Снижается усталостная

В соответствии с описанными выше процессами изменения строения наклепанного металла при его нагреве следует ожидать и соответствующего изменения свойств. Jlo мере повышения температуры твердость сначала 'слегка снижается вследствие явлений возврата. После отжига при температуре, несколько превышающей температуру рекристаллизации, твердость резко падает и достигает исходного значения (значения твердости до -наклепа). Эта температура и есть минимальная температура рекристаллизации, или порог рекристаллизации (рис. 69). Аналогично изменению твердости изменяются и другие показатели прочности (предел прочности, предел текучести). На рис. 69 показаны также изменения пластичности (б). Низкая температура нагрева и происходящий при ней возврат несколько повышают пластичность, но лишь рекристаллизация восстанавливает исходную (до наклепа) пластичность металла.

Начинается вторая стадия окисления металла сопровождающаяся образованием микропустот между металлом и окалиной. При этом скорость процесса окисления металла снижается вследствие уменьшения эффективного поперечного сечения для диффузии катионов металла из металла в окалину. Однако существующий градиент химического потенциала окислителя в окалине и связанный с ним градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окисла обусловливают дальнейшую диффузию металла наружу. В результате процесса диффузии внутренняя поверхность окалины обогащается металлом и термодинамическое равновесие нарушается. Градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окалины начинает уменьшаться и система окалина—окислитель стремится к равновесию с окислителем.

Рабочую нагрузку рекомендуют выбирать вблизи критическою значения фи и слева от нее. Этому значению соответствует также и максимальное значение к. п. д. Работу в золе частичного буксования допускают только при кратковременных перегрузках, например при пуске. В этой зоне к. п. д. резко снижается вследствие увеличения потерь на скольжение ремня, а ремень быстр;; изнашивается. Размер зоны

Исследованиями [271 установлено, что при отсутствии резонансных колебаний вредное влияние пульсации скоростей v^ и иг в значительной степени снижается вследствие упругости и провисания

Титан стоек в азотной кислоте любых концентраций при температурах вплоть до температуры кипения и достаточно высоких давлениях. Скорость коррозии титана в растворах азотной кислоты с течением времени резко снижается вследствие образования пленки ТЮ2, обладающей защитными свойствами. Скорость коррозии титана и его сплавов в дымящей азотной кислоте обычно не превышает 0,1 мм/год. Однако в литературе отмечаются случаи взрывов при испытании титана в дымящей азотной кислоте, которым предшествовала скорость коррозии от 10 до 100 мм/год. Продукты, образовавшиеся в результате этого вида межкристаллитной коррозии, представляют собой частицы титана с сильно развитой активной поверхностью и обладают пирофорными свойствами: они чувствительны к нагреву, удару и электрической искре.

Влияние величины зерна. Жаростойкие стали при неправильной термической обработке склонны к интеркристаллитной коррозии — разрушению их по границам зерен; прочность сплавов при этом резко снижается вследствие нарушения связи зерен. Для устранения склонности к интеркристаллитной коррозии жаростойкие хромоникелевые

При более высоких натягах прочность соединений снижается вследствие увеличения напряжений смятия в резьбе, а также уменьшения свободы самоуста-новкй гайки относительно опорных поверхностей. Кроме того, повышение натяга резьбы увеличивает усилие затяжки.

и температуры происходит разрыв масляной пленки между зацепляющимися профилями и образование металлического контакта. Если количество микроконтактов сравнительно невелико, то при выходе из соприкосновения отдельные сцепившиеся микроплощадки разрываются, их температура быстро снижается вследствие теплоотдачи внутрь металла и масляная пленка восстанавливается. При этом имеет место легкая форма заедания — натир, заключающийся в отрыве частиц металла от одной из поверхностей и постепенном износе зубьев.

кую каркасную теплопроводность и малый размер пор, роль пульсацион-ного переноса теплоты снижается вследствие интенсивности внутрипоро-вого конвективного теплообмена и передачи теплоты теплопроводностью через каркас, а также в результате снижения масштаба пульсаций. Поэтому в наиболее часто встречающихся пористых теплообменных элементах, в которых теплопроводность теплоносителя мала по сравнению с теплопроводностью каркаса ХТ/Х < 1, составляющую молекулярного переноса теплоты теплопроводностью через жидкость \id2t/dZ2, а в месте с ней и пульсационную составляющую теплопроводности обычно не учитывают.

НАСЫЩЕННАЯ ВОЗДУХОМ ВОДА. При нормальных температурах в воде с нейтральной, а также слабокислой или слабощелочной реакцией заметная коррозия железа имеет место только в присутствии растворенного кислорода. В насыщенной воздухом воде начальная скорость коррозии может достигать 10 г/(ма-сут). Эта скорость через несколько дней снижается вследствие образования пленки оксида железа, которая действует как барьер для диффузии кислорода. Стационарная скорость корро-х зии может быть 1,0—2,5 г/(м2-сут) и возрастает с увеличением скорости потока. Так как скорость диффузии в стационарном состоянии пропорциональна концентрации О2, из уравнения (2) следует, что и скорость коррозии железа пропорциональна концентрации О2. Типичные данные показаны на'рис. 6.1, а. В отсутствие растворенного кислорода скорость коррозии как чистого железа, так и стали при комнатной температуре незначительна.

К. п. д. передачи растет с ростом нагрузки вследствие уменьшения роли потерь холостого хода и достигает максимума в зоне критического значения коэффициента тяги. В зоне частичного буксования к. п. д. резко снижается вследствие увеличения потерь на скольжение, при этом ремень быстро изнашивается. Поэтому рабочую нагрузку рекомендуется выбирать вблизи критического значения гр0. В этом случае значение к. п. д. принимают: для плоскоременных передач т];=кО,97, для клиноременных г«0,96.

Под влиянием фреттинг-коррозии значительно ухудшается качество поверхности - повышается шероховатость, появляются микротрещины, значительно снижается усталостная прочность деталей, нарушаются заданные зазоры и натяги между сопряженными деталями, возникает заедание и заклинивание контактирующих деталей.

Известно, что наличие поверхностного наклепанного слоя приводит к повышению усталостной прочности при нормальной температуре. Однако некоторые технологические ошибки операции наклепа могут привести к существенному снижению выносливости. Отмечались случаи возникновения благоприятных остаточных сжимающих напряжений на одной поверхности трубчатых деталей (лопастей вертолета) и неблагоприятных растягивающих на другой, при двустороннем наклепе растягивающие остаточные напряжения возникают в центре сечения. Поэтому необходима оптимальная степень наклепа. Анализ усталостных изломов деталей с наклепанным поверхностным слоем по расположению очага может указать на наличие неблагоприятной эпюры напряжений. Очень существенно снижается усталостная прочность наклепанных изделий после нагрева. Так, для алюминиевых сплавов нагрев при 180—200°С в течение 10 ч приводит к тому, что свойства наклепанных образцов становятся ниже ненаклепанных.

Напряжения в металле, возникающие при изготовлении оборудования и его эксплуатации, как правило, усиливают коррозионное действие среды. Превышение допустимого уровня напряжений в сочетании с коррозионной активностью среды часто приводит к коррозионному растрескиванию металла. Усиливают коррозию также резкие колебания температуры, способствующие нарушению целостности защитных пленок. Кроме того, при резких колебаниях температуры снижается усталостная прочность материала, ускоряется процесс старения.

Образовавшиеся узлы схватывания разрушаются, так как сопряженные поверхности перемещаются относительно друг друга. Благодаря пластическим деформациям в узлах схватывания металл упрочняется. Поэтому разрушение узлов схватывания, как правило, происходит по основному, менее прочному, металлу. Таким образом, на поверхности одной детали происходит вырыв частиц металла, часть из которых налипает на сопряженную поверхность, а остальные представляют собой продукты износа. В местах вырыва происходит концентрация напряжений, образуются трещины, снижается усталостная прочность деталей.

При эксплуатации авиационных двигателей АШ-62ИР, АШ-82ФН и АШ-82Т в сопряженных деталях главных шатунов, втулках главных шатунов и пальцах прицепных шатунов возникают серьезные дефекты, заключающиеся в разрушении поверхностей их контакта, из-за чего снижается усталостная объемная прочность главных шатунов, что в отдельных случаях может явиться причиной аварии двигателей.

Главный угол в плане * Шероховатость обработанной поверхности возрастает при увеличении главного угла в плане от 30 до 60° (при черновой обработке значительно, а при отделочной в пределах одного-двух классов) Уменьшение главного угла в плане от 90 до 45° вызывает уменьшение глубины наклепа С уменьшением глубины наклепа и повышением шероховатости снижается усталостная прочность

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых, образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект.

Так, с уменьшением радиуса закругления дна надреза возрастает коэффициент концентрации и снижается усталостная прочность стали. При р = 0,8 мм образец из стали ЗОХГСА имеет ог = 32 кгс/мм2, а при р=0,1 мм — только 15 кгс/мм2, т. е. усталостная прочность уменьшается более чем в два раза.

Использование болтовых и клепаных соединений для нагруженных структур. Когда плоскости не могут быть дублированы или необходимо соединение больших площадей, которые будут сильно нагружены, прибегают к болтовым или клепаным соединениям сандвичевых структур. При их использовании снижается усталостная прочность материала и возрастает масса конструкции. Использования заклепок только по внешним поверхностям следует избегать, так как это приводит к ухудшению свойств соединений в конструкции.

Под влиянием фреттинг-коррозии значительно ухудшается качество поверхности— повышается шероховатость, появляются микротрещины, значительно снижается усталостная прочность деталей, нарушаются заданные зазоры и натяги между сопряженными деталями, возникает заедание и заклинивание контактирующих деталей.

Структура сердцевины должна состоять из низкоуглеродистого мартенсита или нижнего бейнита, при этом недопустимы .выделения феррита в форме сфероидальных включений и особенно опасны выделения феррита по границам зерна, ибо в этом случае резко снижается усталостная прочность (рис. 18), а также удар-

Разупрочнение поверхностного слоя. Наиболее часто разупрочнение происходит из-за обезуглероживания поверхности стальных деталей. Показано, что уже при толщине обезуглероженного слоя всего несколько десятков микрометров значительно снижается усталостная прочность при всех уровнях напряжений, усиливается релаксация напряжений [12J.