Прочность температура

Однако установить строгую зависимость прочности от температуры плавления затруднительно, так как прочность существенно зависит от чистоты металла (оказывают большое влияние даже очень малые количества примесей). Так, например, временное сопротивление технического титана равно 460 МПа, а иодидного 250 МПа; зонная очистка иодидного циркония понижает 0„ с 250 до 110 МПа, а Сто,2—ДО 30 МПа; при повышении чистоты алюминия с 99,996 до 99,9998 % ае снижается со 130 до 50 МПа. Влияние очень малого содержания примесей видно на примере тщательной очистки железа от углерода и азота (менее 10~5%); у такого сверхчистого железа ст„=50 и Сто,2=20 МПа, что в 6 раз меньше аналогичных значений у «чистого» железа.

Борные волокна с покрытием из нитрида бора оказались весьма стабильными в контакте с расплавленным алюминием. Кэй-мехорт [8] -показал, что до тех пор, пока сохраняется целостность этого покрытия, борное волокно остается неповрежденным в расплаве алюминия при 1073 К. На основании этих данных был разработан способ изготовления композитов А1—В путем пропитки волокон расплавленным металлом. Форест и Кристиан [11] исследовали сдвиговую и поперечную прочности композита, состоящего из борных волокон с нитридным покрытием и матрицы из алюминиевого сплава 6061. Материал был изготовлен диффузионной сваркой. Прочность этого композита на сдвиг оказалась меньше, а поперечная прочность — существенно меньше, чем материалов, армированных волокнами бора и борсика. Такие низкие значения прочности, возможно, обусловлены слабой связью между нитридом бора и алюминием, хотя в работе отсутствуют данные о характере разрушения, которые могли бы подтвердить это предположение. Связь между алюминием и борным волокном с покрытием из карбида кремния в меньшей степени зависит от способа изготовления материала. По заключению авторов цитируемой работы, наиболее удачное сочетание механических свойств имеет композит алюминиевый сплав 6061'—непокрытое борное волокно, закаленный с 800 К с последующим старением.

После качественной диффузионной сварки поверхность раздела в композитах А1—В, понвидимому, не лимитирует поперечной прочности, поскольку разрушение либо локализовано в матрице, либо происходит путем расщепления волокон. Если композит, волокна которого не склонны к расщеплению, подвергнут термической обработке по определенным режимам, то его поперечная прочность существенно превышает нижнее предельное значение.

Из сказанного следует, что необходимы материалы с хорошими прочностными характеристиками. Из табл. 10.1 можно видеть, что характеристики некоторых нетрадиционных материалов имеют легкость и прочность существенно более высокие, чем традиционные металлы, применявшиеся ранее для изготовления маховиков. Металлы обладают более высокой плотностью, но это свойство не всегда оказывается самым полезным. Анализируя усилия, возникающие во вращающемся обруче, можно показать, что зависимость макси-

Прочность существенно зависит от размера испытуемых образцов, увеличиваясь с уменьшением размеров. В качестве примера на рис. 2.20 показана зависимость разрывной прочности <тр пленок из жесткого и эластичного полимеров от их толщины. При уменьшении толщины жестких пленок от 150 до 25 мкм прочность их возрастает примерно в 4 раза. На рис. 2.21 приведена схема, показывающая зависимость разрывной (<тр) и длительной (<тт) прочности от толщины пленок h. Предположим, что в таких пленках созданы напряжения ствп, не зависящие от толщины пленок. Результат действия этих напряжений на пленки различной толщины существенно различен. Для тонких пленок толщиной h Я2 (область ///) не будут выдерживать даже кратковременного напряжения ствн. Отсюда следует важный вывод: во всех случаях, когда это возможно, следует пользоваться пленками как можно меньших толщин. Это тем более важно, что уровень

При динамич. испытаниях пластмасс на их прочность существенно влияет разогрев материала за счет гистерезисных потерь; температура всего образца повышается незначительно, однако в местах перенапряжений тепловые эффекты могут быть значительными. В результате скорость роста микротрещин заметно возрастает и долговечность будет соответствовать долговечности материала при повышенной темп-ре. Поэтому с увеличением частоты испытания гистерезисные потери за единицу времени и усталость пластмасс возрастают. При небольшом числе циклов до разрушения (больших напряжениях) эти тепловые эффекты менее существенны и динамич. долговечность больше статич.долговечности при постоянном напряжении, равном напряжению (максимальному за цикл) при циклич. нагружениях. При большом числе циклов до разрушения долговечность при динамич. испытаниях по указанной выше причине меньше долговечности при статических.

6) Для пластмасс характерно более сильное по сравнению с металлами проявление масштабного эффекта, что необходимо учитывать при расчетах. Прочность существенно уменьшается с увели-

межчастичные связи развиваются и их прочность существенно повышается.

Установлено, что нелинейность рассматриваемых материалов тем сильнее, чем ниже их прочность. Существенно, что метод позволяет оценивать прочность материала при его деформировании малыми напряжениями, создаваемыми самой ультразвуковой волной.

Работа шарнирного соединения иа прочность существенно зависит от прочности материала оси. Так, например, при испытаниях геометрически одинаковых образцов соединений, различающихся только прочностью материала оси, во всех случаях разрушение происходило по проушинам. Замечена следующая- закономерность. Для очень прочной оси разрушение проушин происходило независимо

При динамич. испытаниях пластмасс на их прочность существенно влияет разогрев материала за счет гистерезисных потерь; температура всего образца повышается незначительно, однако в местах перенапряжений тепловые эффекты могут быть значительными. В результате скорость роста микротрещин заметно возрастает и долговечность будет соответствовать долговечности материала при повышенной темп-ре. Поэтому с увеличением частоты испытания гистерезисные потери за единицу времени и усталость пластмасс возрастают. При небольшом число циклов до разрушения (больших напряжениях) эти тепловые эффекты менее существенны и динамич. долговечность больше статич.долговечности при постоянном напряжении, равном напряжению (максимальному за цикл) при циклич. нагружениях. При большом числе циклов до разрушения долговечность при динамич. испытаниях по указанной выше причине меньше долговечности при статических.

64. Рабинович М. X. Прочность, температура, время, М., «Наука», 1968.

8.7.5. Зависимость прочность — температура. Сопоставление зависимостей прочность — температура у различных металлов дано на рис. 4.49.

Свойства выражаются через определенные показатели, к числу которых относятся, например, мощность, грузоподъемность, скорость, давление, прочность, температура, цвет, форма, силуэт и т. п. Причем отдельные свойства -характеризуют изделие только с какой-либо одной стороны, тогда как качество дает пред-

Магниевые ситаллы характеризуются повышенными диэлектрическими свойствами и высокой механической прочностью. В качестве основной кристаллической фазы в них выпадает кордиерит, имеющий невысокий коэффициент термического расширения, поэтому термостойкость изделий из этих ситаллов достаточно высока. Количество кристаллической фазы достигает 80—90%, поэтому механическая прочность, температура размягчения и соответственно максимальная рабочая температура имеют значения, большие, чем для ситаллов других марок. Ситаллы этой группы можно использовать в радиотехнике для изготовления различных установочных деталей.

Охватывающая и охватываемая детали могут быть изготовлены из различных материалов, имеющих неодинаковые механические и физические свойства. Чтобы такая сборочная единица сохраняла расчетную прочность, температура нагревания (или охлаждения) сопряженных деталей при тепловой сборке или в процессе эксплуатации не должна превышать

Рис. 3-10. Зависимость поперечного сужения металла ковано-сверленой паропроводной трубы диаметром 273x48 мм из стали 15Х1М1Ф от времени при испытании на длительную прочность (температура испытания 570°С).

В этих случаях при расчете на прочность температура стенки принимается равной: для экранных труб /+60°С, для труб конвективных поверхностей ?+50°С„ для конвективных экономайзеров ^+30°С. Все изложенные рекомендации относятся к трубам, обогреваемым по всему периметру.

подобие, существующее между характеристиками «длительная прочность — температура» и «длительная твердость — температура». Твердость Ят определяют при заданной температуре с приложением нагрузки в течение 0,5; 15; 30; 60; 120 и 240 мин и в логарифмических координатах строят график Ят = /(т), экстраполируя на 105 сек.

Ползучесть и длительная прочность Температура рекристаллизации Влияние азота и кислорода

Рис. 90. Пример обработки экспериментальных данных в двойных логарифмических координатах при испытаниях стали 12Х1МФ на длительную прочность (температура испытания 600° С)

Прочность металлов определяется межатомными связями внутри самого зерна и силами сцепления, действующими по границам зерен. Разрыв связей между атомами в самом кристалле вызывает разрушение при низких температурах. При высокой температуре менее прочными оказываются границы зерен. Дли-

Магниевые ситаллы характеризуются повышенными диэлектрическими свойствами и высокой механической прочностью. В качестве основной кристаллической фазы в них выпадает кордиерит, имеющий невысокий коэффициент термического расширения, поэтому термостойкость изделий из этих ситаллов достаточно высока. Количество кристаллической фазы достигает 80—90%, поэтому механическая прочность, температура размягчения и соответственно максимальная рабочая температура имеют значения, большие, чем для ситаллов других марок. Ситаллы этой группы можно использовать в радиотехнике для изготовления различных установочных деталей.