Повышению прочностных

Таким образом, с увеличением скорости охлаждения металла шва вместо сравнительно мягких равновесных структур феррит-но-перлитной стали происходит образование неравновесных, мелкодисперсных структур сорбита, тростита и бейнита, что приводит к заметному повышению прочности и уменьшению пластичности металла шва. Аналогичное явление происходит в сталях, которые с целью повышения их прочности подвергают процессу так называемого термического упрочнения.

Наряду с охлаждением пуансона необходимо охлаждать также и вытяжное ребро матрицы, что еще больше способствует повышению прочности стенки в опасном сечении, а следовательно, и увеличению допустимой степени деформации за одну вытяжную операцию.

Увеличение содержания углерода в стали приводит к повышению прочности и понижению пластичности (рис. 148). Приводимые механические свойства относятся к горячекатаным изделиям без термической обработки, т. е. при структуре пер-лит+феррит (или перлит+цементит). Цифры являются средними и могут колебаться в пределах ±10% в зависимости от содержания примесей, условий охлаждения после прокатки и т. д.2. Если сталь применяют в виде отливок, то более грубая литая структура обладает худшими свойствами, чем это следует из рис. 148 (понижаются главным образом показатели пластичности). Существенно влияние углерода на вязкие свойства. Как видно из рис. 149, увеличение содержания угле-

Простое увеличение углерода при феррито-перлитной структуре (нормализованное состояние) приводит к повышению прочности и порога хладноломкости. Максимальная прочность при такой структуре соответствует содержанию углерода примерно 1 % С и достигает всего лишь 100 кгс/мм2 (см. выше рис. 148), тогда как порог хладноломкости лежит ниже 0°С лишь при содержании углерода не более 0,4%.

В табл. 33 приведены механические свойства некоторых высокопрочных цементуемых сталей. Следует учитывать, что увеличение содержания углерода (в пределах марочного состава) и скорости охлаждения при закалке приводит не только к повышению прочности, но и к снижению пластичности и вязкости.

В приведенных таблицах указаны механические свойства стали, что также характеризует механические свойства сердцевины цементованного изделия. Если определять механические свойства цементованного изделия, то наличие твердой цементованной корки приводит к резкому снижению вязкости и повышению прочности в сравнении со свойствами сердцевины. Степень изменения этих свойств зависит от многих факторов и в первую очередь от уровня прочности сердцевины, соотношения к сечении площадей, занимаемых цементованным слоем и сердцевиной, от степени насыщения углеродом и т. д.

привело к повышению прочности, но заметно увеличило пластичность ф и сопротивление хрупкому разрушению (Г5о).

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.

3. Применение колес с малым числом зубьев, что при одном и том же диаметре (d=mz) равнозначно увеличению т и, следовательно, одновременному повышению прочности как по напряжениям изгиба, так и по контактным напряжениям [см. формулы (8. 95) и (8.96)1. Рекомендуют г1=13...20.

Материалы. Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных, табл. 8.8. Наиболее распространены материалы с твердостью рабочих поверхностей =gCHB350. Напомним (см. § 8.11), что применение материалов с высокой твердостью поверхности (цементация, т. в. ч., азотирование и пр.) в эвольвентных передачах направлено в основном на повышение контактной прочности и сближение ее с прочностью по изгибу. В передачах Новикова такое сближение достигается путем существенного увеличения площади пятен контакта. Поэтому применение материалов с высокой твердостью поверхности здесь менее эффективно. Уменьшая способность к приработке, они не приводят к существенному повышению нагрузочной способности. Ограничением становится прочность по изгибу.

Свойства сплавов зависят от содержания Со и величины зерен WC-фазы: повышение содержания Со до 18—20% приводит к снижению твердости и износостойкости и к повышению прочности сплавов; при одном и том же составе крупнозернистые сплавы более прочны и менее износостойки, чем мелкозернистые. Поэтому вольфрамовые сплавы с одинаковым содержанием Со могут отличаться по структуре (величине зерен карбидной фазы) и по свойствам.

В процессе изготовления конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей на заготовительных операциях и при сварке в зонах, удаленных от высокотемпературной области, возникает холодная пластическая деформация. Попадая при наложении последующих швов под сварочный нагрев до температур около 300° С, эти зоны становятся участками деформационного старения, приводящего к снижению пластических и повышению прочностных свойств металла и возможному возникновению трещин, особенно при низких температурах или в концентраторах напряжений.

Снижение температуры испытания ниже комнатной у гладких образцов приводит к повышению прочностных характеристик механических свойств (но к снижению характеристик пластичности) и пределов выносливости гладких образцов (рис. 50). При определении влияния температуры испытаний необходимо помнить о возможности фазовых превращений в сплавах и явлениях динамического возврата. Следует также не путать влияние температуры при усталости с термической усталостью, которая имеет другую природу.

нений (vy, 6) и (ат, ав) находятся на уровне свойств мягкого металла. С уменьшением к существенно возрастает роль контактного упрочнения прослойки, являющегося результатом сдерживания пластического деформирования мягкого металла более твердым, что ведет к повышению прочностных (ат, Ов) и снижению деформационных характеристик соединения (v/, 8). Начиная с некоторых значений (см. рис. 3.2) меняется характер изменения кривых \у(к) и 8(к) и наблюдается рост данных характеристик, что связано с эффектом смягчения жесткости напряженного состояния мягких прослоек и степени их стеснения из-за вовлечения более твердого металла соединения, прилегающего к прослойке, в пластическую деформацию И, наконец, при относительно небольших значениях толщин мягких прослоек к < кр (кр «0,1 — 0,15) наблюдается выход сварных соединений на равнопрочность основному металлу. В данном диапазоне размеров прослоек механические характеристики соединений практически полностью определяются свойствами твердого основного металла.

Установлено, что дефекты металлургического характера (усадочные раковины и пористость) в заготовках, полученных прессованием при кристаллизации под пульсирующим давлением, устраняются при более низких значениях давления прессования, чем при статическом давлении. Это наряду с измельчением структуры приводит к повышению прочностных свойств сплава.

В большинстве случаев после ВМТО проводится старение; выделяющиеся при этом частицы карбидных или интерметал-лидных фаз способствуют дальнейшему повышению прочностных свойств обрабатываемого материала и одновременно увеличивают стабильность получаемого структурного состояния. Деформирование заготовок при ВМТО можно осуществлять различными способами: прокаткой, волочением, штамповкой, выдавливанием и др. Возможные виды пластической деформации при ВМТО, их технологическое выполнение и режимы обработки подробно рассмотрены в работе 172].

Рассмотрим причины, приводящие к повышению прочностных характеристик закаленных сплавов после холодной деформации и старения.

нений (\(/, 8) и (стт, Ов) находятся на уровне свойств мягкого металла. С уменьшением к существенно возрастает роль контактного упрочнения прослойки, являющегося результатом сдерживания пластического деформирования мягкого металла более твердым, что ведет к повышению прочностных (ат, ав) и снижению деформационных характеристик соединения (у, 8). Начиная с некоторых значений (см. рис. 3.2) меняется характер изменения кривых VJ/(K) и 8(к) и наблюдается рост данных характеристик, что связано с эффектом смягчения жесткости напряженного состояния мягких прослоек и степени их стеснения из-за вовлечения более твердого металла соединения, прилегающего к прослойке, в пластическую деформацию. И, наконец, при относительно небольших значениях толщин мягких прослоек к < кр (кр «0,1 — 0,15) наблюдается выход сварных соединений на равнопрочность основному металлу. В данном диапазоне размеров прослоек механические характеристики соединений практически полностью определяются свойствами твердого основного металла.

Обобщены результаты исследований влияния структуры на статическую и Циклическую прочность магниевых сплавов и их сопротивление усталостному и хрупкому разрушению. Рассмотрено влияние внешних факторов на механические свойства, параметры статической и циклической трещиностойкости. Обсуждены технологические мероприятия, способствующие повышению прочностных и пластических характеристик магниевых сплавов.

С практической точки зрения особый интерес имеет достижение высокопрочных состояний в наноматериалах, которые удается получить, например, в метастабильных сплавах. Приведенные выше результаты показывают, что ИПД закаленных алюминиевых сплавов также приводит к формированию наноструктуры, но процессы старения в наноструктурных сплавах имеют ряд отличий от крупнокристаллических образцов [347]. В частности, в наноструктурном сплаве 1420 наблюдается формирование наиболее высокопрочного состояния, а также происходит ускорение процессов старения. Другой особенностью наноструктур в алюминиевых сплавах является образование новых метастабильных фаз. Например, в несмешиваемом сплаве А1-11 %Fe, подвергнутом ИПД, выявлено растворение 0,89 ат. % Fe в алюминиевой матрице, что приводит к существенному повышению прочностных свойств сплава в результате выделения дисперсных фаз при последующем старении.

стоты (увеличение содержания О + N) приводит к повышению прочностных (Чв. °т) и снижению пластических (if, 5) свойств (рис. 28), что обусловлено твердорастворным упрочнением ванадия, так как в сплаве с максимальным содержанием О + N второй фазы не обнаружено.

Склонность сталей к хрупкому разрушению была оценена по результатам испытаний на ударную вязкость образцов типа 1 по ГОСТу 9454—60 с разделением величины ударной вязкости на работы зарождения и распространения трещины. Если принимать за критерий перехода материала в хрупкое состояние работу распространения трещины ар=2 кгс-•м/см2, то результаты (рис. 14) свидетельствуют о том, что термическое упрочнение стали Ст. 3 вне зависимости от степени ее раскисленности приводит к значительному повышению прочностных и хладостойких свойств. Особенно существенно