Прочность несколько

1 Стабилизирующий отпуск поршней из этих сплавов следует проводить при более пысоких температурах, чем температурные условия, при которых работает материал поршня; возможно также протекание дополнительных процессов стабилизации структуры и связанных с этим объемных изменений и разупрочнения. Естественно, что при расчете поршня на прочность необходимо учитывать эту более низкую (против максимально возможной) прочность, получаемую в результате стабилизации при более высоких температурах.

Для расчета на прочность необходимо иметь связь разрушающих нагрузок с длиной трещины с помощью всем известных формул, а эту связь доставляет предельный коэффициент К. Отличие от хрупкого состояния заключается в том, что предельная величина К будет зависеть от длины трещины (или, что то же самое, от разрушающих напряжений). Эту зависимость назовем пределом трещиностойкости. Таким образом, мы получаем единое расчетное уравнение, справедливое для хрупких и квазихрупких состояний:

Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми элементами. Наличие соединения, которое обладает прочностью, составляющей, например, 0,8 от прочности самих деталей, свидетельствует о том, что 20% нагрузочной способности этих деталей или соответствующая часть металла конструкции не используется.

При рассмотрении вопросов статики твердого тела и при силовом расчете механизмов оперируют с внешними силами, действующими на тело. В телах действуют также внутренние силы, с которыми частицы тела действуют друг на друга. Эти силы являются взаимоуравновешивающими и в уравнения статики не входят. При расчетах на прочность необходимо выяснить характер и значения внутренних сил в теле (детали), находящемся под действием внешних нагрузок, так как именно от них зави-висит свойство материалов, изделий и конструкций сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению пер-воначальной формы и размеров, т. е. прочность детали.

При расчете сжатых стержней помимо расчета на прочность необходимо производить проверку на устойчивость (см. с. 241).

Для расчета резьбовых соединений и винтовых механизмов на прочность необходимо установить силовые соотношения в винтовой паре.

Чаще всего с уменьшением размера зерна предел выносливости возрастает, хотя в ряде работ показано, что измельчение структуры металла не всегда приводит к изменению долговечности. При анализе влияния структурного фактора на циклическую прочность необходимо иметь в виду, что закономерности разрушения металлических материалов при циклическом и сгатическом нагружении имеют много общего. Для циклического нагружения зависимость предела усталости
Прочность детали определяется величинами внутренних сил, которые, в свою очередь, зависят от действующих на деталь внешних нагрузок, следовательно, для расчетов на прочность необходимо уметь определять внутренние усилия через действующие внешние силы. Для определения внутренних усилий используется метод сечений.

уже говорилось, определяется величиной контактных напряжений. Поэтому, прежде чем приступить к изучению расчетов на прочность, необходимо восстановить в памяти то, что сказано о контактных напряжениях в § 4.4.

Для расчетов деталей машин и сооружений на прочность необходимо знать внутренние силы упругости, возникающие в результате действия приложенных к деталям внешних сил.

Для расчета на прочность необходимо найти максимальные значения напряжений. Рассмотрим более детально особенности напряженного состояния для однородного растянутого стержня. Полное напряжение р согласно однородности напряженного состояния во всех точках будет одно и то же. Равнодействующая внутренних сил в сечении направлена по оси стержня и равна силе F, как показано на рис. 9.19. Тогда

металла называется возвратом, или отдыхом. В результате этого процесса твердость и прочность несколько понижаются (на 20— 30% по сравнению с исходными), а пластичность возрастает.

БЕРИЛЛЙДЫ — соединения бериллия с др. металлами. Получают методами порошковой металлургии или сплавлением компонентов. Наибольший интерес как конструкц. материалы представляют высшие Б. переходных металлов (ниобия, циркония, тантала и др.), сохраняющие прочность при высоких темп-pax, причём в интервале 1100—1300 °С прочность несколько повышается (см. рис.), что обусловлено появлением пластичности. Б. применяют в тех областях техники, где требуются высокая уд. прочность, малая плотность, высокое сопротивление термич. напряжениям, стойкость против окисления, сохранение прочности при высоких темп-pax (до 1700 °С).

После нормализации при 950—980 °С отпуска при 720—750 °С хромированных труб обезуглероженный слой расширяется, а структура основного металла становится мелкозернистой фер-рито-перлитно-бейнитной. Механические свойства этих труб соответствуют требованиям ТУ 14-3-460-75 на поставку котельных труб. Следует отметить, что за счет измельчения зерна хромированных труб их длительная прочность несколько ниже, чем в исходном состоянии, это особенно наглядно проявляется на трубах, изготовленных на электростали. Поэтому для повышения длительной прочности хромированных труб из электростали целесообразно повышать температуру нормализации до 1000—1030 °С, а при нормализации с 970 °С увеличивать скорость охлаждения (до 60 о/мин).

Для того чтобы обеспечить высокопрочные свариваемые сплавы высокой прочностью при криогенных температурах, был разработан сплав 2021 [124]. Это сложный сплав, в котором строго контролируется содержание 11 легирующих элементов. Так же как в сплаве 2219, в сплаве 2021 основное упрочнение обеспечивается последовательностью превращений фазы А1—Си. Однако зарождение упрочняющей фазы во время старения при повышенных температурах стимулируется в сплаве 2021 добавками кадмия и олова [128]. Получаемая в результате прочность несколько выше, чем в сплаве 2219. Добавка марганца в сплаве 2021 дает дополнительное упрочнение и регулирует размер зерна в процессе формирования полуфабриката. Титан способствует измельчению зерна (является модификатором) и добавляется в сплав вместе с цирконием и ванадием для уменьшения трещино-образования при сварке. В сплаве 2021 ограничивается содержание магния, чтобы исключить образование нерастворимой фазы Mg2Sn, которая препятствует зарождению выделений [125].

воду изделий с температурой 350—365° С, кристаллизация не успевает достигнуть сердцевины изделия. Этот процесс принято называть «закалкой». Закаленные изделия имеют большую прочность и эластичность, но меньший удельный вес. Однако вследствие низкой теплопроводности полимера закалка крупногабаритных изделий сопряжена с большими трудностями. При погружении в воду происходит в первую очередь охлаждение верхних слоев изделия, а в глубине его продолжает совершаться процесс кристаллизации. Таким образом, создаются внутренние напряжения, которые в сердцевине крупногабаритных изделий образуют трещины. Поэтому рекомендуют подвергать закалке изделия толщиной до 3 мм. Обычно незакаленные изделия получают охлаждением вместе с печью. При этом материал имеет возможность перейти из аморфного состояния в кристаллическое равномерно по всей глубине. Поэтому степень кристалличности и удельный вес незакаленных изделий выше, а прочность несколько ниже, чем у закаленных.

За счет изменения размера карбидных зерен твердость и износостойкость выше, а прочность несколько ниже, чем у сплава Т15К6. Умеренное сопротивление удару и вибрациям. Прочность при резании металлов выше, чем у сплавов ТЗОК4 и Т60К6

При содержании в сталях рассматриваемого типа до 7—9% Сг несколько увеличивается их сопротивление окислению и значительно повышается коррозионная стойкость в горячих средах продуктов переработки нефти. С увеличением содержания Мо до 1% в 7—9%-ных хромистых сталях еще больше повышается их длительная прочность. Сопротивление ползучести и длительная прочность несколько изменяются в зависимости от длительности испытания, что необходимо учитывать при применении этих сталей.

Цирконовый фарфор отличается повышенной механической прочностью и обладает хорошей термостойкостью; его электрическая прочность несколько выше, нем у полевошпатового фарфора.

сплавов слабо влияют на их малоцикловую прочность. Несколько

металла называется возвратом, или отдыхом. В результате этого процесса твердость и прочность несколько понижаются (на 20— 30% по сравнению с исходными), а пластичность возрастает. Наряду с этим, т. е. с отдыхом (возвратом), может происходить еще так называемый процесс полигонизации, заключающийся в том, что беспорядочно расположенные внутри зерна дислокации собираются, образуя сетку и создавая ячеистую структуру (рис. 67), которая может быть устойчивой и может затруднить процессы, развивающиеся при более высокой температуре. Рекристаллизация, т. е. образование новых зерен, протекает при более высоких температурах, чем возврат и полигонизация, может начаться с заметной скоростью после нагрева выше определенной температуры. Сопоставление температур рекристаллизации различных металлов показывает, что между минимальной температурой рекристаллизации и температурой плавления существует простая зависимость Трек = аТПЯ (7рек — абсолютная температура рекристаллизации; Гпл — абсолютная температура плавления; а — коэффициент, зависящий от чистоты металла). Чем выше чистота металла, тем ниже температура рекристаллизации. У -металлов обычной технической чистоты а = 0,3—0,4. Температура рекристаллизации сплавов, -как правило, выше температуры рекристаллизации чистых металлов и в некоторых случаях достигает 0,8 TM- Наоборот, очень чистые металлы имеют очень низкую температуру рекристаллизации: 0,2 Гпл и даже 0,1 Тпл.

Легирование аустенитных сталей лишь одним молибденом не позволяет заметно повысить их жаропрочность, и поэтому в случае эксплуатации при предельной для данной группы материалов температуре 650° С конструкции получаются чрезмерно тяжелыми с большой толщиной стенки. В связи с этим продолжаются попытки изыскания более прочных сталей, легированных ниобием или титаном с дополнительным упрочнением молибденом, вольфрамом и другими элементами. Из отечественных сталей к этой группе относятся стали марок ЭИ695Р, ЭП17 и ЭП184 (табл. 24). Повышение стойкости их сварных соединений может быть достигнуто в первую очередь за счет использования более совершенной металлургической технологии выплавки. По данным [102], хорошо сваривающейся и рекомендованной к использованию в паропроводах для работы при 650° С является сталь марки Кромарк 58 состава: 0,04% С, 0,25% Si, 10% Мп, 16% Сг, 20% №,, 2,25% Мо, 0,2% V, 0,17% N2, 0,01% В и 0,01% Zr. Недлительная; прочность несколько превышает соответствующие значения для. стали отечественной марки ЭИ695Р и примерно в 1,5—1,7 раза, выше, чем стали марки 316. Равнопрочность основному металлу сварных соединений обеспечивается при швах, выполненных методом аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом с использованием проволоки, по составу близкой к стали.