Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Сварка титана -> Малоцикловая усталость сварных соединений титана -> Малоцикловая усталость сварных соединений титана

Малоцикловая усталость сварных соединений титана

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3 

МАЛОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ НАТУРНЫХ ОБРАЗЦОВ

Прочность детали при повторных нагрузках в значительной степени зависит от ее размеров и конфигурации. Известно, что с увеличением размеров деталей снижаются характеристики циклической усталости. Чувствительность к эффекту масштаба увеличивается с повышением прочности материала. Влияние размеров и конфигурации деталей, работающих при повторных нагрузках, обычно учитывают с помощью коэффициентов масштабного фактора и концентрации напряжений. Однако расчет прочности детали с использованием результатов испытаний стандартных образцов и коэффициентов не определяет истинных характеристик работоспособности детали. Обычно неточности расчета и нестабильность усталостных свойств учитывают коэффициентом запаса прочности. Однако этот учет не является полным, поэтому для определения характеристик усталости при конструировании ответственных узлов в больших масштабах проводят циклические испытания натурных образцов и деталей.

В настоящем разделе приведены результаты исследования МЦУ натурных трубчатых образцов из титановых сплавов ВТ14, ВТ22 и стали 30ХГСНА. Высокопрочная сталь 30ХГСНА нашла широкое применение в ответственных силовых конструкциях, поэтому она использована для сравнения при исследовании усталости высокопрочных титановых сплавов.

Испытания проводили на специальных стендах на знакопеременный изгиб при симметричном цикле нагружения. Для контроля приложенных нагрузок использовали манометры, тензодатчики и динамометры.

МЦУ натурных образцов, изготовленных из различных материалов. Для сравнения МЦУ различных материалов испытана серия несварных образцов (рис. 77, а), из сплава ВТ14 (σв = 92 кгс/мм2), ВТ22 (σв=110 кгс/мм2) в отожженном состоянии и стали ЗОХГСНА после закалки и отпуска (σв = 170 кгс/мм2). Испытания образцов проводили на трех уровнях напряженности. Кривые строили в координатах N→σив (где N - число циклов до разрушения; σи = вmax = вmin - максимальное напряжение цикла, σв - временное сопротивление разрушению основного металла). Для построения кривых использовали четвертую точку: при σив, N = 0. Результаты испытаний (рис. 78) свидетельствуют о высокой работоспособности при малоцикловых нагрузках образцов из высокопрочных сплавов титана в отожженном состоянии. Долговечность образцов из сплавов ВТ14 и ВТ22 выше долговечности образцов из стали 30ХГСНА.

Таким образом, замена указанной стали на высокопрочные сплавы титана кроме снижения массы приводит к увеличению работоспособности конструкции. Аналогичные образцы были испытаны на статический изгиб до разрушения с целью определения коэффициента пластичности. В результате испытаний установлено, что коэффициенты пластичности исследуемых материалов близки между собой: для сплава ВТ14 он составляет 1,605, для стали 30ХГСНА - 1,71, а для сплава ВТ22 - 1,75. 

Влияние концентрации напряжений. Наличие концентраторов напряжений на реальных деталях неизбежно. Концентрация напряжений оценивается коэффициентом концентрации напряжения ав, который определяется отношением местного напряжения в зоне концентрации к напряжению в том же месте, вычисленному теоретически без учета концентрации напряжений. При одном значении ав влияние концентрации напряжений будет различным в зависимости от материала детали, его физико-механических свойств.

Для изучения влияния концентрации напряжений (в виде галтели) на МЦУ деталей из сплава ВТ22 испытаны натурные образцы с радиусами r, равными 15 и 30 мм в месте перехода диаметров с 96 на 108 и с 92 на 96 мм при внутреннем диаметре d = = 76 мм (рис. 77). Коэффициент концентрации напряжений в галтелях рассчитывали по формуле [26]

Для перехода диаметров с 96 на 108 мм при r= 15 мм ав = 1,42 и при r=30 мм аσ = 1,23; для перехода диаметров с 92 на 96 мм при г= 15 мм аσ = 1,34. Все испытанные образцы с r = 15 мм по переходу диаметров с 96 на 108 мм (аσ = 1,42) разрушались в этом сечении. При увеличении r до 30 мм (аσ = 1,23) место разрушения сместилось на переход диаметра 92 на 96 мм с r= 15 мм (аσ = 1,34); при этом долговечность образцов до разрушения увеличилась в 2-3 раза. Эти результаты свидетельствуют о значительном снижении долговечности узлов из сплава ВТ22 при циклических нагрузках при наличии в них концентраторов напряжений, поэтому при проектировании деталей из высокопрочных титановых сплавов при наличии в них концентраторов напряжений необходимо учитывать следующие рекомендации: все места переходов диаметров выполнять с максимально возможными радиусами; повышать требования к чистоте поверхности, особенно в местах концентрации напряжений; применять поверхностный наклеп в местах концентрации напряжений.

Испытания на МЦУ сварных натурных образцов. Для исследования малоцикловой выносливости сварных швов, были изготовлены специальные натурные образцы (рис. 77, б) из сплавов ВТ14, ВТ22 и высокопрочной стали 30ХГСНА. Схема закрепления образцов выбрана такой, чтобы обеспечить разрушение по сварному шву.

Образцы из титановых сплавов сваривали неплавящимся электродом в среде аргона с присадочным материалом СПТ2. После сварки проводили отжиг при температуре 750°С с охлаждением для ВТ22 в печи, для ВТ14 на воздухе. Образцы из 30ХГСНА сваривали дуговой сваркой плавящимся электродом 0Х4МА под слоем флюса АН-15М с последующей упрочняющей термической обработкой (закалка + отпуск). С целью получения максимальной информации результаты испытаний представлены в различных координатах (рис. 79).

Использование координат и σи /р и σи•102к р

(где р - плотность; σк - конструктивная прочность натурных образцов при испытании на статический изгиб) следует считать условным. Авторы предлагают называть эти характеристики соответственно удельным напряжением и удельным коэффициентом напряженности. Применение указанных характеристик целесообразно для сравнения долговечности материалов с различной плотностью в случае применения этих материалов для конструкций, в которых масса имеет существенное значение.

Таким образом, всесторонние исследования МЦУ сварных соединений высокопрочных сплавов титана показали, что на их долговечность комплексно влияют различные технологические и металлургические факторы и чувствительность этой группы сплавов, к концентрации напряжений.

В то же время доказано, что при правильном выборе способов и режимов сварки, рациональном конструировании сварного соединения с обеспечением необходимого усиления и плавных галтельных переходов возможно создание высокоэффективных сварных конструкций малой массы с длительным ресурсом работы.

При этом наибольшая долговечность характерна для сварных швов, сочетающих уровень прочности порядка 100 кгс/мм2 с высокими показателями пластичности и ударной вязкостью, а также имеющих минимальное число пор в металле сварного шва.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.10.06   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

16:10 Труба нержавеющая 42х3, сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 9941-81

16:10 Труба 325х10, сталь 09Г2С, ТУ 14-3р-1128-2007

16:10 Труба 25х2 ТУ 14-3р-197-01 сталь 08Х18Н10Т

16:10 Труба 273, 325, 377, 426 сталь 13ХФА ГОСТ 8732-78

16:10 Труба 114; 121;159 сталь 09Г2С, ТУ 14-3р-1128-0

16:10 Труба 12х2, сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 9941-81

16:10 лист г/к 120х2000х5000 мм, сталь 09Г2С

16:10 Лист нержавеющий 25 мм, сталь 12Х18Н10Т

16:10 Труба 108х4 ТУ 14-3-190-2004 сталь 20

16:10 Труба 10х2 ТУ 14-3р-197-01 сталь 08Х18Н10Т

НОВОСТИ

26 Июня 2017 17:46
Трехколесный скутер из бензопилы

22 Июня 2017 18:37
Поворотный пешеходный мост через реку Халл в Англии (11 фото, 1 видео)

27 Июня 2017 17:27
С начала года ”ЧМК” отгрузил 6,5 тыс. тонн арматуры на стройки в Челябинске

27 Июня 2017 16:17
Южнокорейский импорт стального лома в мае вырос на 19,6%

27 Июня 2017 15:50
С ”Атомэнергомаша” доставлено оборудование для установки переработки нефти ”Евро+” ”МНПЗ”

27 Июня 2017 14:49
Выпуск стали в США за третью неделю июня упал на 0,6%

27 Июня 2017 14:07
”ВИЗ-Сталь” повышает энергоэффективность производства

НОВЫЕ СТАТЬИ

Как организовать офисный переезд?

Основные аспекты проектирования и планирования дома

Мегоомметр, его разновидности и правильный выбор

Садовая спецтехника от компании Техно-Дача

Особенности поиска работы в промышленности

Проектирование и возведение частных домов

Основные виды и особенности вывоза мусора

Особенности покупки квартир в новостройках

Основные виды и применение шаровых кранов

Принудительная циркуляция и рекуперация воздуха в промышленности

Электрические и другие типы карнизов для штор

Профессиональное дистанционное образование

Эстетичность и функциональность изделий из натурального гранита

Применение, конструктивные особенности и типы фрезерных станков с ЧПУ

Каркасные металлоконструкции – основа промышленных и жилых сооружений

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.