Результате механического

В кислой среде (рН < 4) диффузия кислорода перестает быть лимитирующим фактором и коррозионный процесс частично определяется скоростью выделения водорода, которая, в свою очередь, зависит от водородного перенапряжения на различных примесях и включениях, присутствующих в специальных сталях и чугунах. Скорость коррозии в этом диапазоне рН становится достаточно высокой, и анодная поляризация способствует этому (анодный контроль). Низкоуглеродистые стали корродируют в кислотах с меньшей скоростью, чем высокоуглеродистые, так как для цементита FegC характерно низкое водородное перенапряжение. Поэтому термическая обработка, влияющая на количество и размер частиц цементита, может значительно изменить скорость коррозии. Более того, холоднокатаная сталь корродирует в кислотах интенсивнее, чем отожженная или сталь со снятыми напряжениями, так как в результате механической обработки образуются участки мелкодисперсной структуры с низким водородным перенапряжением, содержащие углерод и азот. Обычно железо не используют в сильнокислой среде, поэтому для практических нужд важнее знать закономерности его коррозии в почвах и природных водах, чем в кислотах. Тем не менее существуют области

Если при статических нагрузках состояние рабочих поверхностей незначительно влияет на их прочность, то при циклических нагрузках разрушение деталей связано с развитием усталостных трещин, возникающих в поверхностном слое. Развитию этих трещин способствует шероховатость поверхности в результате механической обработки. При расчетах это явление учитывается коэффициентом влияния шероховатости поверхности

Для получения мультифрактальных характеристик структуры поверхности образцов, (распределения на ней геометрических микро-дефоктоп) использовалась специальная методика цифровой мультиф-рактольной параметризации структур, которая была разработано на основе оригинальной теоретико-информационной интерпретации Г. В. Встовским мультифрактального формализма [1,2]. Рассчитывались традиционные характеристики мультифрактального анализа — f(Ct)-спектр и характеристиками Dq-епектр размерностей Репьи. С помощью методики также количественно оценивались степень однородности и скрытой упорядоченности структур (описываются соответственно мультнфрактильными характеристиками характеристиками f(a)q.4o и Д^о ~ Dq-i - D(p.)fl. Обнаружено, что обработка поверхности проволок, связанная с получением различной структуры геометрических поверхностных микродефектов, вызывает изменение как механических свойств при статическом и усталостном погружении, так и мультифрактальных характеристик структуры поверхности. Установлена корреляция относительного изменения мультифрактальных характеристик Структуры поверхности с относительным изменением механических свойств» Коэффициенты корреляции превышают в ряде случаев значение 0,99. Таким образом с применением методики муль-тифрактальной параметризации структур появляется возможность прогнозирования механических свойств материалов в результате механической и электрохимической обработки поверхности с ограничением числа разрушающих испытаний. Наиболее перспективной с точки зрения установления пзаимосиязй мультифрокталыюй структуры поверхности с механическими свойствами материалов при статическом и усталостном погружениях в данном случае является характеристика Д^0, отражающая степень скрытой периодичности структуры.

Влияние качества обработки поверхностей деталей. При статических нагрузках качество обработки рабочих поверхностей деталей оказывает незначительное влияние на их прочность. При циклических нагрузках разрушение деталей связано с развитием усталостных трещин, возникающих в поверхностном слое. Развитию этих трещин способствует возникшая в результате механической обработки детали шероховатость поверхности в виде рисок, царапин, следов резца и т. п., которые являются концентраторами напряжений. С увеличением шероховатости поверхности предел выносливости снижается, что учитывается коэффициентом влияния шероховатости поверхности Кр, представляющим собой отношение предела выносливости <^IF(T-IJ-) образца с данной шероховатостью поверхности к пределу

ятность закупорки каналов, препятствующей прохождению проникающих веществ и обнаружению течей во время испытаний. Закупорка может произойти в результате механической обработки поверхностей, попадания в каналы пылинок, воздействия масел, кислот, щелочей, воды и других веществ [2, 3]. Весьма вероятна закупорка течей влагой воздуха [41.

4. Если трещины уже существуют (например, в результате механической обработки поверхности), то повторное воздействие приводит к их расширению и распространению, в результате чего отдельные трещины могут соединяться. Трещины распространяются преимущественно параллельно поверхности на глубине, определяемой свойствами материала и силой трения,

Привлекая к рассмотрению механизма адгезионного износа представление о мало- и многоцикловой усталости, а также о накоплении повреждений в подповерхностных слоях в результате механической обработки поверхности трепия и в результате многократного воздействия неровностей контртела, автор [53] делает вывод о том, что усталость является естественной причиной разрушения поверхностей трения.

В качестве примера приведем несколько типичных дефекто-грамм, полученных на данной установке. Так на рис. 3.2 приведена дефектограмма плиты стеклопластика, в которой в процессе прессования вследствие смещения и раздвижки слоев образовались внутренние складки, хорошо видны светлые полосы, соответствующие складкам, и темное пятно, соответствующее участку с повышенной пористостью. На приведенной дефектограмме (рис. 3.3) видно, что в зоне механической обработки — фрезеро-•вания (светлый участок дефектограммы) наблюдается темный ореол, соответствующий повреждению материала на этом участке в результате механической обработки. Темные пятна с резкими границами на дефектограмме характеризуют участки внутренних расслоений, а темные участки с размытыми границами соответствуют зонам с повышенной пористостью. На рис. 3.4 приведена фотодефектограмма трехслойной сотовой конструкции с оболочками из стеклопластика. Хорошо видна структура стеклосот, темные участки на дефектограмме соответствуют зонам непроклея обшивок к стеклосотам. Удлиненная темная полоса соответствует искусственно заложенному дефекту, имитирующему непроклей, который получен путем прокалывания стеклосот ножом, его форма хорошо видна на рисунке.

Взаимосвязь между макронапряжениями и степенью наклепа при нагреве. Деформационное упрочнение (наклеп) по глубине поверхностного слоя неоднородно. В первом приближении эта неоднородность характеризуется степенью наклепа, которая непосредственно связана со степенью деформации. Поскольку неоднородность пластической деформации по глубине поверхностного слоя детали, возникшая в результате механической обработки ее, является одной из основных причин образования в детали остаточных макронапряжений, то можно полагать, что между макронапряжениями и степенью наклепа существует взаимосвязь. Для установления этой взаимосвязи параллельно исследовали влияние температуры нагревов на деформационное упрочнение поверхностного слоя и релаксацию остаточных макронапряжений. С этой целью на образцах из жаропрочных сплавов ЭИ617, ЭИ826 и ЭИ929 после фрезерования, шлифования и обкатки роликом замеряли микротвердость по глубине деформированного поверх-

Кроме того, при наиболее распространенном методе определения износа—микрометраже деталей—не учитывается так называемый «отрицательный износ», выражающийся в изменении геометрических размеров чугунных отливок после ликвидации внутренних напряжений. При замере микрометром износа таких деталей, как цилиндры двигателей, иногда приходится встречаться с весьма странным явлением, когда диаметр замеряемого цилиндра не увеличивается после работы двигателя и износа, а, наоборот, уменьшается. Происходит это от ликвидации разного рода напряжений в поверхностном слое, возникающих в результате механической и термической обработки деталей.

Причиной постепенных отказов может быть старение материалов, износ трущихся частей, деформации, возникшие в результате механической нагрузки, или изменения, вызванные действием окружающей среды. Все указанные изменения, развиваясь постепенно, приводят к ухудшению основных эксплуатационных характеристик изделия и отказам.

памяти формы». Изготовлена деталь, которая в результате механического воздействия оказалась ородеформированной (например, смято крыло автомобиля). Если деталь изготовлена из материала, обладающего «памятью формы», то не требуется ее выправлять механически, достаточно нагреть выше температуры обратного мартенситного превращения, и форма восстановится.

Если поверхность металла не заряжена (ср я^ 0), это способствует наибольшей адсорбции молекулярных (незаряженных) частиц, которые могут замедлять коррозию металла в результате механического экранирования его поверхности или (в зависимости от дипольного момента) создания энергетического барьера (например, антраниловая кислота). В этих условиях применимы и ка-тионные добавки с малым удельным зарядом, действующие замедляюще, так как они создают тормозящее процесс электрическое поле или вытесняют с поверхности металла анионы.

Стойкость к коррозионной кавитации зависит как от коррозионной стойкости, так и прочности металла. Самоупрочняющиеся стали обладают высокой стойкостью к коррозионной кавитации (табл. 8). Так, у хромомарганцовой стали марки ЗОХ10Г10 в результате механического воздействия происходит распад нестабильного аустенита и превращение его в мартенсит, что способствует высокой стойкости этой стали к коррозионной кавитации, в то время как стойкость хромоникелевой нержавеющей стали марки 1Х18Н9Л со структурой стабильного аустенита значительно меньше.

Из табл. 10-1 следует, что при применении пара высокого давления влажность его в турбине в конце процесса расширения становится значительней даже при очень высокой начальной температуре. Между тем работа турбин на влажном паре недопустима, так как она вызывает увеличение потерь и износ (эрозию) турбинных лопаток в результате механического воздействия на них взвешенных в паре частиц влаги.

Упрочнение отверстия может быть проведено за счет механического воздействия путем его протягивания в холодном состоянии [74, 75]. Испытания пластин толщиной 15 мм из алюминиевого сплава A7-U4SG-T651 на растяжение блоками нагрузок, имитирующих циклы земля—воздух-земля (ЗВЗ), показало, что в результате механического упрочнения возникает асимметричное распространение усталостной трещины по поверхности со стороны входной и выходной кромки отверстия (рис. 8.29). Этот эффект подтвержден результатами сравнения данных по изучению формы усталостных линий (фрактографически) и путем слежения за ростом трещины по поверхности образца. Стартовавшая от отверстия трещина сначала замедляется, а затем начинает постепенно ускоряться, как и в случае естественного зарождения усталостной трещины без упрочнения отверстия. Влияние упрочнения поверхности отверстия после протягивания материала без его нагрева выражается в существенном снижении эффективности циклической нагрузки в результате резкого увеличения закрытия берегов трещины [5]. Наиболее значительно эффект закрытия трещины проявляется в области асимметрии цикла нагружения R < 0,5. Применительно к алюминиевому сплаву А12650 напряжение раскрытия берегов трещины возрастало почти в 2 раза при асимметрии цикла R = -0,5. При этом снижение скорости роста трещины почти на порядок имело место уже при асимметрии цикла 0,1 в случае регулярного нагружения пластины толщиной 6 мм обычными циклами переменной нагрузки.

при изменении стационарного потенциала (АФСТ < Ь) в результате механического воздействия в случае потенциостати-ческой поляризации (ф = const) она равна:

Если в результате механического воздействия произошел сдвиг стандартного потенциала — Аф°, то соответствующее приращение тока (механохимический эффект):

при изменении стационарного потенциала (Афст <С Ь) в результате механического воздействия в случае потенциостатической поляризации (ф = const) она будет равна

Если в результате механического воздействия произошел сдвиг стандартного потенциала — Дер0, то соответствующее приращение тока (механохимический эффект):

Сравнение с температурным методом. Как известно, температура разогрева образца в результате механического гистерезиса при циклическом деформировании характеризует собой интенсивность протекания процесса усталостного разрушения в материале, при появлении усталостной трещины наблюдается ее резкое повышение [3].

Тогда, переходя к глубинному показателю коррозии и учитывая плотность металла д, на основе последнего уравнения подучим выражение для чисто коррозионного подрастания трещины в глубь металла Д/к за единичный период коррозии по месту СОП, образовавшейся в результате механического скачка трещины: