65. Определение внутреннего трения

Затухание колебаний за счет внутреннего трения → к ↓ амплитуды свободных упругих колебаний. Мерой внутреннего трения служит тангенс угла потерь tgφ (φ-угол сдвига фаз) и логарифмический дикремент затуха-ния: δ =n\-1·ln Ао/Аn, где Ао – амплитуда начальных колебаний, Аn – ам-плитуда после n колебаний. При затухании: А = Ао·е\-t/τ, где t – время колебаний, τ - время релаксации в течение которого Ао ↓ в (е) раз. Из диа-граммы напряжение – деформация определяют энергию, как площадь под кривой, расходуемую на разрушение, упругие свойства материала характери-зуются петлей гистерезиса, площадь которой пропорцианальна потерям энергии на внутреннее трение. Потеря энергии зависит от величины нагруз-ки, скорости нагружения, от амплитуды и частоты. Демпфирующие свойства : ψ = Δ W/W. Δ W- потеря энергии за счет рассеяния (петля гистерезиса) W- амплитудное значение потенциальной энергии.

Относительное рассеяние за счет внутреннего трения определяется ψ = Δ W/W, где ΔW- потеря энергии в процессе колебаний за счет рассеяния ( гистерезис), W- значение потенциальной энергии определяется, как площадь под кривой растяжения. Ψ – характеристика демпфирующих свойств материала.

67. Испытания сварных соединений

Нахлесточные и стыковые св. соединения, ослабл вблизи линии сплавления. Консольный изгиб до появления трещины- измеряют угол поворота (θ)р.

(ε)ср.р = (θ)р·Ѕ / (2 l), где Ѕ – толщина образца, l – ширина ослабления для образца с полным проваром. Если l = Ѕ, то (ε)ср.р = (θ)р /2, если разрушение внезапно, перемещение (f)р, то (θ)р= (f)р / L, где L расстояние от плоскости концентратора до точки контакта штока с образцом. Непровар > 30-35% Ѕ ослаление можно не делать

1-Ст.3сп. Сварное соединение Ст3сп α↔γ превращения приWнагр. Wохл. Δ (τ). Литой шов, зоны: сплавления (самая опасная зона); -крупнозернистая пе-регрева1500-1200ºС ↓ свойствами; -нормализации 1200-900ºС ↑ Wохл , ↓ (τ) и зерно; -неполной перекристаллизации 900-750ºС ↓ зерно; -рекристаллизации 750-450ºС зерна исходные; -участок синеломкости 500-300ºС, текстура. -при 650-700ºС Σ упруго – пластические ε %,(σ) остаточные = (σ)s. -при удалении от шва затрудняются процессы возврата, в стыках разнородных зерен (σ) до 10%

2-12Х18Н10Т. Сварной шов – мелкозернистая (~8мкм) 2х фазная структура аустенит и феррит залегающего по границам столбчатых кристаллов;

Зоны: перегрева (зерно ~ 60мкм), шириной ~600мкм –термического влияния >500ºС – зону ↑ ТºС пластической деформации, твердость вдвое > осн Ме, структура упрочнена превращениями; -около шовной 500-900ºС max (ε)=2-4%, (σ) остаточные (до 600-700МПа) > (σ)s; растягивающие (σ) при >300ºС переходят в сжимающие. основной Ме, ↓ (τ) <400ºС

3- ВТ1-1. Технический титан: крупнокристаллический шов–около шовная зона ↑ размером зерна и игольчатой структурой α¹ - фазы; зона частичной перекристаллизации α - фазы со смешанной α+ α¹- фазы; зона ↓ ТºС перекристаллиза- ции α↔β ≤ 882ºС; зона основного Ме, (σ)ост.0,6–0,8 (σ)s

4-АМг6. Структура алюминиевого сплава АМг6 состоит из α - фазы твердого раствора с выделениями β- фазы; зона термического влияния – крупнозернистая структура с неравномерной β- фазы; зона сплавления- крупные включения β- фазы в виде цепочки, пронизывающей сечение сварного соединения; неравномерность распределения примесей объясняется ускоренной кристаллизацией.

Сверхпластичность. Интенсивное ↑ пластических свойств сплавов со структурой с очень мелким зерном в условиях низкоскоростной пластической деформации с высокой скоростью нагрева до определенных температур. Условия формирования сверх пластичности : деформация при ~ ТºС фазовых превращений в полиморфных металлах (в процессе цикличес-кой термической обработки или изотермического отжига); деформация спла-вов или неполиморфных металлов в диапазоне температур ~ 0,5 – 0,85 Тпл. ºС. Если ТºС – const, при отсутствии фазовых превращений, то сплавы : Fe-Cr-Al, Ni-Cr, Ni-Mo, Fe- Ni, Al-Si, Ti, Ti-Al-Sn, Ti-Al-V, Al-33%Cu, Zn-Al, Mg-Ni, W-Re, Ni-Cr-Fe, Ni-Cr-Ti(илиNb), Ni-33%Mo, Fe-40%Cr-5%Al, Fe-0,35C-0,47Mn-Al, Fe(армко) при -850ºC, быстрорежущая сталь P18 -1000ºC обладают сверхпластичностью в процессе деформирования.

Наблюдается в интервале температур, соответствующим:

1. Полиморфным превращениям мартенситного типа

2. Эвтектоидному распаду и образованию твердого раствора из эвтектоидной смеси

3. Распаду пересыщенного твердого раствора и образованию пересыщенного твердого раствора

1-бездиффузионный за счет сдвигового перестроения решетки, 2,3- дифузионные процессы.

Условия протекания явления сверхпластичности: необходимо получить размер зерна ↓(1-2мкм), что приводит → к высокой ↑ Sуд. поверхности + ↑ энергии дефектов строения. Межзеренное пространство (граница зерна) ~ соизмерима с размером зерна. Температура деформации соответствует ТºС.

Скорость нагрева 200-300ºС/с (нет собирательной рекристаллизации). Ско-рость деформации → обеспечивает соответствие скоростей упрочнения и разупрочнения металлов и сплавов.

Техпроцесс: холодная обработка металлов давления при (ε) = 30% + термическая обработка (получение мелкозернистой структуры)

Выполнение особо глубокой вытяжки за счет предварительной прокатки с высокой степенью деформации (ε) = 90%

Трудности: требуется горячий инструмент температура нагретой заготовки не должна отличаться больше, чем на (±50ºС), для сплава Fe- Ni, рабочая температура Тр=1000ºС, + ↓ (σ) сплава в 10 раз. Можно получать пластическую деформацию δ=300 %.

малая скорость (ε)=10-3 с-1 скоростной фактор m=0,4-0,8

Размер зерна 1-2 мкм . Структура формируется – закалкой с (1200-1260ºС) + холодная деформация с ↑ степенью деформации + нагрев до ТºС фазовых превращений.

Процесс энергетически выгоден, но ↓ производительность.