Внутренних сопротивлений

Примером коррозионного растрескивания под напряжением может служить «каустическая хрупкость» стали в щелочных растворах. Опыт показал, что для возникновения каустической хрупкости необходимо совместное действие концентрированных щелочных растворов при повышенной температуре и высоких внутренних растягивающих напряжений. На рис. 52 показана область склонности углеродистой и малоуглеродистой сталей к рас-

Возникновению излома ЗР способствует наличие на поверхности детали (образца) хрупкого слоя, образовавшегося в результате насыщения газами или другими элементами (наводо-роживание, науглероживание сталей, титановых сплавов и т.д.) или чрезмерного наклепа. Часто решающим фактором является действие внутренних растягивающих напряжений, возникших при сварке, закалке, механической обработке и пр. Возникновению замедленного разрушения способствуют факторы, увеличивающие концентрацию напряжений: риски от механической обработки, дефекты поверхности, недостаточные радиусы в гал-тельных переходах и т. п.

замедленного разрушения. Место начала разрушения определилось зоной действия максимальных по величине внутренних растягивающих напряжений. Микрофракто-графический анализ показал внутризеренный характер разрушения как в очаге излома ЗР, так и на значительном (5— 7 мм) расстоянии от него. Разрушение в очаге в основном хрупкое, с участками, имеющими ручей-ковый узор, наблюдаются менее хрупкие участки с рисунком в виде язычков и небольших складок, по мере удаления от очага микрорельеф излома приобретает более заметно выраженные признаки локальной пластичности — плоские ямки в виде сотового рельефа. Из анализа последовательно снятых по ходу трещины электронных фракто-грамм вытекает, что хрупкость разрушения по мере удаления от очага уменьшается, в то время как общая скорость развития трещины увеличивается.

Вследствие связи коррозионного растрескивания с действием внутренних растягивающих напряжений существенно влияние технологических операций, приводящих к возникновению остаточных напряжений как в поверхностном слое, так и в теле детали. Вместе с тем это влияние по-разному проявляется в различных структурных состояниях материала. Приведем значения времени ( в ч) до появления микротрещин в образцах из стали 11Х11Н2ВМФ при испытании в среде NaCl 50%, Н2О 50%, SeO2 1%, уротропин 1% при сг = 0,5 о0,2 (данные Л. А. Филимоновой. И. С. Калашникова).

Повреждающее влияние фреттинг-коррозии очень велико при наличии дефектов, вызывающих возникновение внутренних растягивающих напряжений (шлифовочные прижоги) и дефектов, проникающих за упрочненный поверхностный слой (закалочные трещины и т. п.).

Как правило, разрушения начинаются в поверхностной или подповерхностной зоне, когда прочность здесь окажется меньше внутренних растягивающих напряжений. Термообработанные металлические сплавы всегда находятся в структурно-напряженном состоянии. В небольшом объеме между соседними зернами растягивающие напряжения (напряжения второго рода) чередуются с сжимающими [Л, 1].

Высокая прочность сталей рассматриваемого класса (например, стали марки ЗОХГСНА) обеспечивается мартенситной структурой, образование которой сопровождается возникновением внутренних напряжений, наличие которых и определяет склонность к КР. Величина и характер внутренних напряжений оказывают большое влияние на сопротивление высокопрочных сталей к КР-С увеличением внутренних растягивающих напряжений сопротивление высокопрочных сталей КР уменьшается [П. Высокопрочные стали обнаруживают склонность к КР в кислых, нейтральных, щелочных растворах и во влажной среде.

Уменьшение внутренних растягивающих напряжений. При анализе причин возникновения КР отмечалось, что необходимым условием для развития процесса КР является действие растягивающих напряжений. По, своему происхождению эти напряжения могут быть различными: внешними (активными), проявляющимися в результате приложенной нагрузки или давления и т. п.; термическими (из-за наличия градиента температур в металле) или внутренними (остаточными), которые возникают в результате различных технологических операций при изготовлении деталей (термической обработки, сварки, деформаций и т. д.). Вследствие неизбежной неравномерности распределения напряжений различного рода по поверхности металла, в отдельных местах ее создаются наиболее опасные участки с высокими растягивающими напряжениями. Доказано, что даже в отсутствие активных внешних нагрузок на таких участках может быстро развиваться КР.

Снизить или устранить вредное влияние внутренних растягивающих напряжений можно двумя путями: термической обработкой или созданием в поверхностном слое остаточных сжимающих напряжений. Термическая обработка — наиболее широко применяемый и высокоэффективный способ устранения или снижения внутренних напряжений в металле. Однако подобрать оптимальные режимы для достижения нужного результата довольно сложная задача. Необходимо учитывать состав стали, требования прочности конструкции, ее размера и конфигурацию, учитывать возможность появления нежелательных побочных эффектов (например, возникновение склонности к МКК).

г) уменьшением площади анодной фазы путем устранения внутренних растягивающих усилий и повышения чистоты сплавов по границам зерен.

При взаимодействии никеля с серой в процессе нагрева по границам зерен образуется легкоплавкая эвтектика, вызывающая охрупчивание металла. Поэтому содержание серы в защитных и восстановит, газах при пайке никеля и его сплавов не должно превышать 0,4 мг/л; остатки масел, краски, смазок и др. веществ, содержащих серу, предварительно тщательно удаляют с поверхности деталей. Подобное же действие на никель и его сплавы оказывают висмут, мышьяк и нек-рые др. легкоплавкие металлы. Для предотвращения хрупкого разрушения под напряжением пайку деталей из нихрома и моне-ля в контакте с жидкими припоями (особенно с припоями, содержащими серебро, кадмий, цинк) производят в отожженном состоянии, при отсутствии внешних- и внутренних растягивающих напряжений. Детали, подвергаемые последующему старению, паяют припоями, темп-ра плавления к-рых выше темп-ры старения паяемого материала.

Для того чтобы получить е близким Еид, необходимо: 1) максимально быстрое протекание токообразующих реакций, 2) исключение побочных реакций, ведущих к неполному окислению горючего, 3) уменьшение внутренних сопротивлений, 4) исключение потерь, связанных с поляризацией электродов.

Физическая природа внутренних сопротивлений сложна. Известно, что некоторые сплавы металлов обладают особенно большим внутренним сопротивлением — это так называемые демпфирующие сплавы (сплав марганца с 15—20% меди, подвергнутый определенной тепловой обработке, многие алюминиевые и магниевые сплавы, чугун, некоторые технически чистые металлы — свинец, медь, алюминий, магний). К числу демпфирующих материалов относятся также резина, волокнистые полимерные материалы.

Изучение внутренних сопротивлений и описание их находятся на феноменологическом уровне, впрочем, вполне достаточном для построения соответствующей теории колебаний, в которой учитываются эти сопротивления.

Если предусмотрено питание от источника напряжения, то должно применяться параллельное включение цепей питания 3—3' (рис. 4.6,а), а если от источника тока — соответствующее последовательное соединение (рис. 4.6,6). В измерительной цепи 2—2' возможно использование схемы как с параллельным (рис. 4.6,с), так и с последовательным соединением (рис.4.6,б,е). При параллельной схеме измерительных цепей следует учитывать, что правильное суммирование происходит только тогда, когда как чувствительности, так и внутренние сопротивления R.I., всех датчиков являются равными [161]. При более точных измерениях наблюдается также влияние фазовых соотношений всех указанных величин. При последовательном соединении измерительных цепей равенства внутренних сопротивлений не требуется, что иногда бывает удобным.

Если существует гальваническая связь между цепями питания и измерения (например, у тензорезисторных датчиков), то возможности совместного включения уменьшаются, если только не применяется соответствующее число гальванически разделенных источников питания. Некоторые варианты схем типичных тензорезисторных датчиков показаны на рис. 4.6, г—е, причем в основе их построения использовано питание постоянным напряжением, применяемым, предпочтительно из-за сложности строгого согласования фаз. Чаще всего применяется схема рис. 4.6,г (полностью параллельное соединение), в которой аналогичные точки всех датчиков связаны друг с другом. Преимущество схемы заключается в том, что требуется только один источник питающего напряжения; чтобы избежать погрешностей суммирования, в этом случае необходимо также, кроме равенства чувствительностей, равенство внутренних сопротивлений каждого датчика. Этот недостаток исключается при последовательном соединении измерительных цепей (рис. 4.6,д,е]. Однако при питании постоянным напряжением (рис. 4.6,5) требуется п высокостабильных источников постоянного напряжения, что ведет к большим затратам. В варианте рис. 4.6,е каждый датчик питается через трансформатор тока и выпрямитель переменным током, что приводит к желаемой высокой степени связи токов питания [831. Предполагается питание датчиков от генераторов тока (разд. 3.2.1.4.3).

анализа схемы общего типа (рис. 73, а). Для более четкого выявления специфических особенностей в первом приближении будем пренебрегать влиянием сил внутренних сопротивлений.

В обоих случаях упругая система в процессе свободных колебаний будет двигаться гармонически, если считать, что она обладает свойством консервативности, т. е. если не учитывать потери энергии на преодоление внешних и внутренних сопротивлений.

В момент появления импульса на интегрирующей цепочке напряжение на емкости С возрастает при постоянной времени цепи заряда гС, где г — эквивалентное сопротивление зарядной цепи, равное сумме внутренних сопротивлений генератора импульсов и диода.

духа по политропе; графически сумма работ 1внешн+ Сжатия может быть представлена в координатах p—v (см. фиг. 40); IK — работа, затраченная на преодоление внутренних сопротивлений.

где г—обозначение внутренних сопротивлений источников энергии; Е — об-цее обозначение их э. д. с. При этом >. д. с. одного направления следует считать положительными, а э. д. с. обрат-юго направления (если таковые имеются) >трицателышми. Последовательно соеди-[яются только источники энергии, рас-

сумма работ 1енешн + /сжат„я может быть представлена в координатах р—1> (фиг. 47); If, — работа, затраченная на преодоление внутренних сопротивлений.