медленнее протекают диффузионные процессы и тем меньшую роль они играют в увеличении пластичности. В жаропрочных сплавах наличие сложных по составу и строению избыточных фаз должно приводить к уменьшению ползучести и повышению жаропрочности.

Для выяснения причины колебательной неустойчивости была проверена "жесткость" заполненного водой измерительного стенда — его реакция на дополнительный ввод воды. Вода подавалась медицинским шприцем и фиксировалось повышение давления. Оказалось, что при подаче 3,4 см3 воды избыточное давление в стенде возрастало от нуля до 0,25 Мпа, т. е. его сжимаемый суммарный объем при атмосферном давлении был около 3,4 см3; он заполнялся водой в указанных на рис. 6.18 условиях эксперимента за 120 с. Это немного меньше обычного периода колебаний. После этого были приняты тщательные меры по повышению "жесткости" стенда: отключение его лишних элементов во время работы, предварительное вакуумирование и промывка, тщательное деаэрирование и подача воды насосом. В итоге повышение избыточного давления в стенде до 0,25 МПа происходило при подаче всего лишь 0,2 см3 воды. Это позволило обеспечить воспроизводимую и устойчивую работу системы в длительных режимах. В таких условиях и были выполнены все обсужденные ранее эксперименты, которые показали, что система может возвращаться в исходное состояние при больших колебаниях параметров процесса — она устойчива по отношению к значительным внешним возмущениям. Кроме того, она устойчиво работает и при высокой неоднородности внешнего теплового потока. Все это свидетельствует об устойчивости (при правильной организации процесса) и глубоких потенциальных возможностях системы испарительного жидкостного охлаждения пористой стенки с внешним нагревом. Вследствие малой протяженности зоны испарения могут быть использованы тонкие проницаемые оболочки, но при этом нужно обеспечить условия для удерживания области испарения внутри стенки.

Применение полых валов приводит к существенному снижению веса вала и повышению жесткости при той же прочности, так как внутренние волокна материала при кручении и изгибе мало нагружены.

Так, из рассмотренного примера расчета ресурса видно, что основное внимание для повышения параметрической надежности следует уделить повышению жесткости, начальной геометрической точности и уменьшению тепловых деформаций станка, которые занимают в балансе точности значительную долю. Преуменьшении начальных погрешностей и ужесточении требований к выходным параметрам станка вновь станет вопрос о необходимости повышения износостойкости его сопряжений. Кроме того, если данный класс износостойкости не будет обеспечен условиями эксплуатации станка, то расчетные показатели надежности соответственно изменят свое значение.- ; . ,.

Применение полых валов приводит к существенному снижению веса вала и повышению жесткости при той же прочности, так как внутренние волокна материала при кручении и изгибе мало нагружены.

По типу сечения валы и оси бывают сплошные и полые. Применение полых валов приводит к существенному снижению массы и повышению жесткости вала при той же прочности, но изготовление полых валов сложнее сплошных.

родой эмульгаторов и антиоксидантов; в нек-рых товарных латексах антиокси-данты отсутствуют. Увеличение относит, количества стирола в сополимере приводит к повышению жесткости изделий и ухудшению их морозостойкости за счет повышения темп-ры стеклования, к-рая изменяется прибл. пропорционально содержанию связанного стирола в пределах от —75—85° (для полидивинила) до +76° (для полистирола). С др. стороны, увеличение содержания стирола в полимере сопровождается повышением прочности ненаполненных вул-канизатов из Л. д.-с. Получение пленок из «горячих» латексов с прочностью 150—180 кг/см2 возможно лишь в тех случаях, когда полимер содержит не менее 40% стирола; из латексов с 60—65% связанного стирола в полимере можно получать невулканизов. пленки с хорошими физико-механич. св-вами и повышенным сопротивлением окислит, старению. Применение «холодных» Л. д.-с. позволяет обеспечить удовлетворит, прочность вулка-низатов яри более низком содержании связанного стирола. Пластичность полимера в Л. д.-с. изменяется с помощью регуляторов молекулярного веса, гл. обр. меркаптанов или ксантогендисульфидов, а величина частиц и вязкость латексов — за счет изменения количества и природы эмульгаторов и введения небольших количеств минеральных солей или готового латекса в исходную эмульсию. Относит, количество воды в полимеризуемой смеси при синтезе товарных Л. д.-с. в среднем меньше, чем при произ-ве соответствующих эмульсионных каучуков, а конверсия мономеров (по крайней мере, при получении «горячих» латексов) обычно выше (до 100%).

Хорошо разработанные методы строительной механики для определения статических усилий, возникающих в упругих системах машин, узлов и конструкций, потребовали во МНОРИХ случаях экспериментального определения для машиностроения коэффициентов соответствующих уравнений, а также учета изменяемости условий совместности перемещений по мере изменения форм контактирующих поверхностей вследствие износа или других явлений, нарастающих во времени. При относительно высокой жесткости таких деталей, как многоохюрные коленчатые валы, зубья шестерен, хвостовики елочных турбинных замков, шлицевые и болтовые соединения, для раскрытия статической неопределимости были разработаны методы, основывающиеся на моделировании при определении в упругой и неупругой области коэффициентов уравнений, способа сил или перемещений, на учете изменяемости во времени условий сопряжения, а также применения средств вычислительной техники для улучшения распределения жесткостей и допусков на геометрические отклонения. Применительно к упругим системам металлоконструкций автомобилей, вагонов, сельскохозяйственных и строительных машин были разработаны методы расчета систем из стержней тонкостенного профиля, отражающие особенности их деформирования. Это способствовало повышению жесткости и прочности этих металлоконструкций в сочетании с уменьшением веса.

Большая жесткость измерительного устройства является косвенным следствием простоты усиления. В то время как в чисто механических устройствах для обеспечения удовлетворительной точности измерения должны предусматриваться весьма большие перемещения, электрические датчики силы могут выполняться значительно более жесткими, так что их влияние на измеряемое усилие в упругой измерительной цепи невелико. Тем не менее, из-за того что выходной сигнал с повышением жесткости упругого элемента, как правило, снижается, а подключаемые усилители не имеют совершенно идеальной характеристики, существует естественный предел повышению жесткости электрических датчиков силы.

Модернизация оборудования проводится в том случае, когда мощность привода и число оборотов шпинделя существующего исполнения станка оказываются недостаточными для применения рациональных • режимов обработки металлов. Опыт показывает, что многие существующие фрезерные станки обладают большим запасом прочности и долговечности и поэтому легко поддаются модернизации. При этом особое внимание нужно уделять повышению жесткости станков, так как с повышением скорости резания могут появиться вибрации.

контур, то при нагружении образца в результате перераспределения нагрузок суммарная, деформация этих элементов может быть очень малой, а это эквивалентно повышению жесткости.

Считают, что поверхностные слои трехслойных конструкций воспринимают нормальные напряжения, а ядро передает напряжения сдвига и противостоит местным напряжениям сжатия, препятствуя вспучиванию поверхностных слоев в деформированном состоянии. Материал ядра с повышенными механическими характеристиками способствует повышению жесткости и прочности «сандвича». Повреждение ядра может привести к разрушению всей конструкции. Например, древесина имеет достаточно высокий модуль упругости при изгибе, что благоприятно влияет