Преждевременному разрушению

Заливка форм производится в вертикальном или горизонтальном положении. При заливке в вертикальном положении литейные формы 6 помещают в опоки-контейнеры 7 и засыпают кварцевым песком или металлической дробью 8 (рис. 4.26, д) для предохранения от преждевременного разрушения оболочки при заливке расплава.

Износостойкость деталей машин существенно уменьшается при наличии коррозии. Коррозия является причиной преждевременного разрушения многих машин. Из-за коррозии ежегодно теряется до 10% выплавляемого металла. Для защиты от коррозии применяют антикоррозийные покрытия или изготовляют детали из специальных коррозийно-устойчивых материалов. При этом особое внимание уделяется деталям, работающим в присутствии воды, пара, кислот, щелочей и других агрессивных сред.

Так как подшипники трения — качения должны выдерживать большое количество циклов высоких контактных напряжений, к подшипниковым сталям предъявляют особые требования в отношении металлургического качества: общей и осевой пористости, газовых пузырей, флокенов, ликвации и неметаллических включений. При этом неметаллические включения строго лимитируются, поскольку, выходя на рабочие поверхности, они являются концентраторами напряжений и источниками преждевременного разрушения подшипников.^

Дефекты оказывают большое влияние на прочность сварных Соединений и нередко являются причиной преждевременного разрушения сварных конструкций. Особенно опасны трещиноподобные дефекты (трещины, непровары), резко снижающие прочность, особенно при циклических нагрузках. Некоторые виды дефектов приведены на рис. 78.

Анализ фактического материала по разрушенным однородным соединениям позволяет определить причины растрескивания и преждевременного разрушения, которые сводятся в основном к несоблюдению непрерывного цикла "сварка-термообработка" и некачественной термообработке.

Таким образом, при эксплуатации сварных соединений закаливающихся сталей, имеющих в околошовных зонах широкие хрупкие прослойки и по зонам сплавления различные зародышевые дефекты в виде микротрещин и микронадрывов, можно ожидать преждевременного разрушения стыков. Вероятность разрушения повышается в стыках с конструктивными и технологическими концентраторами напряжений. Исходя из вышеизложенного анализа работоспособности сварных соединений жаропрочных сталей 15Х5М в эксшгуа-

В инженерных расчетах на прочность, при анализе причин и характера разрушения объектов сложных технических систем традиционно рассматриваются дефекты, имеющие металлургическую природу (раковина, усадочные трещины) или технологическое происхождение (сварочные, закалочные, ковочные трещины), а также дефекты (особенно опасны трещи-ноподобные дефекты), которые могут появиться или развиваться в результате длительной эксплуатации аппарата. Доказано, что под воздействием коррозионно-активной среды, циклического нагружения и других факторов дефекты могут увеличиваться в размерах и тогда их развитие переходит из стадии стабильного (контролируемого) в стадию спонтанного разрушения. Поэтому неслучайно, что в практике эксплуатации сварных конструкций отмечаются случаи их преждевременного разрушения.

Прочность деталей механизма, или способность их противостоять нагрузкам без поломок и остаточных деформаций, называют объемной прочностью. Способность детали противостоять нагрузкам без преждевременного разрушения рабочих поверхностей детали (выкрашивание, отслоение и т. д.) называют контактной прочностью. Размеры и форму детали устанавливают в соответствии с результатами расчетов на объемную и контактную прочность.

Эффект увеличения прочности кристалла каменной соли, а также экспериментально наблюдаемые многочисленные случаи преждевременного разрушения конструкций и сооружений при напряжениях, меньших условного предела текучести 00,2, явились цунмым показателем недостаточности развитых представлений о прочности как о постоянной материала. Поэтому при исследовании прочности, начиная с работ А. А. Гриффитса, Дж. И. Тейлора, Е. О. Орована, Дж. Р. Ирвина и др., появилось новое направление, в основе которого лежит детальное изучение самого процесса разрушения. Так как разрушение происходит в результате развития содержащихся в теле реальных дефектов, при оценке прочности нужен учет имеющихся в теле трещин и определение их влияния на прочность.

Для защиты от механических повреждений и преждевременного разрушения основной теплоизоляционный слой закрывают наружным покровным слоем. Применяют штукатурные покрытия, металлические и асбоцементные материалы, рулонные, стеклопластики, стеклоткани, полимерные материалы.

химическое взаимодействие металла трущихся поверхностей с компонентами окружающей среды. В результате на поверхности деталей появляются пленки (продукты коррозии), которые истираются под действием нормальных сил и сил трения и снова возобновляются. Этот вид повреждения поверхностей называется коррозионно-механическим изнашиванием. При наличии коррозии износостойкость деталей машин существенно уменьшается. Коррозия * является причиной преждевременного разрушения многих машин.

Значительный ущерб ОГ автомобильных двигателей наносят коммунальному хозяйству городов. Повышенная концентрация окислителей в атмосфере приводит к преждевременному разрушению металлических конструкций, бетона, камня. Так, за последние 30 ... 40 лет архитектурные памятники в городах Западной Европы «состарились» в большей степени, чем за все время до автомобильной эры.

Соединение концов ремня. Большое влияние на работу передачи, особенно при значительных скоростях, оказывает соединение концов ремня. Недоброкачественное соединение концов ремня приводит его к преждевременному разрушению и снижает тяговую способность передачи. Существует много различных способов соединения концов ремня. Все эти способы можно разделить на три основные группы: сшивка, склеивание, металлическое скрепление. Выбирая тот или иной способ соединения концов ремня, следует учитывать рекомендации специальной литературы [41.

твердость в отожженном состоянии возрастает, а временное сопротивление уменьшается. Последнее объясняется выделением по границам бывшего зерна аустенита вторичного цементита, образующего в сталях указанного состава сплошную сетку (см. рис. 77, в]. При испытании на растяжение в этой сетке возникают высокие напряжения, и цементит, будучи хрупким, разрушается. Это приводит к преждевременному разрушению образца и, соответственно, к снижению временного сопротивления (см. рис. 80, а).

Внутренние остаточные напряжения являются опасными, так как складываются с действующими рабочими напряжениями и могут привести к преждевременному разрушению конструкции.

При высокой твердости поверхности зубьев (НВ > 350) ямки быстро разрастаются, нарушаются условия смазывания, появляются дополнительные динамические нагрузки, способствующие преждевременному разрушению зубьев.

При изготовлении зубчатых передач неизбежны погрешности, которые выражаются в отклонениях шага, соосности колес, теоретического профиля зубьев, межосевого расстояния и др. Все эти погрешности приводят к повышенному шуму во время работы и преждевременному разрушению передачи.

Прежде всего чрезвычайно трудно осуществить отрыв покрытия одновременно во всех точках площади контакта. Если покрытие и металл находятся в твердом состоянии, то разрыв обычно начинается в точке, где локальное напряжение превышает локальную прочность [6]. Общеизвестно, что даже в случае обычного измерения прочности на разрыв однородных объемных образцов, наличие поверхностных трещин и других дефектов поверхности или структуры приводит к преждевременному разрушению образцов. В еще большей степени это должно иметь место при нарушении контакта между двумя разнородными телами (покрытием и защищаемым металлом).

Лопатки колеса турбины, находясь в потоке выхлопных газов, при температуре 600—700° С, подвергаются воздействию центробежных сил и больших знакопеременных нагрузок, не поддающихся точному расчету. Длительная работа колеса турбины в этих условиях приводит к снижению прочностных характеристик материала колеса и нередко к преждевременному разрушению, его лопаток.

Сделанная оценка не противоречит классическим представлениям о соотношении между периодом зарождения и ростом трещин в области многоцикловой усталости. Для гладкой поверхности на пороге усталости период роста трещины составляет до 10 % от общей долговечности образца. По мере возрастания концентрации нагрузки доля периода роста трещины относительно всей долговечности возрастает и может составлять 100 % при статическом надрыве материала. В нашем случае наработка лопатки составила 886 полетов при многоцикловом разрушении. Если предположить, что трещина зародилась естественным путем в лопатке, период роста трещины составляет около 35 %. Эта оценка минимум в 3 раза завышена по отношению к указанным выше известным данным о соотношении между периодом роста трещины и полной долговечностью. Следовательно, именно коррозионное растрескивание материала вызвало существенное снижение усталостной прочности лопатки (в несколько раз) на этапе зарождения усталостной трещины и привело к ее преждевременному разрушению.

Вместе с тем, даже для приемлемого по структурному состоянию материала лопаток горячей части двигателей может иметь место их интенсивное нагружение в результате натяга по бандажным полкам. Технология сборки рабочих колес с лопатками предусматривает равномерное распределение натягом и устранение зазоров, чтобы в лопатках не возникали высокие статические и переменные напряжения. Однако в процессе сборки в силу разных причин могут возникать повышенные напряжения в лопатках, что может способствовать не только их преждевременному разрушению по механизму ползучести, но и вызывать усталостное разрушение. Все это создает предпосылки к оценке предполагаемых и реализуемых условий работы лопаток, тем более что их наработка в эксплуатации непрерывно возрастает, а это приводит к до-

ющих характеристик продольного (0°) слоя. Материалы с малой степенью пористости ведут себя подобно пластичным и имеют нелинейную диаграмму деформирования, а материалы с высокой степенью пористости ведут себя как хрупкие и вследствие концентрации напряжений в окрестности пор, приводящей к преждевременному разрушению связующего между волокнами, имеют линейную диаграмму деформирования.