Прочностными характеристиками

Использование тонкослойных покрытий при комплексной обработке связано с тем, что образование поверхностных слоев в процессе напыления сопровождается формированием остаточных напряжений. Это неблагоприятно сказывается на прочностных свойствах износостойкого комплекса в условиях циклического нагружения. В случае комплексной ионно-вакуумной модификации с использованием тонкослойных покрытий успешно решается проблема переходного слоя за счет процессов перемешивания, инициируемых воздействием мощного ионного пучка. Кроме того, улучшение адгезии между покрытием стандартной толщины и основой достигается путем предварительного облучения сильноточным электронным пучком на определенных режимах.

Прочность при одноосном нагруже-нии. Представление о прочностных свойствах материалов, образованных системой трех нитей, можно получить из опытных данных, приведенных в табл. 5.11. Данные получены на двух типах трехмерноармированных стеклопластиков, изготовленных на основе алюмоборосиликатных волокон. Анализ представленных данных свидетельствует о существенных различиях в значениях прочностей при растяжении в направлениях армирования по сравнению с прочностью при изгибе или сжатии этих матери-

Существующая практика разработки концепций прочностного расчета конструкций из композиционных материалов, как правило, основывается на эмпирических предпосылках, анализе предшествующего опыта и результатах экспериментальных отработок. Проблема проектирования конструкций на основе данных о прочностных свойствах материала обусловливается критерием разрушения конструкции, который, в свою очередь, определяется требованиями заказчика, а также характером нагружения, температурой и другими условиями работы материала. Все эти факторы должны быть учтены при разработке концепций расчета на прочность. Разработка еще более усложняется, если учесть, что на выбор критерия разрушения часто оказывают влияние ограничения, свойственные используемым расчетным методам.

Окончательное подтверждение предложенной методики построения поверхности прочности с использованием минимально необходимого количества основных экспериментов может быть получено из анализа испытаний композитов с высокой степенью анизотропии. С этой целью рассмотрим результаты, полученные By [53] для слоистого композита, состоящего из графитовых волокон (Morganite II) и эпоксидной матрицы (производство Уит-текер Корпорейшн). Данные о прочностных свойствах этого композита были получены из экспериментов, при проведении которых особое внимание обращалось на обеспечение необходимых

Влияние структуры и реакционной способности эпоксидных смол на прочность адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах не исследовалось. Имеются данные, согласно которым потеря прочности углепластиков в результате старения может быть связана с изменением лолимерной матрицы. И наконец, было показано, что вследствие разницы коэффициентов термического расширения волокна и смолы возникают остаточные напряжения в полимере и на поверхности раздела волокно — смола, что сказывается на прочностных свойствах углепластиков.

Приборы АИТ-ЗМ, АИТ-4 и АИТ-5, используемые в системах технической диагностики металла энергооборудования (паропроводов, коллекторов, крепежных элементов турбин), работают на основе метода автоциркуляции импульсов. При этом о прочностных свойствах контролируемого металла судят по частоте автоциркуляции, функционально связанной со скоростью распространения ультразвука.

Определение предельных напряжений для слоистых композитов исходит, как правило, из информации о прочностных свойствах однонаправленного слоя. Есть все основания утверждать, что при современном состоянии технологии необходимым условием анализа процесса разрушения слоистого композита является предварительная оценка прочностных свойств однонаправленного композита. В то же время существуют очень убедительные данные, что это, условие не является достаточным. Напряженное состояние, однонаправленного слоя определяется действием трех главных напряжений (нормальных в направлении волокон и под углом' 9вр к ним, касательных в плоскости слоя), 'а также возникающими в композите напряжениями межслойного сдвига и нормальными напряжениями перпендикулярно плоскости слоев. Рассмотрим коротко соотношения между- прочностными свойствами слоя и свойствами составляющих его компонент.

Широкое применение конструкций из композитов немыслимо без точного определения их несущей способности и, следовательно, без умения надежно предсказывать предельные напряжения и деформации каждого конкретного композита в условиях эксплуатации. Как правило, основным источником информации о прочностных свойствах композита являются испытания в условиях одноосного напряженного состояния, тогда как в реальных конструкциях материал находится в сложном напряженном состоянии. Элементы современных силовых конструкций из композитов составляются обычно из различно ориентированных однонаправленных слоев, уложенных в определенной последовательности по толщине. Прочностные свойства слоистых композитов в отличие от изотропных и однородных материалов обладают отчетливо выраженной анизотропией. Более того, достижение

Наиболее полная информация о прочностных свойствах металлов и сплавов может быть получена при сопоставлении кинетики образования деформационной структуры с изменением уровня их механических характеристик. При совместном действии повышенной температуры и пластической деформации интенсифицируются процессы старения, которые приводят к более интенсивной повреждаемости материала, чем это следует из оценок по уравнению Коффина-Ленджера [1].

Наиболее ценную информацию о прочностных свойствах металлов и сплаьов может дать сопоставление изменений кинетики деформационной структуры испытываемого образца с изменением уровня его механических характеристик. При этом наиболее достоверными окажутся сведения о прочностных и пластических свойствах материалов, полученные при условии приближения размеров образца к стандартным, поскольку влияние масштабного фактора при анализе данных о небольших образцах может существенно затруднить обработку экспериментального материала.

Таким образом, при использовании дисперсионно-твердеющих сплавов в условиях высоких температур неизбежно укрупнение или обратное растворение упрочняющей фазы. Кинетику этих изменений можно оценить на основе теорий диффузионного роста. В свою очередь нестабильность упрочняющей фазы отражается на прочностных свойствах.

достаточными прочностными характеристиками во всем диапазоне рабочих температур.

Детали, размеры которых определяются условиями прочности, выполняют из материалов с высокими прочностными характеристиками, преимущественно из улучшаемой или закаливаемой стали и чугуна повышенной прочности (зубчатые колеса, валы и т. п.). Детали, размеры которых определяются жесткостью, выполняют из материалов с высоким модулем упругости, допускающих изготовление деталей совершенных форм, т. е. из термически необработанной стали и чугуна.

Для установления причин аварий проверялось соответствие техническим условиям химического состава, механических свойств и размеров резьбовых соединений насосно-компрессорных труб. Были исследованы структура стали 18Х1Г1МФ и ее склонность к сероводородному растрескиванию в сравнении с металлом труб из импортной стали С-75 по АР1 5ЬХ. Установлено, что отечественная сталь 18X1Г1МФ обладает более высокими прочностными характеристиками (а„ = 840-890 МПа; а0 2 = 630-680 МПа), чем импортная С-75 (ав = 630-650 МПа; ст0 2 = 480-520 МПа), и имеет меньшее относительное удлинение: для стали 18Х1Г1МФ — 16-20%, для стали С-75 — 24-28%. Так как предел текучести у стали 18Х1Г1МФ выше, чем у стали С-75, а толщина стенок изготовленных из нее насосно-компрессорных труб не уменьшена, относительный

Во-первых, отливки из кобальтовых сплавов, содержащих 27 -36,% Сг, 14 - 19% W; 7% Ni, V системы Со - Сг - W - Mb (Та), обладают хорошими литейными свойствами, высокой твердостью и прочностными характеристиками при высокой температуре, наибольшим коэффициентом трения, хорошей коррозионной стойкостью и высоким сопротивлением ударным нагрузкам. Сплавы типа "Тантунг" стойки в азотной, фосфорной, уксусной, лимонной и щавелевой кислотах и других средах.

Для зубчатых венцов червячных колес применяют материалы, обладающие хорошими антифрикционными свойствами и противоза-дирной стойкостью при работе в паре со стальным червяком. Лучшими в этом отношении оказываются оловянистые бронзы (Бр. ОФ10— 1, БР. ОНФ, Бр. ОЦС6 — 6 — Зидр.), применяемые для высокоскоростных (иск>5 м/с) силовых передач. Менее дефицитные и более дешевые безоловянистые бронзы (Бр. АЖ9— 4, АТМц— 10— 3—1,5 и др.) обладают повышенными, по сравнению с оловянистыми, прочностными характеристиками, но несколько худшими антифрикционными свойствами: они при-. меняются при средних скоростях (иск = = 2... 5 м/с). Для слабонагруженных и тихоходных передач (иск <; 2 м/с) возможно изготовление червячного колеса из чугуна или пластмасс (текстолит, полиамиды).

прослойку металла особого состава и свойств между двумя (или более) зонами другихметаллов /4/. Те зоны сварного соединения, металл которых обладает пониженными прочностными характеристиками (временным сопротивлением GS, пределом текучести ат) по сравнению с основным металлом, принято называть мягкими прослойками, а локальные зоны с повышенными прочностными характеристикам — твердыми прослойками.

Экспериментальная проверка расчетных методик по оценке статической прочности сварных соединений с дефектами в твердых сварных швах проводилась на образцах, вырезаемых из труб диаметром 1020x12 мм поперек продольного сварного шва. Основной металл трубы — сталь 17Г1 С. Продольный твердый шов выполнен по заводской технологии проволокой Св-08ХМ. Степень механической неоднородности составляла К^= 1,11. Химический состав металлов приведен в табл. 2.1. Поверхностные дефекты имитировали механическими надрезами. Образцы с внутренними дефектами получали за счет неполного перекрытия наружного и внутреннего швов. Для получения большей разницы между прочностными характеристиками твердого металла шва и основного металла одна серия образцов была изготовлена из стали ВСтЗ, а шов выполнен сварочной проволокой Св-08ХМ. При этом Кв = 1,6.

Экспериментальные исследования проводили на сварных соединениях из алюминиевых сплавов и мартенситно-стареющих сталей. В качестве мягких прослоек выступали сварные швы, выполненные присадочной проволокой с более низкими, чем у основного металла прочностными характеристиками. В качестве основного металла и метала шва использована мартенситностареющая сталь ЭП-678 иЭП-659Ви, а также сплав АМгб. Величину радиусов в вершине непровэров задавали по состоянию торцевых поверхностей, плотно прилегающих при сварке друг к другу. Согласно ГОСТ 2789-75 состояние поверхности оценивается классом шероховатости — параметром R, (где R, — высота неровностей профиля стыкуемой поверхности по десяти точкам). При стыковке поверхностей выступы могут накладываться на выступы и т. д. Поэтому параметр вершины непровара 5 = 2р с достаточной точностью можно принять равным 2RZ . Данное положение было проверено экспериментально с использованием универсальных инструментальных микроскопов и методом голографической интерферометрии с применением оптических квантовых генераторов. В результате замеров было получено, что в той партии

др., как правило, используют сварочную проволоку Св-08ХМ, имеющую прочностные свойства в 1,2 раза выше чем у основного металла. Аналогичная ситуация наблюдается при электронно-лучевой сварке оболочковых конструкций из теплоустойчивых сталей типа 12Х1МФ, 15ХМ и др., в которых металл шва обладает более высокими (до 15 %) прочностными характеристиками /41/.

Арматурная сталь круглая или периодического профиля с более низкими прочностными характеристиками, чем у канатов, но более коррозиестойкая позволяет применять сварку и более простые соединения. Рекомендуется применять арматурные стержни периодического профиля класса A-III R = 340 МПа и А-Г/ R = 500 МПа, изготовленные из сталей марок 35ГС, 25Г2С, 80С, 20ХГ2Ц и др. Соединять арматурные стержни необходимо контактной электросваркой встык ванным или электрошлаковым способом. Типы сварных стыковых соединений могут быть приняты в соответствии со СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции», прил.5. Хорошо отвечает условиям работы вант ванная сварка на удлиненных стальных подкладках. Технология сварки принимается по действующим нормативным документам. При применении термически упрочненных

Свинцовую бронзу (БрСЗО) используют как высококачественный антифрикционный материал, имеющий высокую прочность и тем-пературостойкость (7^,,, = 1050—1100°С). Антифрикционные свойства свинцовой бронзы несколько хуже, чем, например, баббитов, но она обладает повышенными прочностными характеристиками и более тугоплавка.