Дальнейшее поведение

Максимальная температура газов перед турбиной ограничивается жаропрочностью металла, из которого делают ее элементы. Применение охлаждаемых лопаток из специальных материалов позволило повысить ее до 1400—1500 °С в авиации (особенно на самолетах-перехватчиках, где ресурс двигателя мал) и до 1050—1090 °С в стационарных турбинах, предназначенных для длительной работы. Непрерывно разрабатываются более надежные схемы охлаждения, обеспечивающие дальнейшее повышение температуры. Поскольку она все же ниже предельно достижимой при горении, приходится сознательно идти на снижение температуры горения топлива (за счет подачи излишнего количества воздуха). Это увеличивает эксергетические потери от сгорания в ГТУ иногда до 40 %.

Топливо, попадая в воздух, нагретый в процессе сжатия до температуры, превышающей температуру воспламенения, сгорает по мере ввода его в цилиндр сначала (почти) при К = const, а затем при (почти) p = const. Наиболее целесообразным считается конструирование компрессорных дизелей с е=13-=- 18, так как дальнейшее повышение степени сжа-

Серия микроструктур, приведенная на рис. 72, показывает типичный процесс роста зерен (собирательная рекристаллизация). На рис. 12,а представлена структура сплава (твердый раствор хрома в никеле) после окончания первичной рекристаллизации. Видны мелкие равноосные зерна. Повышение температуры приводит к росту отдельных зерен за счет мелких; получается структура, состоящая из отдельных крупных зерен, окруженных мелкими (рис. 72,6). Дальнейшее повышение температуры еще увеличивает число крупных зерен (рис. 72,а), пока, наконец, мелкие зерна не окажутся «поглощенными» крупными, и вся структура тогда будет состоять ,из крупных зерен (рис. 72,г).

ется и превращается в цементит (Fe3C). Сумма этих изменений характеризует так называемое третье превращение при отпуске. Другими словами, в третьем превращении при отпуске происходит ряд изменений, приводящих к снятию внутренних напряжений и карбидным превращениям. При 400°С третье превращение заканчивается, и сталь состоит из феррита и цементита. Дальнейшее повышение температуры приводит ,к коагуляции частиц феррита и цементита, что легко наблюдать по микроструктуре при больших увеличениях.

закалке 850—900°С получается недостаточно легированный мартенсит. Наибольшая твердость в стали Х12Ф1 получается при закалке с 1075°С. Дальнейшее повышение температуры приводит к снижению твердости вследствие еще большего растворения хромистых карбидов и увеличения количества остаточного аустенита.

Такой мартенсит достаточно устойчив против отпуска (рис. 328, б). Отпуск при 200°С снижает твердость до HRC 58, а дальнейшее повышение температуры (до 500—525°С) снижает твердость в незначительной степени — с 58 до HRC 55—56. Так как прочность и вязкость также мало изменяются в этом же интервале температур отпуска (такое изменение свойств характерно и для сталей типа Х12), то сталь Х6ВФ отпускают или при 150°С (для сохранения высокой твердости), или при 200°С (для некоторого повышения вязкости).

Дальнейшее повышение жаропрочности достигается введением элементов, упрочняющих твердый раствор, — кобальта, молибдена, вольфрама (сплавы нимоник 90 и 100).

Медь обладает достаточной стойкостью в водных растворах щелочей: при значении рН ~ 12 коррозия меди практически прекращается. Дальнейшее повышение рН среды до 14 вызывает незначительное увеличение скорости коррозионного процесса (рис. 173).

Нерастворимые продукты коррозии свинца в растворах серной кислоты и сернокислых солей осаждаются па поверхности свинца и образуют весьма прочно связанную с металлом плотную пленку, практически беспористую. Толщина этой пленки колеблется от тысячи до нескольких тысяч молекулярных слоев. Такая, обладающая защитными свойствами пленка образуется на свинце в растворах серной кислоты до концентрации 80% и температуры 85° С. Дальнейшее повышение концентрации кислоты увеличивает скорость коррозии свинца.

В отличие от сплавов Ti— Mo, сплавы Ti — Та имеют достаточно высокую коррозионную стойкость и в окислительных средах. Добавка меди к титану в количестве 2% значительно снижает скорость коррозии титана в серной кислоте. Дальнейшее повышение содержания меди не влияет на коррозионную стойкость сплава Ti — Си, а при содержании меди свыше 5% даже наблюдается снижение коррозионной стойкости сплава.

Легирующие добавки в стали могут оказывать различно* влияние. Например, увеличение содерхания хрома в сплавах с никелем вызывает вначале увеличение скорости окисления, а дальнейшее повышение ее концентрации приводит к тормо-хенио этого процесса (рис.4,кривая а).

Зная законы действующих на частицы системы сил и состояние системы в некоторый начальный момент времени, можно, как показывает опыт, с помощью уравнений движения предсказать ее дальнейшее поведение, т. е. найти состояние системы в любой момент времени. Так, например, решается задача о движении планет Солнечной системы.

Условия (13.26) необходимы, но не достаточны для того, чтобы тело находилось в состоянии равновесия. Для этого необходимо также, чтобы скорости всех точек тела в положении равновесия были равны нулю (так как в противном случае тело уйдет из положения равновесия). Но и этого условия не достаточно, чтобы тело длительное время находилось в состоянии равновесия. В реальных условиях на всякое тело действуют случайные внешние толчки, которые немного отклоняют тело от положения равновесия. В этом новом положении условия (13.26) нарушаются, т. е. суммы внешних сил и их моментов оказываются не равными нулю. Дальнейшее поведение тела, как мы уже видели (§ 29). зависит от того, в каком направлении действуют силы и моменты сил, возникшие при отклонении тела от положения равновесия: если эти силы и моменты сил направлены так, что они возвращают тело к положению равновесия, то, несмотря на случайные толчки, тело будет все время находиться вблизи положения равновесия и никогда не уйдет от него далеко, если случайные внешние толчки достаточно малы — состояние равновесия будет устойчивым. Если же возникшие силы и-моменты сил направлены так, что они уводят тело еще дальше от положения равновесия, то тело может уйти как угодно далеко от положения равновесия — состояние равновесия будет неустойчивым. Ясно, что длительное время тело может находиться только в устойчивом состоянии равновесия.

силы, стремящиеся вернуть стержень в положение равновесия. Однако, с другой стороны, сила F стремится изогнуть его еще больше. Дальнейшее поведение стержня определится тем, каков будет результат одновременного действия двух этих сил. Если сила F не превосходит известного предела, то стержень вернется к положению равновесия. Если сила F превосходит этот предел, то стержень будет выгибаться еще сильнее. Равновесие стержня окажется неустойчивым.

В ряде работ, появившихся в последние годы, показано, что защитное покрытие и металлическая подложка (основа) оказывают совместное сопротивление коррозионной среде, которое зависит от состава и структуры не только материала покрытия, но и металла. Когда внешняя среда или отдельные ее компоненты благодаря явлению диффузионного переноса достигнут подложки, наступает период взаимодействия среды с поверхностью металла и адгезионными связями полимера. Поскольку дальнейшее поведение системы зависит от преобладания тех или иных связей на границе металл —полимер, данное явление называют иногда «конкурентной» адсорбцией. Следует помнить, что на границе металл - полимер соотношение компонентов среды может существенно изменяться по сравнению с соотношением их в глубине раствора в связи с селективностью свойств покрытия и неодинаковыми скоростями диффузии компонентов.

(1) слой считается разрушенным, когда его дальнейшее поведение нельзя предсказать на основе начальных свойств;

Необходимо иметь в виду, что создание растягивающих напряжений в металле за счет приложения внешних механических воздействий влияет не только на потенциал активирования, но и на потенциал коррозии, который, как было показано на примере мартенситной стали, в первый момент (до появления трещины) после приложения нагрузки смещается в положительную сторону, достигая некоторого минимального значения фм{15Ц. Таким образом, создание растягивающих напряжений благоприятствует сближению этих потенциалов и увеличивает вероятность коррозионного растрескивания, которое начинается в тот момент, когда эти потенциалы принимают одно и то же значение. Дальнейшее поведение потенциала коррозии определяется в основном процессом активирования поверх-

Выращивали трещины при трех уровнях напряжений выше предела выносливости (360, 280 и 200 МПа). На каждом из уравнений были выращены трещины различной длины по поверхности образца: от 4 до 9,5 мм. Затем при трех уровнях напряжений ниже исходного предела выносливости (120, 96 и :80 МПа) исследовали дальнейшее поведение выращенных тре-.щин. При всех исходных уровнях напряжений выше предела выносливости трещины развивались до полного разрушения •образца. В силу того, что коэффициент концентрации напряжений для исследуемых образцов относительно невысок, то ниже предела выносливости нераспространяющихся усталостных трещин обнаружено не было. При вторичных нагружениях образцов с трещинами наблюдали различное поведение трещины: 1—трещина не распространяется при данном уровне вторичных напряжений; 2 — трещина начинает распространяться, :но с увеличением числа циклов нагружения на данном уровне вторичных напряжений снова останавливается, и 3 — трещина распространяется на все сечение образца. Таким образом, для • образцов с трещинами была установлена картина, типичная для области высокой концентрации напряжений, когда обязательно присутствие нераспространяющихся усталостных трещин.

Испытания на высоких уровнях напряжений образцов с выращенной заранее трещиной отличаются от испытаний исходных наклепанных образцов лишь тем, что развитие усталостной трещины в этом случае начинается сразу со второго этапа— этапа стабильного развития. При этом скорости развития трещин совпадают. Специальные измерения длин трещин в тренированных и нетренированных образцах показали, что после некоторого незначительного числа циклов нагружении размеры трещин в обоих видах образцов оказываются практически одинаковыми. Дальнейшее поведение таких образцов одинаково. Некоторое увеличение предела выносливости по разрушению,, полученное в результате предварительной тренировки, обусловливается, очевидно, тем, что материал в зоне вершины трещины упрочняется. Для дальнейшего развития такой трещины

ная зависимость. Измерив при нескольких значениях Р дополнительный прогиб в среднем сечении стержня v (V)' м°жно экспериментально построить линейную зависимость, как показано на рис. 3.31, б. Такой прием обработки экспериментальных данных предложен Саусвеллом и называется методом Саусвелла. С помощью этого приема на реальных стержнях можно экспериментально определить значение Ркр, не производя их предварительного обмера. Для этого, проведя по нескольким экспериментально полученным точкам прямую, находят ее пересечение с осью абсцисс. Прием Саусвелла позволяет по нескольким замерам находить амплитуду начальной неправильности с?. Для этого достаточно найти точку пересечения построенной прямой с осью ординат. Наконец, прием Саусвелла дает возможность проводить неразрушающие испытания стержней на осевое сжатие, ибо, определив по начальному этапу нагружения Ркр и с?, можно аналитически прогнозировать дальнейшее поведение стержня под нагрузкой (включая возможное развитие пластических деформаций).

Дальнейшее поведение системы представлено графически пунктирными линиями на рис. 5.

Очевидно, что дальнейшее поведение системы зависит от вида зависимости р; если р начинает уменьшаться, то при р = р10 жесткость системы изменяется скачком от с до св и прогиб описывается функцией (II 1.90).

Рекомендуем ознакомиться:

Действием электрического

Длительности испытаний

Длительности переходного

Длительно действующие

Длительно проработавших

Дополнительных напряжений

Действием блуждающих

Действием циклического

Дальнейшее исследование

Действием импульсных

Действием изгибающего

Действием кислорода

Действием крутящего

Меню:

Главная страница Термины