Прочность практически

Последнее выражение показывает, что с увеличением межосе-вого расстояния (размеров колес) напряжение смятия уменьшается. Его можно использовать для проверочного расчета зубчатых передач. Решая его относительно aw при а = 20°, получим формулу для определения межосевого расстояния, при котором обеспечена прочность поверхностного слоя профиля зубьев прямозубых колес

При бурении песчаника инструментом из твердого сплава типа WC—Со (8—12% Со) отмечены две стадии износа металла: селективная потеря кобальта, а затем микроразрушение карбидов. На первой стадии абразивные частицы породы в основном соскаблива; ли кобальт с поверхности инструмента, в результате чего образовывались мелкие выкрашивания с межзеренными фасетками. Эта стадия определяла общую скорость износа, так как удаление кобальта снижало прочность поверхностного слоя сплава. От выкрошенных участков развивались межзеренные трещины, что приводило к микроразрушению карбидов и микроотслоению поверхности инструмента.

На износ поверхности трения тормозного шкива значительно влияет высокий градиент температуры слоев металла, отстоящих на разных расстояниях от поверхности трения. Вследствие разно сти температур этих слоев возникают многократно повторяемые температурные напряжения, приводящие к отслаиванию тонких слоев металла тормозных шкивов в машинах тяжелого режима работы и к появлению на поверхности грения микроскопических трещин, которые со временем увеличиваются и образуют «сетку», снижающую прочность поверхностного слоя. Исследование трения асбофрикционных материалов по стальному шкиву с поверхностью трения, закаленной или цементированной на глубину 1,2 мм, показало, что износоустойчивость стальных поверхностей в значительной мере зависит от содержания углерода в стали: цементированная сталь оказалась более износостойкой, чем закаленная сталь, и менее чувствительной к изменению условий трения. Однако при твердости НВ ]> 350 износ поверхности шкива был ничтожен для обоих методов обработки. Таким образом, испытания показали, что поверхностная закалка тормозного шкива токами высокой частоты, азотированием, цианированием или цементированием более способствует повышению износостойкости шкива, чем обьемная закалка. В случае применения вальцованной ленты металлический элемент должен быть выполнен из чугуна или стали с твердостью поверхности трения не менее НВ 250. Более низкая твердость стального элемента приводит к задирам на рабочих поверхностях, быстро выводящим металлические элементы пары из строя.

Трибодеструкция смазки в самом начале трения в режиме ИП, кроме решения проблемы ее окисления, приводит к ряду полезных процессов. Молекулы смазки, разрушаясь на химически активные и электрически заряженные части, приводят в действие электрохимический механизм избирательного растворения анодных участков сплава, что понижает прочность поверхностного слоя. Одновременно это приводит к двум важнейшим следствиям: а) образованию металлорганических соединений; б) образованию вакансий в поверхностном слое, которые, понижая поверхностное натяжение металла и как бы разжижая его, еще более облегчают деформирование [44]. Образование металлорганических соединений приводит к образованию коллоидов, а образование комплексных соединений усиливает перенос частиц металла в результате электрофореза в зону контакта. Перенос частиц меди на очищенную от окисных пленок сталь, а также постепенное уменьшение концентрации легирующих компонентов в поверхностном слое в результате их растворения снижают потенциал в микроэлементах сплава и между сплавом и сталью практически до нуля. Изменение внешних условий (нагрузки, скорости, температуры), нарушающее наступившее равновесие, неизбежно приводит к возрастанию потенциала и, следовательно, ко всем перечисленным процессам, ведущим к его снижению. Заметим, что потенциал между зоной контакта и зоной поверхности трения, где контакт в данный момент не происходит, остается постоянным на весь период установившегося режима трения и обусловливает действие одной из систем автокомпенсации износа, что будет рассмотрено ниже.

Химико-термическая (термодиффузионная) обработка позволяет резко изменить качество поверхности стальных деталей машин. Как правило, при диффузии того или иного элемента из внешней среды в поверхностный слой детали и последующей термической обработке повышаются твердость и прочность поверхностного слоя, изменяется его химический состав и возникают остаточные напряжения сжатия.

Коррозийный процесс при шлифовании значительно ослабляет прочность поверхностного слоя сплава, что приводит к повышению скорости шлифования.

Для зубчатых передач редукторов основным параметром, характеризующим их работоспособность, является межосевое расстояние А, определяемое из расчета на контактную прочность поверхностного слоя материала зубьев. Модуль не входит в указанный расчет и никак «е влияет на его результат.

Химико-термическая (термодиффузионная) обработка позволяет резко изменить качество поверхности стальных деталей машин. Как правило, за счет диффузии того или иного элемента из внешней среды в поверхностный слой детали и последующей термической обработки повышается твердость и прочность поверхностного слоя, изменяется его химический состав и возникают остаточные напряжения сжатия.

Отверстия в обмуровке. Вокруг каждого отверстия имеется амбразура из шамотобетона, предохраняющая изоляционные материалы от выгорания и одновременно повышающая механическую прочность поверхностного слоя обмуровки (рис. 9-3, а и б). Экранные трубы разводятся в стороны, что приводит к повышенному обогреву краев отверстий. Каждое отверстие для смотрового лючка, обдувочного или измерительного прибора является местом, где при отсутствие в обмуровке изоляционного слоя происходит более интенсивная утечка тепла

прочность поверхностного слоя. Поэтому разрушение образовав-

Усталостную прочность поверхностного слоя повышают его пластическим деформированием.

Коррозионная усталость. Коррозионная среда отрицательно влияет на усталостную прочность практически всех конструкционных металлов и сплавов. Так, в речной воде, являющейся сравнительно малоагрессивной средой, усталостная прочность нержавеющих сталей снижается на 10— 30 %, углеродистых и легированных конструкционных сталей —в 1,5—2 раза, высокопрочных алюминиевых сплавов —в 2—3 раза. Особенно сильное воздействие среды наблюдается при наличии концентраторов напряжений. Как правило, при испытании в коррозионных средах не наблюдается физический предел выносливости, поэтому при большом числе циклов (108—109) нагружения несущая способность образца может оказаться очень низкой. Это заставляет значительно увеличивать запасы прочности конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам и работающих в коррозионной среде.

рактеристики его деформации разрушения приведены на рис. 16. И здесь наблюдаются три отмеченных выше эффекта, а именно, инкубационный период перед разупрочнением, рост деформации разрушения в течение этого инкубационного периода и более низкое плато по завершении разупрочнения. Рост прочности сопровождается ростом деформации разрушения, тогда как в композите с 25% В прочность практически постоянна,. Прочность при растяжении композитов с 45% В составляет после изготовления 128 кГ/мм2 и увеличивается после отжига продолжительностью 10—40 мин при 778 К приблизительно до 151 кГ/мм2. Напротив, в композите с 25% В отжиг при 778 К в течение 30 мин приводит к повышению прочности с 58 кГ/мм2 всего до 60 кГ/мм2.

Длительная прочность композиционных материалов алюминий—бор в поперечном направлении определяется главным образом прочностью материала матрицы, причем, поскольку в процессе испытания происходит отжиг матрицы, то прочность практически не зависит от того, в термообработанном или отожженном состоянии находится материал перед испытанием. Так, например, длительная 100-часовая прочность сплавов 6061 и 2024 при 300° С соответственно равна 2 и 3,6 кгс/мм2. Длительная прочность композиционных материалов на основе этих матриц с 50 об. % волокна борсик при 300° С также соответственно равна 2 да 3 кгс/мм2 [109].

Механические свойства и структура спеченных заготовок. В табл. 65 приведены свойства спеченных заготовок диаметрами 650 и 800 мм, полученных на прессе 12 000 т. Заготовки, спеченные даже при давлениях 30—40 кГ/мм* и температурах 550—600° С, имеют прочность, практически близкую к прочности прессованных полуфабрикатов.

располагать параллельно образующей цилиндра (продольное армирование). Компромиссным решением является применение косого перекрестного армирования. При косом перекрестном и продольно-винтовом армировании под равновесным углом у ^к 35° условия формования резьбы несколько облегчаются, а прочность практически не уменьшается.

При сплошном слоевом обесцинковании слой металла на поверхности трубки превращается в пористую губчатую структуру красного цвета, имеющую очень низкую механическую прочность. Практически это уже не латунь, а губчатая красная медь.

Для футеровки топок и конвективных газоходов применяют в основном жаростойкие бетоны на глиноземистом и портландцементе. Наполнителями для этих бетонов служат шамотные щебень и песок определенного гранулометрического состава, вяжущим — цементы. I Шамотобетон на глиноземистом цементе наиболее прост по составу и изготовлению, быстро твердеет и набирает прочность. Практически уже через сутки его прочность равна примерно 70%! конечной, что позволяет производить укладку на слой шамотобетона термоизоляционного бетона и других изоляционных материалов. Жаростойкость шамотобетона на глиноземистом цемен-

Режим термической обработки определяет длительную прочность практически всех марок легированных и высоколегированных трубных сталей, а также существенно влияет на величину длительной пластичности труб (удлинение при длительном разрушении), имеющей весьма существенное значение для обеспечения надежной работы трубных элементов котло-агрегата. Высокая длительная пластичность обеспечивает надежную работу трубных элементов при наличии отклонений от правильной геометрической формы (овальность, разностен-ность) или некоторых производственных дефектов (риски на поверхности, мелкие загрязнения и т. п.). Наоборот, низкая длительная пластичность приводит к преждевременному разрушению металла в наиболее напряженных участках, так как при этом не используется ресурс его прочности.

На величину предела усталости деталей из труб оказывает влияние также качество их поверхности. Шероховатость риски, волосовины, закаты, вмятины, забоины и другие дефекты являются концентраторами напряжений и понижают предел усталости, причем у труб из высокопрочных сталей это влияние сказывается сильнее, чем у труб из низкопрочных сталей. У деталей из легких сплавов качество поверхности на усталостную прочность практически влияния не оказывает.

Марганец заметно повышает прочность, практически не снижая пластичности и резко уменьшая красноломкость стали, т. е. хрупкость при высоких температурах, вызванную влиянием серы.

Углерод-углеродные композиционные материалы, которые] способны сохранять приемлемую прочность практически до] 2200 °С, имеют, к сожалению, слишком низкую поверхностную] стабильность, что снижает их надежность. Это накладывает ограничения либо на время эксплуатации деталей из УУК, либо на их максимально допустимую рабочую температуру.