Прочности аустенитных

В главе 9, написанной Э. М. By, обсуждаются различные эмпирические теории прочности анизотропных сред и, в частности, композиционных материалов, а также приводятся условия, при которых применимы общеупотребительные критерии прочности. Кроме того, указывается методика, позволяющая выбрать эмпирический критерий прочности по минимальному количеству экспериментальных данных. Наконец, глава 10 содержит обзор результатов исследований композиционных материалов методами фотоупругости.

Характеристика прочности анизотропных композитов будет дана в соответствии с основными принципами феноменологического описания: (1) математическая модель, (2) эксперименты— определение и проведение необходимых физических измерений, (3) анализ полученных данных — статистическая корреляция результатов измерений.

Объединение различных критериев прочности анизотропных композитов в тензорно-полиномиальную формулировку дает возможность выбирать тот или иной критерий, руководствуясь желаемой точностью предсказания начала разрушения и устраняя тем самым возможный здесь произвол.

Цаю и By принадлежат обзор теорий прочности анизотропных материалов и собственная обобщающая теория [23]. Эта теория также относится к феноменологическим, но использование тензоров прочности расширяет ее возможности. Основная предпосылка теории заключается в том, что условием разрушения является

Обзор наиболее характерных критериев прочности анизотропных материалов позволяет оценить достигнутый уровень и перспективы развития этой области механики композитов. Важно отметить, что некоторые критерии пластичности ани-

зотропных материалов представляют собой не что иное, как модификацию критериев текучести, разработанных для изотропных материалов. Многие из ранних работ (до 1950 г.), посвященных прочности анизотропных материалов, проводились независимо при исследовании свойств древесины, в металловедении и в области исследования свойств кристаллов. Так, были предложены критерии, описывающие зависимость предельных напряжений древесины от ориентации волокон относительно приложенной нагрузки [1—5]. Для предсказания предельных напряжений древесины Дженкинс [6] распространил критерий наибольших нормальных напряжений изотропных материалов; этот же критерий был использован Даем в работе [7].

5. Рабинович А. Л., Об упругих постоянных и прочности анизотропных материалов, Труды ЦАГИ, № 582 (1946).

Современные композиционные анизотропные материалы получили широкое распространение в ответственных силовых и несущих элементах конструкций, в деталях и изделиях. Это объясняется высокой удельной прочностью и жесткостью, возможностью проектирования материала с заданными физическими и механическими свойствами. Отличительной особенностью данных материалов является анизотропия физико-механических характеристик, причем степень анизотропии зависит от структуры материала и может быть получена соответствующей укладкой армирующего наполнителя. Это дает возможность конструктору проектировать не только детали и изделия, но и сам материал. Проектирование конструкций и изделий требует знания теорий прочности анизотропных композиционных материалов. В настоящее время изучение прочности композиционных материалов ведется в двух направлениях. В работах первого направления 19,10] и других композиционные материалы рассматриваются как неоднородные составные материалы, представляющие собой регулярную многослойную среду из чередующихся слоев арматуры и прослоек полимерного связующего. При практическом использовании этой теории возникают трудности, обусловленные технологическими дефектами изготовления конструкций, дефектами структуры и пр.

Зависимость прочности анизотропных материалов от направления испытания в соответствии с критерием Мизеса — Хилла [49 ] имеет следующий вид:

2.3. Критерии прочности анизотропных материалов

Для описания прочности анизотропных материалов на основе текстолитов Ф. Верреном для плоского напряженного состояния был предложен критерий следующего вида [51 ]:

Влияние нейтронного облучения на предел текучести и предел прочности аустенитных сталей показано на рис. 5.7 и 5.8. Из рис. 5.8

Жаростойкость металлов можно повысить двумя способами: металлургическим (жаростойкое легирование) и созданием защитных покрытий. Предел прочности аустенитных жаропрочных сталей при темпе-

Рис. 30. Кривые длительной прочности аустенитных сталей при 330° С в растворе 3% NaOH+0,15% NaCl [59]:

Новым направлением в области повышения прочности аустенитных сталей и сплавов, предназначенных для работы при нагреве до высокой температуры (900° С), является способ высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО).

в результате деформации. После завершения указанных операций производят старение. Важной особенностью данного* способа является повышение длительной прочности аустенитных; сталей и сплавов при условии работы их при нагреве до температуры, не превышающей температуры рекристаллизации.

Ik. Длительная прочность этой^стали приближается к прочности аустенитных.хромоникелевых сталей, составляя при температурах

Имеющиеся в литературе данные по жаропрочности борсодержащих сталей противоречивы. Вероятно, уровень длительной прочности аустенитных сталей, в которых содержание бора исчисляется

Рис. V. 11. Предел длительной прочности аустенитных сталей для турбинных лопаток:

эффект, снижение усталостной прочности аустенитных сталей и многих сплавов цветных металлов с увеличением размеров зерен становится существенным. Примеры этого приведены на рис. 7.18 и 7.19. Преимущества малых по размеру зерен при повышенных температурах не так ярко выражены, при этом характерное для комнатной температуры усталостное растрескивание зерен уступает место межкристаллическому разрушению.

Бор повышает жаропрочность сталей и сплавов при введении его в их состав в виде микродобавок [30, 40]. Так, например, повышение содержания бора в трубной аустенитной хромоникеле-вольфрамониобиевой стали типа Х14Н18В2Б от 0,005 до 0,015% позволило повысить длительную прочность от 12 до 18 кГ/мм2 при 650° Си от 9 до 14 кГ/мм* при 700° С (на базе 10б ч). Установлено, что еще более эффективно действует бор, если он используется в качестве легирующего элемента в количестве 0,3—0,8%. Из табл. 3 видно повышение длительной прочности аустенитных сталей и сплавов при легировании их бором. Как уже отмечалось, повышение жаропрочности, обусловленное действием бора, сопровождается заметным увеличением длительной пластичности. Это обстоятельство имеет немаловажное значение для эксплуатационной надежности сварных соединений. Легирование бором приводит к резкому изменению строения стали или сплава, в его структуре появляется новая составляющая — боридная эвтектика (см. рис. 5, г). Как и всякая другая эвтектика, например ледебуритная в аустенитно-карбидных сталях, боридная эвтектика вызывает заметное снижение показателей ударной вязкости. . ;

Прочность термоупрочняемых алюминиевых сплавов приближается к прочности аустенитных сталей и поэтому во многих случаях они могли бы их заменить. Их недостатком является склонность к коррозии под напряжением. Кроме того, эти сплавы разупрочняются в зоне сварного шва.

Рекомендуем ознакомиться:

Представляется перспективным

Применением подкладок

Применением прокладок

Применением различных

Применением специальной

Применением вычислительной

Применение численных

Применение электродов

Применение агрегатных

Применение армированных

Применение биметаллов

Меню:

Главная страница Термины