Вопрос 8: Ударная вязкость стали, порог хладноломкости.

Ударная вязкость – способность материала поглощать Е удара без разрушения, также показатель хрупкости стали.

Способ приложения нагрузки – падающая гиря, маятник или молот;

Вид надреза в месте приложения удара:

KCU – испытание по методу Шарпи

KCV – испытание по методу Межане

П орог хладноломкости – это t, при которых ударная вязкость составляет 30 Дж/см²

Зависимость ударной вязкости от температуры характерна тем, что

Переход от вязкого разрушения к хрупкому происходит, как правило, скачкообразно, в узком температурном диапозоне, называемом порогом хладноломкости. Обычно в качестве порога хладноломкости принимают температуру, при которой ударная вязкость становиться меньше определенной величины. Склонность стали к хрупкому разрушению при низких t зависит от :

Величины зерна

Наличия вредных примесей

Толщины проката

Порог хладноломкости стали

С 235 0 - -10°С (для кипящей)

С 255 -20 - - 30°С(низколегированные )

- 40 и ниже (низколегированные)

При ↑ толщины проката порог хладноломкости смещается в область более высоких температур.

Вопрос 9: Влияние факторов старения, наклепа и коррозии на свойства стали и алюминиевого сплава.

Перестройка структуры и изменение прочности и пластичности происходят в течение достаточно длительного времени, поэтому данное явление называется старением.

Старение – процесс выделения углерода в кристаллическую решетку.(рис.1)

Н а старение влияют 3 фактора: структура стали (кипящая в несущ – х констр-х), t = 200°C, механические воздействия.

П овторные загружения в пределах упругих деформаций(до предела упругости) не изменяют вида диаграммы работы стали, нагружение и разгрузка будут происходить по одной линии (рис 3а). Если образец загрузить до пластического состояния и затем снять нагрузку, то появится остаточная деформация ε_ост(рис 3б). При повторном нагружении образца после некоторого «отдыха»(при повторном нагружении без «отдыха» диаграмма нагрузки имеет петлеообразный характер рис 3в) материал работает упруго до уровня предыдущего загружения.

Наклеп – повышение упругой работы материала в рез-те предшествующей пластической деформации. (рис 2.)

Рис3:А) в пределах упругих деформаций, б) с перерывом (после «отдыха»), в) без перерыва.

Вопрос 10: Явление усталости стали при вибрационных воздействиях

Многократное (миллионы раз) повторное нагружение может привести к разрушению при напряжениях < , чем временное сопротивление и даже предел текучести. Это явление называется усталостью металла, а разрушение – усталостным. Способность металла сопротивляться усталостному разрушению – выносливость, а напряжения, при которых происходит разрушение – вибрационной прочностью ϭ_вб.

Усталостное разрушение происходит вследствие накопления числа дислокации при каждом загружении и концентрации их около стыков зерен с последующим скоплением в большие группы, что способствует разрыхлению металла в этом месте и, наконец, образованию трещины, которая развиваясь, приводит к разрыву. При каждом нагружении деформации в поврежденном месте нарастают. Линии разгрузки не совпадают с линиями нагрузки, образуя петли гистерезиса.

Процесс усталостного напряжения происходит в 3 стадии: циклическое нагружение до образования трещины, рост трещины и хрупкий излом.

Вибрационная прочность зависит от числа циклов загружения n (рис1), вида загружения, который характеризуется коэффициентом ассиметрии ρ = ϭ_min/ϭ_max, где ϭ_min, ϭ_{max –} соответственно наим и наиб напряжение. (рис 2)

При > коли-ве числе циклов кривая вибрационной прочности (кривая Веллера) асимптотически приближается к некоторому пределу, называемому пределом выносливости (усталости) (рис 1, кривая1).

П ри изменении ρ от +1 (постоянная нагрузка) до – 1 (полный симметричный цикл) усталостная прочность падает. Для низкоуглеродистой стали при ρ = 0 предел усталости равен пределу текучести, а при ρ = -1 составляет примерно 0,6 ϭ_у. на предел выносливости влияет и вид напряжения: при преобладании сжатия он выше.

Для низколегированных сталей (С345 - 390) предел усталости приближается к пределу текучести при ρ = 0,25, а при полном симметричном цикле составляет 0,5 ϭ_у, т.е. относительная усталостная прочность (ϭ_уст /ϭ_у) с ↑прочности стали снижается.