- •8. Термическая обработка стали
- •9. Упрочнение поверхности стальных деталей
- •Размеры и величины прогибов образцов-свидетелей при обработке поверхностей деталей дробью
- •Влияние упрочнения на малоцикловую усталость сталей*
- •Составы углерод насыщенных сред (карбюризаторов), применяемых в процессе цементации сталей, и режимы химико-термической обработки изделий
- •Режимы термической обработки цементованных изделий
- •Общие принципы выбора температуры (°с) термической обработки цементованных сталей
- •Рекомендуемые значения контрольной и поверхностной твердости при установлении эффективной толщины слоя
- •Глубина слоев при различных условиях проведения цементации в мм
- •Составы основных насыщающих сред и режимы химико-термической обработки при азотировании
- •Режимы азотирования конструкционных и инструментальных сталей
- •Составы ванн и режимы цианирования изделий
- •Составы сред и режимы борирования сталей
- •Составы сред и режимы силицирования сталей
- •Составы сред и режимы алитирования сталей
- •Составы сред и режимы хромирования сталей
- •10. Коррозия и коррозионностойкие материалы
- •Примеры коррозионных пар
- •Пятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов
- •Прочность и сопротивление коррозионному растрескиванию коррозионностойких сталей
- •Химический состав (%) хромистых коррозионностойких сталей (гост 5632–72)
- •Характеристики механических свойств и режимы термической обработки хромистых коррозионностойких сталей мартенситного, мартенситно-ферритного и ферритного классов
- •12. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
- •Режимы термообработки и характеристики механических свойств сортового проката из жаропрочных сталей при нормальной температуре
- •Режимы термической обработки, пределы ползучести и длительной прочности легированных сталей перлитного и мартенситного классов, применяемых для длительной службы
- •Примерное назначение низколегированных жаропрочных сталей перлитного класса
- •Режимы термической обработки и характеристики механических свойств сортового проката из жаропрочных аустенитных сталей (при нормальной температуре)
- •Пределы ползучести и длительной прочности жаропрочных аустенитных сталей, применяемых для длительной службы*
- •Пределы длительной прочности и ползучести сплавов на железо-никелевой основе *1
- •Пределы длительной прочности и ползучести сплавов на никелевой основе*1
- •13. Хладостойкие стали и сплавы
- •Состав и механические свойства сталей 20л и 20фл
- •Средние показатели выплавки высокопрочной стали
- •Влияние остроты надреза на температуру перехода стали в хрупкое состояние
- •Основные признаки хрупкого и вязкого разрушения
- •Конструкционные низколегированные стали для сварных конструкций северного исполнения и основные области их применения
Влияние остроты надреза на температуру перехода стали в хрупкое состояние
Тип образца |
Температура перехода, °С |
||
15ХСНД |
Ст3сп |
Ст3кп |
|
Стандартный надрез R = 1 мм |
–80 |
–60 |
–20 |
Острый надрез R= 0,25 мм |
–20 |
–10 |
10 |
Чем острее надрез, тем выше концентрация напряжений, тем больше опасность хрупкого разрушения.
Известен случай разрушения сферического резервуара диаметром 11,735 м с толщиной стенок 15,8 мм, служившего для хранения сжатого водорода. Авария произошла при температуре минус 18 °С. Трещины шли по сварным швам. Возле места приварки лаза к сфере наблюдался ряд небольших трещин, возникших в процессе изготовления, которые и послужили, по мнению автора, очагами разрушения. В связи с этим автор указывал, что опасность разрушения при низких температурах особенно сильно возрастает при одновременном сочетании концентрации напряжений, пороков сварки или дефектов материала и больших остаточных напряжений.
При хрупких разрушениях очаги трещин обычно возникают в местах концентрации напряжений. Особенно опасно действие конструктивных концентраторов напряжений в сочетании с местными напряжениями, вызванными сосредоточенным приложением нагрузки или остаточными напряжениями.
Совместное действие остаточных напряжений и концентраторов привело к аварии грузового судна CIM, которое строилось в Стурджоне (США): разрушился стыковой шов обшивки, разрушение распространилось в обоих направлениях на длину около 3 м. Начальной точкой разрушения было пересечение шва обшивки со стыковым швом в настиле двойного дна, сваренного несколько раньше. В результате несоблюдения последовательности сварочных операций возникли объемные остаточные напряжения, которые и обусловили переход соединения в хрупкое состояние. Резкое снижение температуры с 2 до –18 °С привело к аварии (сварка –– 1 января, авария –– 4 января).
Технологические факторы
Чистота поверхности. Макро- и микронеровности, остающиеся на поверхности после грубой обточки, вызывают местное увеличение напряжений и наклеп поверхности, поэтому порог хладноломкости у таких образцов сдвинут в сторону положительных температур по сравнению со шлифованными или полированными образцами.
Травление поверхностного слоя после механической обработки уменьшает влияние концентраторов напряжений на переход в хрупкое состояние стали при низких температурах и сдвигает порог хладноломкости в сторону низких температур.
Поверхностные покрытия также сдвигают критическую температуру перехода в хрупкое состояние в сторону низких температур.
Дефекты сварного соединения. В сварном шве возможно образование пористости, непроваров и трещин, которые могут служить концентраторами напряжений и способствовать хрупкому разрушению.
Признаки хрупкого и вязкого разрушения
Характерными признаками вязкого и хрупкого разрушения являются энергоемкость, т. е. величина работы разрушения, вид трещины и поверхности излома (рис. 13.12) и скорость распространения трещины (табл. 13.4).
Таблица 13.4