Прочностными свойствами

Для сварки рядовых конструкций из низколегированных сталей обычно применяют электроды типа Э42А, а ответственных — типа Э50Л. Это обеспечивает получение металла швов с достаточной стойкостью против кристаллизационных трещин и требуемыми прочностными и пластическими свойствами. Легирование металла шва за счет провара основного металла легирующими элементами, входящими в основной металл, и повышенные скорости охлаждения позволяют получить металл шва с более высокими, чем при сварке пизкоуглеродистых сталей, прочностными показателями.

Помимо высокой коррозионной стойкости, титан обладает исключительно высокими прочностными показателями, жаростойкое "ыо и жаропрочностью, малым удельным весом, сопротивлл-

Цирконии обладает сравнительно низкими прочностными показателями при высокой пластичности. Наиболее чистый цирконии имеет предел прочности —175 Ain/M2; предел текучести 55 Мн/м2 при удлинении более 50%. Примеси, присутствующие в цирконии, упрочняют его, доводя его предел прочности до 400—800 Мн/м2 при пределе текучести 250—560 Мн/м2. Твердость ИВ циркония, в зависимости от технологического процесса его получения и степени чистоты, доходит до 1000 Мн/м2, а плотность

Известны также полимеры, обладающие высокими прочностными показателями при температурах до —200° С, дугостой-костью (способностью выдерживать действие электрической дуги), пористостью или монолитностью, водоотталкивающими свойствами и т. д.

Хорошими прочностными показателями обладают стеклотекстолиты на основе модифицированных эпоксидных смол. Так, трубы из стеклотекстолита со связующими из модифицированной феноло-формальдегидной эпоксидной смолы выдерживают повышенное давление при температуре до 200° С.

Как видно из данных, приведенных выше, винипласт обладает достаточно высокими прочностными показателями.

Полиэтилен низкого давления, по сравнению с полиэтиленом высокого давления, об.чадает более высокими прочностными показателями и более высокой химической стойкостью. По этим причинам полиэтилен НД находит большее применение в химическом машиностроении. Физико-механические свойства полиэтилена марок НД и ВД приведены в табл. 48. С повышением температуры прочностные показатели полиэтилена, в особенности предел прочности при разрыве, снижаются (рис. 248).

Известны также полиизобутилены с добавкой полиэтилена, обладающие более высокими прочностными показателями и высокой эластичностью. Эти марки известны под наименованием ПОВ-30 и ПОВ-50 с содержанием полиэтилена 30 и 50%. Предел прочности при растяжении: для ПОВ-30 от 3,0 до 6,0, для ПОВ-50 от 5,0 до 8,0 Мн/м2; относительное удлинение при разрыве для ПОВ-30 от 400 до 600%, для ПОВ-50 от 300 до 500%; ПОВ-30 и ПОВ-50 неэлектропроводны. ПОВ-30 благодаря большей эластичности более пригоден для применения в качестве подслоенного материала.

Исследовали взаимосвязь мультифрактальных характеристик исходной структуры технически чистого молибдена, на примере структуры границ зерен (ГЗ), с механическими свойствами При статическом растяжении. Конфигурация ГЗ изменяли в процессе контролируемого отжига при температурах от 1400 до 1550С (30 мин) [1]. Для оценки мультифриктальных характеристик структур ГЗ использовали методику мультифрактальной параметризации структур материалов [2], реализованную в конкретном компьютерном алгоритме. Основные мультифрактальные характеристики структур ГЗ на разных стадиях эволюции структуры при рекристаллизации приведены в таблице. Полученные расчетные данныеДвид спектров D(q) И f((X)) свидетельствует о правомерности применения методики для анализа структур ГЗ в металлах и подобных им структур. Расчеты проводились для двух наборов масштабов: lk •= 4,8,16,32,64, k = 1.....5 (верхние цифры в таблице) и lk = 4,5,6,7,8,9,11,12,14,16,18,21,32,42,64, k - 1....Д5 (нижние цифры в таблице). Существенного влияния вариантов Набора масштабов на общий характер исследуемых характеристик не обнаружено. Установлены корреляции между такими мультифроктальны-ми характеристиками, как D4, fq СЦ и прочностными показателями Они, От, Оц Коэффициент корреляции в ряде случаев превышал 0,99. Характер изменения показателей упорядоченности изучаемых структур О.ю - Шо и Di - D40 аналогичен характеру изменения свойств, контролирующих проявление физического предела текучести — ряз-ницы между верхним и нижним пределами текучести ДО-р и величины площадки текучести EI- Данный факт свидетельствует о том, что в эффект проявления физического предела текучести, наряду с другими факторами, вносит свой вклад и структура ГЗ в приповерхностных слоях материала. Уменьшение показателя однородности структур tw с увеличением температуры отжига _ связано с протеканием процес1 -и собирательной рекристаллизации: уменьшение доли мелких зерен в структуре вызывало снижение общей доли элементов структуры, соответствующих ГЗ, и неравномерное пространственное распределение ГЗ. Так наибольшее снижение однородности наблюдалось при переходе от температуры 1400 С к 1450 С, что соответствовало наиболее pevi-

КЕРАМИЧЕСКИЕ ПЛИТКИ ДЛЯ ПОлОв (КПДП) — прессуются из порошкообразных керамич. масс с последующей сушкой и обжигом до спекания. КПДП характеризуются высокими прочностными показателями и большой сопротивляемостью на истирание. Плитки бывают гладкие, шероховатые и рифлёные, одноцветные и многоцветные. По форме КПДП выпускаются квадратные, прямоугольные, 6-гранные и 8-гранные.

Дополнительный высокотемпературный нагрев стали ЭИ415Л возвращает ей свойства структуры закалки, обладающей высокими прочностными показателями и низкой пластичностью.

Сварку ведут электродами диаметром 4—6 мм короткой дугой без поперечных колебаний на постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока / = (50 -т- 60) с1э. Сварка покрытыми электродами позволяет получить швы с хорошими прочностными свойствами, но ввиду применения раскислителей происходящее легирование металла шва ухудшает его теплофизические и электрические свойства (электропроводность шва составляет 20—25% электропроводности основного металла).

Кроме феррита и перлита, в результате термической обработки можно получить и другие структуры чугуна1, обладающие лучшими прочностными свойствами, чем феррит и перлит. Однако поскольку свойства (пластичность, прочность) обычного серого чугуна в основном определяются формой графита, а при термической обработке она у этого чугуна существенно не изменяется, то термическая обработка обычного серого чугуна практически применяется редко, поскольку она не эффективна.

Технически чистые металлы характеризуются низкими прочностными свойствами, поэтому в машиностроении применяют главным образом их сплавы. Сплавы на основе железа называют черными, к ним относят стали и чугуны; на основе алюминия, магния, титана и бериллия, имеющие малую плотность — легкими цветными; на основе меди, свинца, олова и др. — тяжелыми цветными; на основе цинка, кадмия, олова, свинца, висмута и других металлов — легкоплавкими цветными; на основе молибдена, ниобия, циркония, вольфрама, ванадия и других металлов — тугоплавкими цветными.

Хромистые стали. Хром — сравнительно дешевый элемент и широко используется для легирования стали. В конструкционных сталях он частично растворен в феррите, частично в цементите, образуя карбид (Fe, (т):,С. Хромистые стали 15Х, 20Х предназначаются для изготовления небольших изделий простой формы, цементуемых па глубину 1000—1500 мкм. В хромистых сталях в большей степени развивается промежуточное превращение и при закалке с охлаждением в масле, выполняемой после цементации, сердцевина изделия имеет бейнитпую структуру. Вследствие этого хромистые стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине и лучшеи прочностью цементованного слоя. Хромистая сталь чувствительна к перегреву (но меньше, чем углеродистая), из-за карбидо-образующсй способности хрома при цементации может получаться повышенное содержание углерода в поверхностном слое. Хром мало влияет па прокалпваемость цементованного слоя, определяет склонность к внутреннему окислению.

Между основными свойствами металла сварного шва (прочностными свойствами и содержанием кислорода и водорода) и химической активностью флюса существуют связи, которые можно передать эмпирическими уравнениями, полученными на основании обработки экспериментальных данных.

Долговечность конструкции, особенно при циклическом нагружении, во многом определяется уровнем локальной напряженности металла. В связи с этим при изготовлении аппаратов и их элементов необходимо обеспечивать плавные сопряжения металла шва с основным металлом с целью снижения степени концентрации напряжений. В некоторых случаях для повышения работоспособности сварных соединений целесообразно применение твердых швов, металл которых обладает более высокими прочностными свойствами, чем ос-

Закомерности разрушения неоднородных металлических материалов существенно зависят от особенностей ИХ строения, прежде всего от границ раздели между структурными .элементами и фазами. Особый инте]>сс представляют измерения влияния структуры на деформационное поведение пористых металлов, которые могут рассматриваться как специфический предельный случай резко неоднородной среды с максимально различающимися свойствами компонентов (металлического каркаса и парового пространства). Традиционное описание деформационной структуры такого материала не всегда дает возможность для установления корректных зависимостей между механическими и прочностными свойствами и параметрами структуры. Это делает весьма актуальным привлечение методов фрактальной геометрии. В нистоищей работе на примере пористого железа проводится фрактальный анализ границ раздела в заиисимоети от интегральной пористости, задавшейся в широком интервале от 0 до 60%, и степени деформации, изменявшейся от 3% до стадии разрушения.

Установленные закономерности механического поведения неоднородных соединений оболочковых конструкций и предложенные на их основе расчетные методики оценки их несущей способности были получены исходя из предположения, что ослабленный участок соединений (мягкая прослойка) окружен твердым металлом с одинаковыми прочностными свойствами, однако на практике, особенно в сварных соединениях конструкций, выполненных из нагартованных термически упрочненных сталей и разнородных материалов, как было показано в разделе 2.1, имеет место несимметричная механическая неоднородность, которую условно можно отнести к схеме, приведенной на рис. 2.6,6 (пози-

Хромистые стали 15Х, 20Х предназначаются для изготовления небольших изделий простой формы, цементуемых на глубину 1,0...1,5 мм. Они по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементованном слое Прокаливаемость хромистых сталей невелика.

Материалы, армированные только нитевидными кристаллами, обладают также высокими прочностными свойствами. Как следует из табл. 7.1, введение в матрицу даже сравнительно небольшого объема нитевидных кристаллов повышает ее прочностные характеристики в плоскости их укладки в несколько раз, причем прочность при растяжении и межслойном сдвиге линейно зависит от объемного содержания нитевидных кристаллов (рис. 7.4). Разброс значений прочности при растяжении и сдвиге не превышал 10 % (число испытанных образцов на каждую точку — не менее восьми).

Установленные закономерности механического поведения неоднородных соединений оболочковых конструкций и предложенные на их основе расчетные методики оценки их несущей способности были получены исходя из предположения, что ослабленный участок соединений (мягкая прослойка) окружен твердым металлом с одинаковыми прочностными свойствами, однако на практике, особенно в сварных соединениях конструкций, выполненных из нагартованных термически упрочненных сталей и разнородных материалов, как было показано в разделе 2.1, имеет место несимметричная механическая неоднородность, которую условно можно отнести к схеме, приведенной на рис. 2.6,6 (пози-