Руководства, Инструкции, Бланки

образцы тангенциальные img-1

образцы тангенциальные

Рейтинг: 4.6/5.0 (1869 проголосовавших)

Категория: Бланки/Образцы

Описание

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Форма и размеры образца определяются методом механич. испытаний и видом изделия (полуфабриката), из к-рого он изготовляется. Наиболее распространены круглая и прямоугольная формы поперечного сечения образцов в рабочей части.

При изготовлении образца для механических испытаний на металлорежущих станках обработка не должна изменять свойств материала, поэтому не допускается нагрев выше 50° и наклеп. Соблюдение технологии изготовления образцов особенно важно для материалов с повышенной чувствительностью к состоянию поверхности (высокопрочные стали и сплавы). Обработка поверхности рабочей части образца должна соответствовать по крайней мере 6-му классу чистоты. Форма и размеры головок образца определяются способом крепления в захватах испытательной машины (непосредственно в губках машины, с помощью вкладышей, через штанги и т. д.). Рабочая часть образца сопрягается с головками плавной кривой, образуя т. н. галтель. Галтели обрабатываются с той же тщательностью, что и рабочая часть, т. к. галтель со следами рисок, резкими переходами, подрезами и т. п. становится местом преждевременного разрушения. Размеры рабочей части образца выдерживаются в заданных допусках, но перед испытаниями измеряются. В образцах для массовых испытаний целесообразно ужесточать допуск на основной размер рабочей части, что позволяет подсчитывать результаты испытаний по номинальному размеру, без измерения каждого образца. Из листов и тонких полос вырезаются плоские образцы, по толщине равные толщине исходного материала, причем поверхностный слой сохраняется нетронутым.

Небольшого размера трубы, полосы, проволока, а также литые образцы испытываются, как правило, без механич. обработки. Из полуфабрикатов (профилей, штамповок и т. п.), имеющих элементы прямоугольного сечения, рекомендуется изготовлять плоские образцы. Из полуфабрикатов и деталей крупных размеров вырезают обычно круглые образцы, место и направление вырезки образцов оговаривается в технич. условиях или чертежах. Для получения гарантируемых значений свойств образцы берутся из мест возможных дефектов, в направлении, поперечном к оси деформации (прокатки, вытяжки) полуфабриката или из наиболее напряженного участка изделия. Форма и размеры образца для механических испытаний влияют на нек-рые механич. св-ва материалов. Геометрич. подобие образцов разных размеров не всегда обеспечивает сравнимость результатов испытаний.

С увеличением размеров образца у большинства материалов снижается предельная пластичность (сужение, удлинение), сопротивление разрушению (особенно сопротивление отрыву), значительно падают пределы выносливости и сопротивление повторным статич. нагрузкам, повышается чувствительность к надрезу (см. Подобие геометрическое).

Большинство образцов для механических испытаний нормализовано в соответствующих ГОСТ и технич. условиях. Образцы для испытания на растяжение при комнатной темп-ре описаны в ГОСТ 1497—61, при повышенных темп-рах — в ГОСТ 9651—61. Подобные образцы используются также при определении длит, прочности (ГОСТ 10145—62) и ползучести (ГОСТ 3248—60). Для обеспечения сравнимости результатов испытаний на растяжение установлены определенные соотношения размеров образцов.

На головки тонколистовых образцов во избежание смятия можно приклепывать или наваривать с обеих сторон пластины, по форме соответствующие головке. Для испытаний на растяжение хрупких материалов применяются образцы с переменным сечением в рабочей части, выполняемой по радиусу большой кривизны.

Микромеханические испытания на растяжение проводятся на круглых образцах диаметром 0,5—1,2 мм и на плоских — толщиной до 1 мм при общей длине 10—13 мм, изготовляемых с особой тщательностью на часовых станках. Испытания на сжатие проводятся на образцах круглого, квадратного и прямоугольного сечения небольшой длины, исключающей возможность потери устойчивости во время испытаний.

Чувствительность к надрезу при статических, усталостных и динамич. испытаниях определяется на образцах с концентраторами напряжений (надрезами) различной формы. Различают внешние, надрезы (кольцевые канавки, выточки и запилы заданного профиля) и внутренние надрезы (сквозные отверстия). Форму надреза принято характеризовать остротой надреза (отношением радиуса закругления в вершине надреза Q к ширине или диаметру образца в сечении надреза dH) и его глубиной (отношением 2v/d0, где v — глубина надреза, d0 — ширина или диаметр образца вне надреза). Коэфф. концентрации ак (коэфф. формы) тем выше, чем острее надрез. При данной остроте надреза увеличение глубины до 50% вызывает рост коэфф. концентрации; при дальнейшем увеличении глубины ак уменьшается. Влияние надреза на прочность определяется формой надреза (коэфф. концентрации ак), его расположением (внутр. надрез или внешний), св-вами материала (запасом пластичности), а также способом нагружения. Так, напр. внутр. надрез (отверстие) при растяжении вызывает большее снижение прочности, чем внешний; при изгибе наблюдается обратное влияние.

Группа образцов для испытаний на усталость характеризуется повышенными требованиями в отношении обработки поверхности, значительной зависимостью формы и размеров образца от вида испытаний (типа испытательной машины). Для получения хар-к выносливости, свободных от влияния состояния поверхности, последней операцией при изготовлении образца должна быть механич. или электролитич. полировка. Для испытания на усталость применяются две формы рабочей части гладких образцов: 1) с постоянным сечением и 2) с переменным сечением. Недостатком первой формы образцов является концентрация напряжений в месте перехода цилиндрич. части к галтели, что приводит к разрушениям преимущественно вблизи галтели, и в этом случае результаты испытаний не могут характеризовать истинное сопротивление материала усталости. В настоящее время чаще применяются образцы формы, лишенные перечисленных недостатков. Однако с точки зрения статистич. фактора (нахождение различного рода ослаблений в нек-ром объеме материала) достоверность результатов испытаний образцов 1-й формы при условии их разрушения в рабочей части больше, чем у радиусных образцов, работающих при макс, напряжениях лишь в одном (минимальном) сечении. При применении образцов с постоянным поперечным сечением рабочей части галтели полируют, добиваясь лучшей их поверхности и повышая т. о. вероятность разрушения в рабочей части. Часть образцов на выносливость нормализована в ГОСТ 2860—45. Наибольшее распространение при испытании на усталость получили круглые образцы. При нагружениях чистым изгибом, изгибом в одной плоскости и растяжением — сжатием, помимо круглых образцов, применяются и плоские. Пределы выносливости цилиндрич. образцов оказываются выше, чем плоских из того же материала. При испытаниях на усталость сильное влияние оказывает масштабный фактор (см. Масштабный эффект), выносливость значительно снижается с увеличением размера образца, особенно интенсивно в области относительно малых диаметров (до 50 мм).

На выносливость статическую принято испытывать круглые (диаметром 8—10 мм) и плоские (толщина образца соответствует толщине листа, полосы) образцы, как правило, снабженные концентратором напряжений в виде круговой выточки на цилиндрич. образце или в виде отверстия в плоском, при этом отношение ширины образца к диаметру отверстия выбирается равным 5—6. К поверхности образцов из высокопрочных сталей и сплавов для испытаний на статич. выносливость предъявляются столь же высокие требования, как и к поверхности образцов, применяемых для испытания на усталость.

Лит. Дроздовский Б. А. Фридман Я. Б. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей, М. I960; Металлы. Методы механических и технологических испытаний, М. 1963

Механические испытания металлов. Испытание на изгиб в холодном или.

Другие статьи

Вырезка - заготовка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Большая Энциклопедия Нефти Газа

Психиатры утверждают, что психическими заболеваниями страдает каждый четвертый человек. Проверьте трех своих друзей. Если они в порядке, значит - это вы.
Законы Мерфи (еще )

Вырезка - заготовка

Места вырезки заготовок. количество их и ориентация продольной оси образцов ( образцы продольные, поперечные, радиальные, тангенциальные) устанавливаются соответствующими техническими условиями. Вырезка заготовок для образцов производится на металлорежущих станках с соблюдением условий, предохраняющих металл образца от наклепа и нагрева.

Место вырезки заготовок для образцов, их количество и положение указываются в соответствующих стандартах и технических условиях. Вырезка заготовок для образцов, как правило, производится на металлорежущих станках.

Места вырезки заготовок для образцов, количество их и направление продольной оси образцов по отношению к заготовке должны быть указаны в стандартах на методы отбора проб или в стандартах н технических условиях на металлопродукцию.

Места вырезки заготовок для образцов, количество их и направление продольной оси образцов по отношению к заготовке должны быть указаны в стандартах или технических условиях на металлопродукцию или на методы отбора проб.

Места вырезки заготовок для изготовления образцов на изгиб устанавливают в соответствии с ГОСТ 7564 - 73, кроме случаев, когда в стандартах или технических условиях на продукцию имеются особые требования к изготовлению образцов.

Места вырезки заготовки для изготовления образцов, ориентация оси концентраторов в изделии, технология вырезки Заготовки, и изготовления образцов, нанесения концентраторов, маркировка образцов и методы контроля должны быть указаны в нормативно-технической документации на конкретную продукцию, утвержденной в установленном порядке.

Процессу вырезки заготовок из тяжелых профилей и громоздких кусков металла предшествует грубая разметка, осуществляемая в большинстве случаев мелом или керном после измерения при помощи метра или рулетки.

. © Copyright 2008 - 2014 by Знание

Лекция 7, 8

/ Лекция 7,8

В цельнокованом варианте изготовлялись два ротора, в свар­ном — один. По расчету весов и основным параметрам поковок для ротора в цельнокованом варианте был выбран слиток ве­сом 17 т, для турбинной части ротора в сварном варианте —· весом 9,5 т.

Все три поковки изготовлялись из стали одной плавки, выплав­ленной в 40-тонной дуговой электропечи методом окисления и разлитой без вакуумирования (химический состав плавки, %: 0,17 С; 0,29 Si; 0,56??; 11,60 Сr; 0,80Ni; 0,66Mo; 0,29 V; 0,81W; 0,012S; 0,016?).

В прессовый цех слитки были поданы в горячем состоянии и посажены на консервацию с температурой на поверхности 500— 600° С. После 30-часовой выдержки при 700—800° С слитки пере­сажены в нагревательную печь и нагреты до ковочной температуры.

Поковки роторов (рис. 40) запроектированы с относительно большими припусками на механическую обработку исходя из пред­положения, что сталь ЭИ802 обладает повышенной склонностью к образованию поверхностных дефектов при ковке. Практически оказалось, что на всех ковочных операциях сталь деформировалась в условиях хорошей пластичности, не уступающей среднелегированным конструкционным сталям, и величина припуска могла быть несколько уменьшена.

Поковка цельнокованого ротора изготовлена за 14 выносов, сварного — за 12 выносов. Температурный интервал ковки пер­вых операций (до момента окончательного формирования какого- либо участка поковки) соответствовал 1200—900° С с максималь­ной температурой нагрева в печи до 1220° С. Температура нагрева при последующих выносах, когда один или несколько участков ротора уже не подвергались дополнительной деформации, не пре­вышала 1040—1060° С. Длительность подогрева заготовки в печи перед очередным выносом колебалась в пределах от 2 до 6 ч. Все операции ковки проводились на прессе усилием 3000 Т.

При первом выносе выполнялись операции подготовки цапфы под патрон и биллетирование слитка. Далее слитки за два выноса подвергались предварительной осадке (степень осадки 2,0), за последующие выносы — вытяжке. Вытяжка осуществлялась с переходом через квадрат с использованием плоских бойков шириной 500 мм. Вытяжка круглого сечения и все отделочные опе­рации выполнялись на комбинированных бойках.

При степени промежуточной осадки слитка, равной 2,0, мини­мальный коэффициент укова при вытяжке составлял по бочке ротора из слитка весом 17 т около 4,5, из слитка весом 9,5 т. около 3,5.

С температурой на поверхности 800—850° С поковки посажены в термическую печь и охлаждены по специальному режиму с изо­термическим отжигом (рис. 41).

На подине печи поковки были расположены в один ряд в сле­дующей последовательности (от одной боковой стенки печи к другой): 1-й ротор из слитка 17 т (№ 1), 2-й ротор из слитка 17 т (№ 2), 3-й ротор из слитка 9,5 т (№ 3).

При осмотре охлажденных поковок непосредственно после вы­грузки из печи не обнаружено каких-либо наружных дефектов типа трещин. Однако повторным осмотром через 90 ч после вы­грузки поковок на поверхности бочки ротора № 2 выявлена тонкая продольная трещина протяженностью около 600 мм. Твердость металла вблизи трещины оказалась в пределах НВ 320—340.

Факт образования трещины в поковке ротора через несколько суток после ее охлаждения и высокая твердость металла свидетель­ствуют о неполном завершении процессов распада аустенита в ме­талле поковки в процессе ее тепловой обработки и охлаждения в печи. Наличие значительного количества остаточного аустенита и его распад с образованием мартенситной структуры при вылежи­вании поковки на воздухе вызвал фазовые напряжения столь боль­шой величины, которые повлекли за собой нарушение сплошности металла.

Анализ возможных причин образования трещины в поковке № 2 и связи с условиями ее охлаждения при одновременном отсутствии трещин в поковках № 1 и 3 приводит к следующему объяснению этого явления: поковка № 2 располагалась в средней части подины ночи между двумя другими поковками и, следовательно, при пере­охлаждении находилась в наименее благоприятных условиях, так как тепловое воздействие двух крайних поковок роторов практически вызывало менее глубокое переохлаждение поковки № 2, что, в свою очередь, неизбежно способствовало более вялому мартенситному распаду аустенита и потенциальному накоплению фазовых напряжений за счет большого количества остаточного

Предполагая возможное наличие повышенных напря­жений и в поковках роторов № 1 и 3, они были посажены в термическую печь и допол­нительно обработаны по сле­дующему тепловому режиму: нагрев до 650—680° С, пе­реохлаждение до 250—300° С, последующий нагрев до 650— 680° С и охлаждение в печи до 100° С со скоростью 20— 30 град/ч. Одновременно в этой же садке с целью сниже­ния твердости для после­дующей разрезки и иссле­дования была дополнитель­но обработана и поковка ротора № 2.

Осмотр поверхности по­ковок после повторной теп­ловой обработки подтвердил отсутствие трещин в поков­ках № 1 и 3 и стабильное со­стояние трещины, ранее об­наруженной в гюковке № 2.

Далее поковки подверга­лись грубой механической обработке с рассверловкой осевого канала диаметром 70 мм (без расточки компрессорной части ротора) и последующей закалке с отпуском в вертикаль­ной печи. Температурный режим закалки был таким: посадка в печь при температуре 300° С, нагрев до 1050° С за 32 ч, вы­держка при этой температуре 5 ч, охлаждение в масле. Режим отпуска: нагрев до 705° С, выдержка при этой температуре 20 ч, охлаждение в печи до 100° С со скоростью 15 град/ч.

Испытания механических свойств металла проведены на штат­ных пробных кольцах от бочки турбинной и компрессорной частей ротора (тангенциальные образцы) и пробных брусках от концевой части ротора (продольные образцы). Дополнительно от каждой поковки испытывалась серия колец разных диаметров, вырезан­ных из торцовой зоны компрессорной бочки ротора (рис. 42). Целью дополнительных испытаний явилось изучение динамики изменения механических свойств поковки от периферии к осе­вому каналу. В табл. 26 приведены результаты механических испытаний.

Обе поковки имеют показатели прочности ниже норм техни­ческих условий. Следует, однако, признать, что для крупных ротор­ных поковок норма ?0,2 > 65 кГ/мм 2 несколько завышена и тех­нические требования по этому показателю надлежит обусловить минимальным значением (около 60—62 кГ/мм2).

Вполне удовлетворительный уровень пластичности и ударной вязкости при ?0,2 > 60 кГ/мм 2 и относительная стабильность этих характеристик по сечению бочки в торцовой зоне роторов свидетельствуют об отсутствии в этой зоне серьезных металлурги­ческих дефектов и об удовлетворительной механической и термиче­ской проработке металла.

Изломы всех образцов характеризуются волокнистым строе­нием. Микроструктура металла, характерная для образцов, отобранных от разных участков торцовой зоны ротора, состоит из сорбита, ориентированного по мартенситу. Единственным от­личием микроструктуры металла центральной зоны (вблизи рас­точки) от периферийных зон является наличие в ней относи­тельно крупных участков ?-феррита. Из табл. 26 видно, что это не оказало существенного влияния на изменение величины удар­ной вязкости.

Поковки подвергались перископическому осмотру осевого ка­нала и ультразвуковой дефектоскопии. Никаких внутренних поро­ков металла не выявлено.

Поковка ротора № 1 подвергалась дальнейшей механической обработке и после доведения ее до окончательных размеров была проконтролирована травлением. Макроконтроль шеек, торцовых плоскостей дисков и других доступных для травления и осмотра мест ротора показал отсутствие на поверхности каких-либо дефек­тов.

Для более глубокого анализа качества металла поковка ротора № 3 (сварной вариант) подвергалась разрезке и детальному иссле­дованию.

Из середины бочки ротора вырезали диаметральный темплет шириной 120мм и серию колец от периферии до осевого канала для механических испытаний в тангенциальном направлении (рис. 43). С шлифованной торцовой поверхности темплета был снят серный отпечаток, который показал наличие в поковке внецентрен- ной ликвации вредных примесей в зоне средней трети радиуса. В остальных участках распределение вредных примесей нормаль­ное и соответствует одному и двум баллам по шкале НКЗМ. Хи­мическим анализом стружки из разных мест Темплета заметной ликвации элементов невыявлено (табл. 27). При травлении торцовой плоскости темплета никаких дефектов на поверхности не обнару­жено.

В табл. 28 приведены результаты механических испытаний (на тангенциальных образцах) колец 21—29 (рис.43). Неожидан­ным является резкое падение свойств пластичности (относитель­ного удлинения и относительного сужения) в зоне внутренней половины радиуса, где показатель? снижается с 18—20% на периферии до 2—4% в середине радиуса и 0,4 —1,3% вблизи рас­точки, а показатель? — соответственно с 31—43 до 6—6,5 и 2,5—3%.

Наряду с этим имеет место относительная стабильность значе­ний ударной вязкости. Даже вблизи расточки показатель ан имеет вполне удовлетворительные значения (около 4—5 кГ-м/см2).

Из свойств прочности резко снижается показатель ?„, значение которого в центральной зоне приближается к значению?0 2 .

В изломе разрывных образцов колец 25—29 наблюдаются'свет­лые пятна, по внешнему виду напоминающие флокены в конструк­ционной стали. Такие образцы отличались хрупким разрушением под углом около 45° к оси образца. Излом разрывных образцов, расположенных в периферийной зоне — темнокристаллический волокнистый. В изломах всех ударных образцов никаких дефектов не замечено.

Как показал анализ образцов, микроструктура металла прак­тически одинакова по всему сечению темплета, за исключением количества ?-феррита, содержание которого несколько увеличи­вается по мере приближения к отверстию ротора.

Дополнительно к кольцам были испытаны и разные участки по радиусу темплета, разрезанного для дальнейшего исследования.

В данном случае от каждого участка отбирались образцы в танген­циальном, радиальном и осевом направлениях. На рис. 44 приве­дены графики изменения предельных значений механических свойств ротора, построенные по результатам испытаний двух — четырех образцов от каждого участка.

Общая картина изменения механических свойств темплета в тангенциальном направлении такая же, как и колец. В радиаль-

ном направлении динамика падения значений ? и? заметно не от­личается от тангенциального направления. На продольных образ­цах показатели? и? в центральной зоне имеют сниженные значе­ния, но резкого падения их не отмечается.

Характер излома разрывных образцов аналогичен ранее опи­санному: наличие светлых пятен или группы очень мелких светлых прослоек, рассредоточенных по поверхности излома в образцах с низкой пластичностью. Отмечена характерная особенность разрывных образцов после разрушения: при наличии видимых

дефектов в изломе и хрупком разрыве на цилиндрической поверх­ности половинок образцов отсутствуют какие-либо следы надрывов. В образцах с относительно высокой пластичностью излом был во­локнистым без каких-либо видимых дефектов.

Главная задача исследования заключалась в установлении характера выявленных дефектов, механизма их образования и при­чины пониженных свойств пластичности в центральной зоне ротора.

Первоначальная попытка объяс­нить развитие дефектов и пони­женную пластичность металла в глубинных зонах ротора ликва- ционными скоплениями не была успешной, так как противоре­чила ряду фактов. В частности, в этом случае необъяснимым был факт отсутствия дефектов в при- торцовых участках осевой зоны обоих роторов и вполне сопоста­вимые свойства пластичности ме­талла периферийной и централь­ной зон в области торцов. Разница в динамике изменения механичес­ких свойств от периферии к рас­точке в торцовой и срединной зонах бочки ротора № 3 графически по­казана на рис. 45.

Детальное изучение вопроса, сопоставление фактов и особен­ностей поведения металла при­вело к заключению, что выявляе­мые в изломе разрывных образ­цов дефекты являются пороками типа флокенов, а пониженная пластичность в участках, где эти дефекты не обнаруживаются, — результатом водородной хрупкости металла.

Действительно, поведение металла в участках низкой пластич­ности, т. е. в глубинной приосевой зоне, отличается характерным признаком водородного охрупчивания: преждевременное хрупкое разрушение стали с уменьшением предела прочности проявляется только при испытании на разрыв, в условиях статического нагру- жения, и фактически совсем не проявляется при ударных испыта­ниях. Характерна и высокая пластичность стали в осевых, но приторцовых зонах роторов, где в результате многократных тепловых обработок и связанного с этим значительного удаления водорода влияние его на охрупчивание стали не наблюдается. Область распространения относительно высоких показателей пла­стичности ? и? металла центральных участков ротора № 3 от торца к глубинным зонам проверена путем механических испы­таний шести рядов колец, дополнительно вырезанных по длине ротора, начиная от торца. Выявлено, что приторцовый участок с резко ослабленным влиянием водорода на охрупчивание стали простирается на глубину около 150 мм. Далее начинает заметно проявляться низкая пластичность металла как результат повы­шенного содержания водорода в этой области ротора.

Предположение о безусловной связи пониженных свойств пластичности металла в глубинной зоне ротора с водородной хруп­костью было подтверждено сопоставлением содержания водорода и механических свойств образцов, взятых из зоны средней трети радиуса до и после специальной тепловой обработки. Дополнитель­ная длительная выдержка образцов при 600° С в течение 300 ч повысила значение? с 6—7 до 15—18% и значение? с 11—15 до 26—40% при практически неизменном значении??. Содержание водорода снизилось с 2,85 до 0,5 см3/ 100 г. Таким образом, была установлена прямая связь между содержанием водорода и охрупчиванием металла ротора.

Водородное охрупчивание высокохромистых сталей типа ЭИ802, по-видимому, имеет такие же особенности и принципи­ально подчиняется таким же закономерностям, как и в других легированных сталях. Перечислим основные из них.

Выше уже было сказано о практически незаметном проявлении охрупчивания при испытаниях на удар. В области упругих напря­жений водород не оказывает существенного влияния на механи­ческие характеристики, в том числе на величину модуля упру­гости. Влияние водорода сказывается при испытании на разрыв преимущественно в начальный момент пластической деформации. Наиболее резко водородная хрупкость проявляется в стали, имеющей высокую прочность и мартенситную структуру, и при испытаниях на поперечных и тангенциальных образцах. На свой­ства материала в ненапряженном состоянии водород не оказывает влияния. Водородная хрупкость проявляется только при наличии растягивающих напряжений и незаметна при испытании металла на сжатие. При неравномерном распределении водорода в стали общая пластичность образца при испытании на растяжение соот­ветствует пластичности участков, содержащих наибольшее коли­чество водорода. Водород повышает анизотропию механических свойств металла. Наличие в стали металлургических дефектов (неметаллических включений, крупных ликвационных скоплений и пр.) усиливает водородное охрупчивание металла [57, 58].

Восстановление при длительном отпуске пластических свойств образцов, отобранных из охрупченной зоны ротора, свидетельст­вует об отсутствии в металле трещин и других нарушений сплош­ности. Действительно, в изломах этих образцов не отмечено каких- либо дефектов, несмотря на их хрупкое разрушение. Однако по мере приближения к расточке примерно в пределах диаметра 200— 220мм (внутренняя треть радиуса) в изломах разрывных образцов начинают появляться дефекты — светлые пятна.

Комплексом дополнительных испытаний установлено, что де­фекты типа светлых пятен, обнаруживаемых в изломе танген­циальных образцов, отсутствуют в металле в области упругих напряжений и появляются лишь за пределом текучести, т. е. при обязательном наличии пластической деформации.

Какова природа этих дефектов? под воздействием каких факто­ров они образуются в металле, резко снижая его пластичность? каковы пути их устранения?

Специально поставленными опытами выявлено, что длитель­ный отпуск тангенциальных образцов, отобранных от участков металла, примыкающих к расточке, не восстанавливает его пласти­ческие свойства, несмотря на заметное снижение содержания водо­рода (табл. 29). В изломах всех образцов обнаружены дефекты типа светлых пятен и прослоек. Следовательно, в металле зон, рас­положенных вблизи расточки, уже в исходном состоянии имеются микротрещины, которые не улавливаются обычными методами контроля — травлением и ультразвуковой дефектоскопией, но активно развиваются за пределом текучести.

Характер образования и развития этих дефектов представляется следующим. Содержание водорода в поперечном сечении ротора увеличивается от периферии к центру (в частности, в поковке

ротора № 3 содержание водорода с 1,2 см31 100 г в периферийной зоне увеличивается до 3,25 см3/ 100 г в районе расточки). В сече­нии, соответствующем наружной половине радиуса, охрупчивания металла не происходит. Но по мере дальнейшего приближения в осевой зоне в связи с повышенным содержанием водорода в ме­талле свойства пластичности снижаются и процесс охрупчивания становится все более активным. В пределах внутренней половины радиуса существует критическое сечение — граница перехода водородной хрупкости стали из обратимой формы в необратимую. К обратимой форме мы относим такое состояние охрупчивания, когда в металле еще нет никаких следов микротрещин, вызванных водородом, и его пластические свойства восстанавливаются после удаления части водорода специальной тепловой обработкой.

Необратимая форма водородной хрупкости предопределяет наличие в металле тонких не выявляемых обычными методами контроля микронесплошностей, которые, усиленно развиваясь под воздействием высоких напряжений, проявляются в начальный момент пластической деформации в виде местных разрывов — трещин (в изломе они проявляются в виде светлых пятен). Любая тепловая обработка уже не восстанавливает пластические свойства такой стали и не может приостановить процесс развития трещин за пределом текучести.

Основная причина образования микротрещин в металле ро­тора — повышенное содержание водорода в пределах критического сечения, примыкающего к отверстию. Но одновременно в этой области ротора действует и ряд других металлургических факто­ров, способствующих развитию дефектов. В частности, большое значение имеет ликвация углерода и других элементов, повышаю­щих устойчивость переохлажденного аустенита. Именно в осевом участке создаются наибольшие фазовые напряжения, связанные с превращением остаточного аустенита после охлаждения поковки. Ликвационные участки и неметаллические включения, повышая хрупкость стали, сами по себе благоприятствуют развитию несплошностей металла, но их роль еще усиливается тем, что они являются причинами локальной концентрации водорода. Обога­щение ликвационных участков водородом происходит при струк­турном превращении аустенита. Одновременно понижается мест­ная растворимость водорода и затрудняется его диффузионное рассасывание из обогащенных участков. Под воздействием этих факторов металл резко охрупчивается с образованием микро­трещин.

Таким образом, в осевой зоне ротора, преимущественно в участ­ках ликвационных скоплений, создаются ослабленные дефектные места, которые при дополнительных структурных, термических или механических напряжениях (например, при растяжении раз­рывного образца) становятся очагами хрупкого разрушения с вы­явлением характерных светлых пятен в изломе.

Природа этих дефектов и степень их влияния на механические свойства стали в основном такие же, как и у обычных флокенов. Разница заключается лишь в их более скрытом состоянии и в неко­торых особенностях проявления, в связи с чем такие дефекты нами названы псевдофлокенами. Главной их особенностью является микросостояние в упругой области и практическая невозможность выявления обычными неразрушающими методами контроля: трав­лением, перископическим осмотром осевого канала и ультразву­ковой дефектоскопией.

В случае установки ротора с подобными дефектами на машину возникает большая опасность его преждевременного выхода из строя и даже разрушения. Уверенность в том, что резкое проявле­ние псевдофлокенов в виде макротрещин имеет место только в на­чальной стадии пластической деформации, т. е. за пределом теку­чести, ни в коей мере не является гарантией надежной работы де­тали. В определенные периоды эксплуатации машины, например при пуске, в наиболее нагруженных зонах ротора возникают мест­ные перенапряжения, достигающие иногда значений, близких в пределу текучести. Это происходит прежде всего в осевых участ­ках ротора, где главным образом и расположены рассматриваемые дефекты. Такие местные перенапряжения при условии использо­вания металла с достаточно высокой пластичностью не опасны, так как они компенсируются практически безвредной деформацией. Но при наличии в металле дефектов типа псевдофлокенов и при чрезвычайно низком запасе пластичности большие перенапряже­ния вызывают развитие макротрещин — опасных концентраторов напряжений, которые могут привести к разрушению ротора.

В связи с этим, учитывая особенности дефектов, обнаруживае­мых в осевой зоне деталей, и их скрытый характер, для поковок роторов, изготовляемых из сложнолегированных высокохроми­стых сталей типа ЭИ802, следует сверх обычных методов контроля установить дополнительную проверку трепанированного осевого стержня. В случае резко заниженной пластичности металла и нали­чия псевдофлокенов ротор не должен допускаться к использова­нию на машине. Конструкция роторов из таких сталей должна предусматривать технологическую возможность трепанирования осевого стержня из глубинных зон поковки.

Как уже было отмечено выше, любые термические и фазовые напряжения дополнительно к действию водорода как основного фактора способствуют образованию в крупных поковках из стали ЭИ802 микро- или макронесплошностей металла (флокенов). При одинаковом содержании водорода в металле могут возникнуть условия, при которых в одной из поковок флокены будут нахо­диться в скрытом состоянии (псевдофлокены), в другой — в виде макротрещин, видимых на темплетах невооруженным глазом и легко выявляемых травлением и ультразвуковой дефектоскопией.

Показательным в этом отношении является ротор № 2, откован­ный из 17-тонного слитка той же плавки, что и ротор № 3.

В поковке ротора № 2 после первичной тепловой обработки и охлаждения по специальному режиму обнаружена продольная трещина. Это означает, что в определенный момент в некоторых участках поковки величина внутренних напряжений, безусловно, превышала предел текучести стали, т. е. были созданы предпо­сылки для проявления псевдофлокенов в виде макротрещин, обна­руживаемых обычными методами контроля.

Для проверки этого положения поковка ротора № 2 подверга­лась детальному исследованию. После обдирки и термической обработки (закалка с 1070° С с охлаждением в масле и отпуск при 700—710° С с охлажде­нием в печи до 200° С) ротор прозвучивался с поверхностей бочки и шеек. В шейках вну­тренних пороков метал­ла не обнаружено. В бочке ротора ' на глу­бине 180—200 мм от поверхности помимо границ продольной тре­щины выявлено боль­шое скопление дефек­тов в эталонном сравне­нии диаметром 3—5 мм. Дефекты четко выявлялись ультразвуковым дефектоскопом.

Для более полного исследования характера дефектов, их вели­чины, расположения и влияния на механические свойства металла из середины бочки турбинной части ротора диаметром 620 мм вырезали два темплета шириной 35 и 120 мм. Плоскости тонкого темплета шлифовались и подвергались травлению. В центральной части темплета в пределах диаметра 250—300 мм обнаружены групповые скопления тонких штрихообразных трещин протяжен­ностью от 0,5 до 4 мм (рис. 46). Излом образцов, вырезанных в на­правлении, перпендикулярном трещинам, был крупнокристалли­ческий с характерными для флокенов светлыми пятнами, хотя и не такими блестящими, как флокены в конструкционной легиро­ванной стали (особенно хромоникелевой), но достаточно заметными и типичными для хрупкого разрушения без пластической дефор­мации. Внешний вид дефектов в изломе характерен для несплошностей металла, образуемых после окончательной ковки, когда металл уже не деформируется под воздействием каких-либо внеш­них условий.

Любопытной особенностью дефектов является их преимущест­венное расположение в центральной зоне ротора вблизи трещины, т. е. в месте наиболее высокой концентрации внутренних напряже­ний, появившихся в поковке ротора в процессе охлаждения. Наи­более крупные дефекты непосредственно примыкают к трещине. В некотором отдалении от нее расположены очень мелкие, едва различимые несплошности металла. Со стороны, противоположной трещине, видимых дефектов не обнаружено.

Механические испытания темплета толщиной 120 мм показали резкое падение свойств пластичности на тангенциальных и ради­альных образцах в центральных участках ротора. Например, в тангенциальном направлении показатель? изменяется от 15— 16% в периферийной зоне до 6—7% в зоне средней трети радиуса и 4—4,5% в центре. Показатель? соответственно имеет зна­чения 35—45, 11—15 и 2—5%, а ударная вязкость—4—5, 2—4 и 1—2 кГм/см 2. Показатели прочности снижаются незначи­тельно. В изломах разрывных образцов с пониженной пластич­ностью обнаружены светлые пятна типа флокенов.

Тангенциальный образец - это

тангенциальный образец это: Смотреть что такое "тангенциальный образец" в других словарях:

ГОСТ 23431-79: Древесина. Строение и физико-механические свойства. Термины и определения — Терминология ГОСТ 23431 79: Древесина. Строение и физико механические свойства. Термины и определения оригинал документа: 31. Абсолютно сухая древесина E. Oven dry wood F. Bois sec absolu Древесина, высушенная до постоянной массы при температуре… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 13699-91: Запись и воспроизведение информации. Термины и определения — Терминология ГОСТ 13699 91: Запись и воспроизведение информации. Термины и определения оригинал документа: 241 (воспроизводящая) игла: Игла, следующая по канавке записи механической сигналограммы с целью воспроизведения информации Определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Берлин — У этого термина существуют и другие значения, см. Берлин (значения). Город Берлин нем. Berlin … Википедия

Образцы тангенциальные

тангенциальный

Сечения досок тангенциальной [3] (сверху) и радиальной (снизу) распиловки

Значение Править
  1. геометр. направленный по касательной в выбранной точке к какой-либо выбранной кривой (плоскости), что-либо описывающей ? Кроме сил гравитационного притяжения, на Солнце и планеты действуют тангенциальные силы приливного трения. В. В. Ахияров, «Гравитация в солнечной системе», 2002 г. // «Геоинформатика» (цитата из Национального корпуса русского языка. см. Список литературы ) ? Описанные исследования относятся к силам, возникающим при излучении, нормальном к поверхности; Пойнтинг дополнил эти опыты в том отношении, что рассмотрел случай падения пучка лучей наклонно к поглощающей поверхности; в этом случае точная сила давления разлагается на две составляющих, из которых одна направлена нормально, а другая тангенциально к поверхности; Пойнтинг закрепил поглощающее (покрытое сажей) крыло перпендикулярно коромыслу весов и направил пучок лучей под 45°к крылу; при такой постановке опыта вращение может быть вызвано только тангенциальной составляющей; из наблюдаемого отклонения энергия падающего пучка лучей была найдена равной 5,8 кал/сек, что в пределах ошибок наблюдения можно считать совпадающим с непосредственно измеренными количествами энергии 6,5. П. Н. Лебедев. «Силы светового давления», 1905 г. (цитата из Национального корпуса русского языка. см. Список литературы )
  2. матем. определяемый тангенсом угла ? Не указан пример употребления (см. рекомендации ).
  3. спец. такой, при котором плоскость распиловки. среза параллельна слоям годичных приростов ? Учет усушки фризы по ширине и толщине производился с подразделением на фризу радиальной и тангенциальной распиловки. Известия Поволжского лесотехнического института, 1933 г.
Синонимы Править Антонимы Править Гиперонимы Править Гипонимы Править Родственные слова Править

Образцы тангенциальные

ХН35ВТ

Назначение: лопатки газовых турбин, диски, роторы, крепёжные детали.

Температура начала интенсивного окалинообразования – 850-900оС.

Рекомендуемая температура применения – 650оС.

Срок работы – весьма длительный.

Сталь применяется как жаропрочная.

Температура ковки, оС: начала 1170, конца 850. охлаждение на воздухе.

Свариваемость – трудно свариваемая. Способ сварки – РДС, электроды КТИ-762. Для снятия сварочных напряжений рекомендуется последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием – в термообработанном состоянии при НВ 269, σВ=951 МПа, Kυ б. ст=0,15, Kυ тв. спл=0,3

Сортамент, форма и размеры стали должны соответствовать требованиям:

горячекатаной круглой – ГОСТ 2590-88;

горячекатаной квадратной – ГОСТ 2591-88, ОСТ 14-2-205-87, отраслевого стандарта Минчермета СССР;

кованой круглой и квадратной – ГОСТ 1133-71;

горячекатаной и кованой полосовой – ГОСТ 4405-75;

горячекатаной полосовой – ГОСТ 103-76;

горячекатаной шестигранной – ГОСТ 2879-88;

калиброванной круглой – ГОСТ 7417-75;

калиброванной квадратной – ГОСТ 8559-75;

калиброванной шестигранной – ГОСТ 8560-78;

со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77.