Возникают вследствие

рое время центральные части еще охлаждаются и объем сердцевинных слоев уменьшается, возникают внутренние напряжения, которые к моменту окончания охлаждения во всем сечении принимают определенное значение.

В отливках в результате неравномерного затвердевания тонких и толстых частей и торможения усадки формой при охлаждении возникают внутренние напряжения. Эти напряжения тем выше, чем меньше податливость формы и стержней. Если величина внутренних напряжений превзойдет предел прочности литейного сплава в данном участке отливки, то в теле ее образуются горячие или холодные трещины. Если литейный сплав имеет достаточную прочность и пластичность и способен противостоять действию возникающих напряжений, искажается геометрическая форма отливки.

В процессе механической обработки от действия режущего инструмента на поверхности металла остаются гребешки и впадины и структура поверхностного слоя изменяется: поверхностный слой испытывает пластические деформации, и образуется наклеп, твердость его повышается, возникают внутренние напряжения.

ки) увеличивается объем детали, вследствие чего возникают внутренние напряжения. Внутренние напряжения искажают кристаллическую решетку, приводят к короблению и деформации изделий, а также к появлению трещин.

Скорость охлаждения при закалке должна обеспечить образование из аустенита требуемой структуры: мартенсита, тростита или сорбита. При отпуске скорость охлаждения несущественна. Однако изделия следует охлаждать медленно, поскольку при быстром охлаждении возникают внутренние напряжения. Легированные стали, склонные к

При водо- и влагопоглощении (или потере влаги) возникают внутренние напряжения, приводящие к короблению или растрескиванию. Наиболее водостойкими являются полиэтилен, политетрафторэтилен, полистирол и др.; наименее водостойкими —древесно-слоистые пластики на основе фенольных смол, а также пластмассы на основе поливинилового спирта и амино-формальдегидных смол.

У деталей, подвергающихся механической обработке, ослабление на .участках переходов наступает в результате перерезания волокон, полученных при предшествующей горячей обработке заготовки давлением. У литых деталей участки переходов, как правило, ослаблены литейными дефектами, вызванными нарушениями структуры при кристаллизации металла и охлаждении отливки. В этих участках обычно сосредоточиваются рыхлоты, пористость, микротрещины и возникают внутренние напряжения. У кованых и штампованных деталей участки переходов имеют пониженную прочность вследствие вытяжки металла на этих участках.

В сварном шве и околошовной зоне возникают внутренние напряжения, обусловленные усадкой материала при остывании и вызывающие коробление изделия.

При изгибе балки, вызванном действием приложенных к ней внешних моментов, в поперечных сечениях возникают внутренние силовые факторы — изгибающие моменты М„. Аналогичное явление имеет место в случае простого поперечного изгиба, если горизонтальный брус, лежащий на двух опорах, подвергнуть действию вертикальных нагрузок в продольной плоскости симметрии бруса. При

Момент МИ (его обозначают также Мх, поскольку это момент относительно оси х поперечного сечения) называют изгибающим моментом. Ясно, что момент относительно оси, перпендикулярной к плоскости чертежа (см. рис. 289, в), не могут создать силы, лежащие в этой плоскости, т. е. касательные силы упругости: они либо пересекают эту ось, либо ей параллельны (см. стр. 68). Таким образом, наличие изгибающего момента означает, что в поперечном сечении балки возникают внутренние силы, перпендикулярные к этому сечению, т. е. нормальные напряжения ст. Можно сказать, что изгибающий момент представляет собой результирующий момент внутренних нормальных сил упругости, возникающих в поперечном сечении балки.

Внутри тел, движущихся с ускорением, также возникают внутренние силы инерции, так как для каждой частицы тела соседние частицы являются связями.

Сварочные деформации и напряжения возникают вследствие локальной пластической деформации отдельных зон сварного соединения из-за неравномерного разогрева при сварке. Металл в зоне максимального нагрева (шов и зона термического влияния), претерпевший пластическую деформацию сжатия при нагреве, после полного охлаждения получает остаточное укорочение. Это укорочение приводит к изменению формы и размеров всей сварной заготовки. Абсолютное укорочение (ДДВ и ACD) линейных элементов (ЛВ и CD) пропорционально их длине в зоне пластической деформации (ABCD) (рис. 5.58, а, б). В соответствии с этим основные закономерности процесса развития внешних сварочных деформаций сводятся к следующему: 1) абсолютное укорочение возрастает с увеличением зоны пластической деформации, т. е. с увеличением объема наплавленного металла и зоны разогрева заготовки; 2) при симметричном размещении наплавленного металла относительно центра тяжести сечения (ц. т.) свариваемых элементов изменяются только размеры последних, т. е. происходит деформация поперечной Ап и продольной Д„р усадок (рис. 5.58, в; 5.59, а); 3) при несимметричном расположении наплавленного металла относительно центра тяжести сечения также изменяется форма сварных заготовок, т. е. пронсхо-

чайными причинами или действиями многих факторов, влияние которых на процесс обработки имеет случайный характер. Например, случайные погрешности возникают вследствие неоднородности и неодинаковой твердости обрабатываемого материала, колебания величины припуска и т. п. Благодаря случайным погрешностям размеры деталей в партии получаются различными, с колебаниями размеров в пределах допуска. Иначе говоря, получается рассеяние размеров деталей в партии. Часть деталей будет иметь размеры, близкие к верхнему пределу допуска, часть — близкие к нижнему пределу допуска и часть— в середине поля допуска.

Различные виды местной коррозии возникают вследствие самых разнообразных причин (крупнозернистое строение сплава, неодинаковая толщина и пористость защитных пленок, неравномерная обработка поверхности металла, наличие в сплаве включений, дифференциальная аэрация, концентрация напряжений и др.).

Для определения пористости применяют реактив, состоящий из красной кровяной соли, хлористого натрия и желатины. Водным раствором указанных веществ пропитывают полости фильтровальной бумаги и во влажном состоянии прикладывают их к образцу, покрытому пленкой. По прошествии 4--5 мин в местах пор появляются резкие синие пятна. Пористость выражают числом нор па 10 см'2 поверхности испытуемого образца. Пористость определяется также гальванометрическим путем. Этот метод основан на появлении гальванических токов, которые возникают вследствие обнажения металла в случае разрушения защитного покрытия. При испытании погружают образен металла с покрытием и угольный электрод в агрессивную среду и присоединяют.

Внутренние напряжения — упругие силы, приходящиеся на единицу площади того или иного сечения заготовки, — могут быть различными по значению и направлению в разных частях заготовки. Одни потенциально работают на растяжение, другие — на сжатие. Эти силы находятся в уравновешенном состоянии в заготовке, они возникают вследствие таких процессов, как кристаллизация жидкого металла с различной скоростью охлаждения в одной отливке, неравномерное пластическое деформирование металла при ковке или штамповке и т. д.

и флуктуации концентрации. Флуктусщиями концентрации называют временно возникающие отклонения химического состава сплава в отдельных милых объемах жидкого раствора от среднего его состава. Такие флуктуации возникают вследствие диффузионного перемещения атомов вещества, в результате тепловых движений в жидком растворе.

Внутренние напряжения в закаленной стали. Внутренние напряжения при закалке стали возникают вследствие неравномерного охлаждения поверхности и сердцевины изделия (эти напряжения называют тепловыми), увеличения объема и неоднородности протекания мартенситного превращения по объему изделия. Напряжения, вызываемые этим превращением, называют структурными (или фазовыми).

Точечные (малые во всех измерениях) несовершенства возникают вследствие присутствия атомов примесей или образования вакансий — пустых вакантных мест в узлах кристаллической решетки, не занятых атомами, в результате их выхода или перемещения (рис. 1.9). Даже при температурах, близких к температурам плавления, число вакан-

При отпуске уменьшаются или полностью устраняются внутренние напряжения, полученные при закалке. Как известно, эти напряжения могут быть термического (а\ ) и структурного (<тц) происхождения. Причем CTI возникают вследствие разности температур в отдельных участках охлаждаемых деталей, а аи являются результатом объемных

В литых деталях внутренние напряжения чаще1 всего возникают вследствие неравномерной' кристаллизации отливки и усадки материала при остывании. Напряжения концентрируются вокруг утяжин, усадочных раковин, пор и т. д. и нередко достигают большой 'величины, вызывая разрывы и местные трещины в отливках. Другими дефектами, часто астречающимисТГ в отливках, являются пригар, включения шлаков, смеси оксидов, сульфидов и силицидов, зональная ликвидация, местная дендритность.

Напряжения второго рода возникают вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы, например в черных металлах, феррит, аустенит, цементит, графит обладают различной кристаллической решеткой; их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различные. Структуры, представляющие собой смесь фаз, например перлит в сталях, а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутри-зеренные и межзеренные напряжения еще в процессе первичной кристаллизации и при последующих превращениях во время охлаждения. При высоких температурах напряжения уравновешиваются благодаря пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации1 и выпадении вторичных и третичных фаз (фазовый наклеп), при каждом. общем или местном повышении температуры (из-за различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (из-за различия и анизотропии механических свойств), а также 'при наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала.