Прочность жаропрочных

Выбирая материал, учитывают в основном следующие факторы: соответствие свойств материала главному критерию работоспособности (прочность, износостойкость и др.); требования к массе и габаритам детали и машины в целом; другие требования, связанные с назначением детали и условиями ее эксплуатации (противокоррозионная стойкость, фрикционные свойства, электроизоляционные свойства и т. д.); соответствие технологических свойств материала конструктивной форме и намечаемому способу обработки детали (штампуемость, свариваемость, литейные свойства, обрабатываемость резанием и пр.); стоимость и дефицитность материала.

б) свойства, которые определяют долговечность изделий (усталостная прочность, износостойкость, сопротивление коррозии и т. д.).

При большем содержании олова в структуре бронз в равновесном состоянии с а-раствором присутствует эвтектоид а + Cu31Sn8. Изменение механических свойств литых бронз в зависимости от содержания олова показано на рис. 170, б. Временное сопротивление возрастает с увеличением содержания олова. При высокой концентрации олова вследствие присутствия в структуре значительного количества эвтектоида, содержащего хрупкое соединение Cu;)1SnH, временное сопротивление резко снижается. Относительное удлинение несколько возрастает при содержании в бронзе 4—6 % Sn, но при образовании эвтектоида — сильно падает. Оловянные бронзы обычно легируют Zn, Fe, P, Pb, Ni и другими элементами. Цинк улучшает технологические свойства бронзы и удешевляет бронзу. Фосфор при содержании его >0,3 % образует фосфид Си3Р. Он улучшает литейные свойства, повышает твердость, прочность, износостойкость, упругие и антифрикционные свойства. Никель повышает механические свойства, коррозионную стойкость и плотность отливок и уменьшает ликвацию. Железо измельчает зерно, но ухудшает технологические свойства бронз и сопротивляемость коррозии.

Для серого чугуна характерна средняя прочность, меньшая, чем у стали, из-за графитовых включений, создающих концентрацию напряжений. Он обладает удовлетворительной износостойкостью вследствие смазывающего действия графита и повышенным внутренним трением.

разными критериями работоспособности (прочность, износостойкость) отливок и их частей.

Хромистые стали имеют по сравнению с углеродистыми повышенные прочность, износостойкость, а при значительном содержании хрома -— повышенное сопротивление коррозии. Благодаря этим свойствам, а также относительно невысокой стоимости их широко применяют в машиностроении для деталей сравнительно небольших сечений. Ввиду недостаточно хорошей прокаливаемое™ применение этих сталей для деталей больших сечений неэффективно.

X р о м о и и к с л е и ы е с т а л и обладают высокой прокаливасмостью, сочетают в себе высокую прочность и износостойкость с повышенной вязкостью; поэтому их применяют для ответственных и напряженных деталей больших сечений.

Нитроцементация — насыщение поверхностных слоев углеродом и азотом в газовой среде с последующей закалкой — обеспечивает им высокую прочность, износостойкость и сопротивление заеданиям. Нитроцементация обладает достаточно высокой скоростью протекания процесса — порядка 0,1 мм/ч и выше; она получает все более широкое распространение. В связи с малыми деформациями она позволяет во многих случаях обойтись без последующего шлифования. При необходимости минимальных деформаций применяется низкотемпературная Нитроцементация. Содержание азота в поверхностном слое позволяет применение менее легированных сталей, чем при цементации, а именно 18ХГТ, 25ХГТ, 40Х и др.

Назначение — улучшаемые детали пружинного типа сравнительно небольших сечений, от которых требуется высокая прочность, износостойкость и упругость.

ЛАКМУС (от голл. lakmoes) - красящее в-во, добываемое из нек-рых видов лишайников. В щелочной среде Л. окрашивается в синий цвет, в кислой среде - в красный. Используется в качестве химического индикатора (часто в виде реактивной бумаги -«лакмусовой бумажки»). ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - СО-ставы (преим. жидкие или пастообразные), к-рые при нанесении тонким слоем на тв. подложку высыхают с образованием тв. плёнки - лакокрасочного покрытия. К Л.м. относятся. лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ - покрытия, к-рые образуются после высыхания (отверждения) лакокрасочных материалов, нанесённых на подготовл. поверхность. Назначение Л.п. - декоративная отделка изделий и их защита: металлов от коррозии, древесины от гниения. Существуют также Л.п. спец. назначения - элек-троизоляц., флуоресцентные, термоиндикаторные, термостойкие, бен-зомаслостойкие и др. Осн. требования к Л.п. - высокая адгезия слоев друг к другу и к подложке, газо-и водонепроницаемость, механич. прочность, износостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред, а также декоративные свойства (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и т.п.). Различают нижние (грунтовочные), промежуточные (шпатлёвочные) и верхние (покровные) слои Л.п. ЛАКТОМЕТР, лактоденсиметр [от лат. lac (lactis) - молоко, densus -плотный и ...метр}, молочный ареометр,- прибор для определения жирности молока по его плотности. Принцип действия Л. аналогичен принципу действия ареометра. ЛАМБЕРТ [по имени нем. учёного И.Г. Ламберта (J.H. Lambert; 1728-1777)] - внесистемная ед. яркости несамосветящейся белой поверхности. Обозначение - Лб. Заменена канделой на кв. метр. 1 Лб=1/я сб=104/я кд/м2 = 0,318.104кд/м2 (см. Кандела, Стильб}. ЛАМБЕРТА ЗАКОН - закон, характе-ризующий излучение протяж. диф-фузно светящихся или диффузно рассеивающих поверхностей. По Л.з. яркость таких источников не зависит от направления излучения. Л.з. строго справедлив только для абсолютно

темп-ре. П.н. жидкости часто определяют как силу, действующую на ед. длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверхность до минимума. Благодаря П.н. капля жидкости при отсутствии внеш. воздействий принимает форму шара. П.н. зависит от хим. природы жидкости и темп-ры и уменьшается при увеличении темп-ры (до О при критической температуре). Снижение П.н. достигается введением в жидкость поверхностно-активных веществ. Величиной и изменениями П.н."обусловлены мн. поверхностные явления, особенно в дисперсных системах (см. также Капиллярные явления, „Смачивание}. ПОВЕРХНОСТНОЕ ПЛАСТИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ (ППД) - упрочнение материалов, особенно эффективное для изделий, работающих в условиях знакоперем. нагружения (оси, зубчатые колёса, коленчатые валы, подшипники, инструменты, сварные конструкции и т.п.). Для ППД применяют накатывание и раскатывание роликами и шариками, обкатку зубчатыми валками, чеканку, алмазное выглаживание, дорнование, вибрац. и гидроабразивную обработку и др. способы. В результате ППД уменьшается шероховатость поверхности, появляется наклёп, возникают остаточные сжимающие напряжения, повышающие усталостную прочность, износостойкость и долговечность изделия.

Рис. 49. Схема образца для испытания на прочность жаропрочных сплавов

42. Длительная прочность жаропрочных литых сплавов на коОальтовой основе

Выполненный синергетический анализ влияния упрочняющей /-фазы на прочность жаропрочных сплавов показал [72], что расположение упрочняющей фазы в матрице влияет на величину константы й?0- В общем случае было выведено уравнение:

повреждению материала; это повреждение больше, чем следует из линейного закона (5.93) . Отметим, что при испытаниях на длительную прочность жаропрочных сплавов вариация температуры почти всегда приводит к аналогичному результату [57, 71].

Выводы и технологические рекомендации. Усталостная прочность жаропрочных сталей и сплавов при рабочих температурах и высокочастотном нагружении существенно зависит от следующих основных параметров качества поверхностного слоя: шероховатости поверхности, глубины и степени наклепа. Технологические остаточные макронапряжения независимо от их величины и знака не оказывают заметного влияния на характеристики усталости. В условиях циклического нагружения и высоких температур они быстро релаксируются.

Деформационное упрочнение поверхностного слоя после обработки резанием металлическим или абразивным инструментом снижает усталостную прочность жаропрочных материалов при рабочих температурах, так как при этом деформация металла достигает предельного значения и больше оптимальной.

Усталостная прочность жаропрочных сталей и сплавов после ЭХО определяется в основном шероховатостью поверхности.

Рис. 37. Длительная прочность жаропрочных сталей с интерметаллидным упрочнением при различных температурах

Рис. 48. Длительная прочность жаропрочных сплавов на никелевой основе: --

42. Длительная прочность жаропрочных литых сплавов на коОальтовой основе

Следует отметить, что в сравнении с низколегированными сталями конструктивная прочность жаропрочных сталей и сплавов определяется более широким комплексом свойств. К ним относятся кратковременные прочностные свойства, сопротивление пол-.зучести и релаксации, длительная прочность, кратковременная и длительная пластичность, циклическая прочность (выносливость).