Значительных остаточных

Упрочнение при образовании игольчатого феррита обусловлено «фазовым» наклепом: \>-*а-превращение сопровождается объемными изменениями, а так как оно (в результате переохлаждения) совершается при пониженной температуре, то у- и а-фазы претерпевают наклеп. В итоге превращения блочное строение сплава сильно измельчается при наведении значительных напряжений II рода.

Для изделий простой конфигурации, не испытывающих значительных напряжений, следует применять простые углеродистые стали; для деталей, испытывающих большие напряжения и удары, — хромоникелевые высокопрочные стали. Между этими двумя крайними случаями возможно большое количество промежуточных.

Толстостенные сосуды (s>40 мм) обычно сваривают из вальцованных или штампованных листовых заготовок, свариваемых продольными и кольцевыми стыковыми швами. На рис. 8.53 изображена конструкция гидравлического баллона из стали 22К с толщиной стенок 150 мм. Соединения выполнены электрошлаковой сваркой. Угловые швы использованы только для крепления основания к нижнему днищу. Для котельных сосудов характерно большое число штуцеров, к которым стыковыми швами приваривают трубы. Как правило, днища делают выпуклыми с отбортовкой, обеспечивающей вывод сварных соединений из зоны действия значительных напряжений изгиба. Сосуды с внутренним диаметром менее 500 мм, например камеры котлов, допускается изготавливать с плоскими днищами.

На этой стадии атомы Си еще не выделяются из а-твердого раствора и среднее значение параметра кристаллической решетки (0,255 нм) остается неизменным. Но поскольку на участках повышенной концентрации Си параметр решетки существенно меняется, это приводит к возникновению значительных напряжений в кристаллах, раздроблению блоков мозаичной структуры и увеличению твердости .

напряжений. В случае сталей повышенной прочности или мягких сталей при действии значительных напряжений возникают трещины, перпендикулярные вектору напряжений [11, 13, 23].

Трещины (поверхностные и внутренние) и разрывы появляются в поковке (штамповке, прокате) из-за значительных напряжений в металле при деформации. Растягивающие внутренние напряжения могут привести к появлению разрывов и трещин металла в зонах, ослабленных дефектами слитка, а иногда к разрушению зон. не пораженных дефектами. Следует отметить, что при обработке давлением металл неоднократно подвергают нагреву и охлаждению, что приводит к возникновению термических напряжений, способствующих образованию внутренних разрывов и трещин. При холодной объемной штамповке из-за малой пластичности исходных материалов на поверхности обрабатываемых деталей возникают скалывающие трещины, распространяющиеся под углом 45° к направлению действующего усилия.

сетчатые оболочки имеют однотипные узлы. Конструктивной особенностью цилиндрических оболочек является то, что оси двух соседних узлов не лежат в одной плоскости, поэтому стержневые элементы чаще всего проектируют из круглых труб или тонкостенных открытых профилей, допускающих закручивание осей стержней на определенный угол без возникновения значительных напряжений.

Вторая особенность контактных задач состоит в появлении значительных напряжений в зоне контакта, особенно в случаях, когда площадь первоначального контакта равна нулю (контакт в точках или по линии).

Трещины (поверхностные и внутренние) и разрывы появляются в поковке (штамповке, прокате) из-за значительных напряжений в металле при деформации. Растягивающие внутренние напряжения могут привести к появлению разрывов и трещин металла в зонах, ослабленных дефектами слитка, а иногда к разрушению зон, не пораженных дефектами. Следует отметить, что при обработке давлением металл неоднократно подвергают нагреву и охлаждению, что приводит к возникновению термических напряжений, способствующих образованию внутренних разрывов и трещин. При холодной объемной штамповке из-за малой пластичности исходных материалов на поверхности обрабатываемых деталей возникают скалывающие трещины, распространяющиеся под углом 45° к направлению действующего усилия.

Внутренние напряжения покрытий. Внутренние напряжения серебряных покрытий обусловлены целым рядом причин, в первую очередь условиями осаждения, а также различными добавками, которые в последнее время все чаще применяются в гальванической практике. Так, в цианистых электролитах возникают в основном напряжения растяжения, причем между внутренними напряжениями и другими механическими свойствами существует определенная взаимосвязь. Кроме того, внутренние напряжения оказывают большое влияние на прочность сцепления осадка с основой; при наличии значительных напряжений растяжения может происходить отслаивание осадка. В напряженных покрытиях даже при хорошем сцеплении могут образовываться трещины, что приводит к ухудшению электрических характеристик покрытия. Внутренние напряжения покрытий, полученных из электролитов с блескообразующими добавками, значительно больше, чем у покрытий без них, поэтому обычно комплекс добавок подбирают таким образом, чтобы возникающие напряжения от одной добавки уничтожались напряжениями другого рода от второй добавки. Так, например, в аммиакатно-сульфосалицилатном электролите добавка пиперазина вызывает напряжения растяжения и при ее увеличении может произойти растрескивание покрытия; при совместном действии пиперазина и этилен-гликоля наблюдается переход напряжений растяжения в напряжения сжатия.

В начальный период времени скорость окисления максимальна и затем уменьшается во времени. Если 1 < п < 2, то окисление определяется скоростью диффузии частиц и скоростью окисления металла кислородом (область смешанной кинетики). Предполагается, что при выполнении указанного условия процесс окисления сопровождается постоянным разрушением оксидной пленки, так как VQ ^> УМ- При п > 2 происходит изменение параметров диффузии через пленку, связанное с появлением значительных напряжений или структурными изменениями пленки. При п = 2 скорость процесса окисления определяется скоростью диффузии частиц через пленку. Параболическая зависимость окисления широко встречается в практике при достаточно высоких температурах для большего ряда окислителей и металлических материалов, что позволяет применить параметрический метод для оценки скорости коррозии и прогнозирования коррозионных разрушений при наличии сравнительно небольшого количества экспериментальных данных [13]. Этот вопрос рассмотрен в главе 3.

Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости стальных изделий вследствие образования в поверхностном слое значительных остаточных напряжений сжатия (до 400—500 МПа) и резко понижает чувствительность к концентраторам напряжений при условии непрерывной протяженности упрочненного слоя по всей упрочняемой поверхности детали. Так, после цементации на глубину 1000 мкм, закалки и отпуска хромоникелевой стали (0,12 % С; 1,3 % Сг; 3,5 % Ni) предел выносливости образцов без концентраторов напряжений увеличился от 560 до 750 АШа, з при наличии надреза —- от 220 до 560 МПа. Цементованная стиль обладает высокой износостойкостью и контактной прочностью, которая достигает 2000 МПа.

ние значительных остаточных напряжений. Поэтому ребра круглых плит больших диаметров делают изогнутыми (рис. 22.3, в), применяют специальную сетку ребер и т. д.

Эти две характеристики служат для оценки пластичности металла; чем они выше, тем материал пластичнее. Вообще пластичными называют материалы, разрушению которых предшествует возникновение значительных остаточных деформаций. Условно считают, что к пластичным могут быть отнесены материалы, для которых б ;>= 5%. При 8 < 5% материалы относят к хрупко-пластичным или хрупким. Примерами пластичных материалов являются мало- и среднеуглеродистые стали, медь, латунь;

Прочностью называется способность материала детали в определенных условиях и пределах воспринимать нагрузки не разрушаясь и без значительных остаточных деформаций. Основными критериями прочности материала являются предел текучести, предел прочности и предел выносливости.

Подчеркнем, что возникновение значительных остаточных деформаций в большинстве случаев приводит к нарушению нормальной работы конструкции и поэтому считается нарушением прочности (как и разрушение).

По механическим свойствам материалы могут быть разделены на две основные группы; пластичные и хрупкие. У первых разрушению предшествует возникновение значительных остаточных деформаций; вторые разрушаются при весьма малых остаточных деформациях. Пластичными материалами в обычных условиях

устойчивости, а появление значительных остаточных деформаций. В этом случае под критическим напряжением следует понимать предел текучести, т. е. акр = оу, это имеет место для стальных стержней малой гибкости при А, < 60.

Коробление возникает в отливке в результате значительных остаточных напряжений при охлаждении из-за неравномерности охлаждения, торможения усадки. Недолив возникает при неправильной конструкции литниковой системы, недостаточной жидко-текучести сплава или утечке металла в разъем формы. Перекос может быть вызван неточной сборкой стержней или формы, плохим центрированием половинок стержневого ящика, случайным сдвигом полуформ, вызванным внешним воздействием.

Локальный рентгеноструктурный анализ показал наличие значительных остаточных напряжений первого рода —• до 200 МН/м2 (20 кгс/мм2) в материале швов, выполненных электродами с фтористокальциевым покрытием, и их отсутствие в случае электродов с рутиловым покрытием. В первом случае остаточные напряжения второго рода достигали 500 МН/м2 (50 кгс/мм2), а во втором были в среднем на 200 МН/м2 (20 кгс/мм2) меньше.

В результате предварительной вытяжки, т. е. предварительного нагружения силами, вызывающими остаточные деформации, материал приобретает способность без значительных остаточных деформаций воспринимать большие нагрузки. Явление повышения упругих свойств материала в результате предварительного пластического деформирования называют наклепом (нагартовкой)

Столь большие изменения удельного объема в сочетании с локальностью процесса деформирования, применяемого при поверхностном наклепе, обусловливают образование в наклепанной зоне значительных остаточных напряжений сжатия. Присутствие в поверхностно-упрочненных пластическим деформированием зонах деталей микротрещин в сочетании с существенным увеличением сопротивления усталости таких деталей свидетельствует о том, что указанные трещины являются неопасными. Их