Есептеу мазмұны
4.6.1 Жұмыстың мақсаты
4.6.2 Жалпы мәлімет
4.6.3 Күй диаграмма критерийлерін есептеу және алынған нәтижелерді сипаттау.
4.6.4 Жұмысты талдау және қорытындылау.
4.7 Бақылау сұрақтары
4.7.1 Диаграммада қандай сызықтар мен нүктелерді критикалық деп атайды?
4.7.2 Эксплуатациялық қасиеттерді қандай критерий сипаттайды?
4.7.3 Технологиялық қасиеттерді қандай критерий сипаттайды?
4.7.4 Пластификатор элементі қалай таңдалады?
4.7.5 Модификатор элементі қалай таңдалады?
4.8 Ұсынылған әдебиеттер
1 Гуляев Б.Б. Физико-химические основы синтеза сплавов. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. – 192б.
2 Гуляев Б.Б. Синтез сплавов. – М.: Металлургия, 1985. 218 б.
3 Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. – М.: Метал-лургиздат, т.1, 1962. - 608 б.
4 Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. – М.: Метал-лургиздат, т.2, 1962. - С.613-1488.
5 Материаловедение /Под ред. Арзамасова Б.Н. – М.: Машино-строение, 1986. - 384 б.
5 Тәжірибелік жұмыс көп циклді жүктеме жағдайында жұмыс атқаратын конструкциялық болатты таңдау әдістемесі
5.1 Жұмыстың мақсаты: Басты өнеркәсіпті қорытпаны таңдау үшін технологиялық және анықтамалық әдебиеттердің пайдалану ережесімен танысу (соның ішінде болат) және әр түрлі бағыттағы металл өнімдерінің құрылымы мен қасиетін берілген деңгейде қамтамасыз ету үшін стандартты әдістері мен оның жұмыс істеуімен танысу.
5.2 Аспаптар мен материалдар: Болаттар мен қорытпалардың механикалық және эксплуатациялық қасиеттердің анықтамалық материалы.
5.3 Жалпы мәлімет
Циклдік кернеуде жұмыс істеген өнімдердің бұзылуының басты себептерінің бірі шаршау зақымдылығынан тұрады, яғни сызаттардың пайда болуына және өсуіне әкеледі. Циклдік және айнымалы жүктемелер іс-шаралар материалының қарсыласуын шаршаңқы беріктік сипаттайды. Қайталанатын немесе айнымалы кернеудің әсерінен металдың жойылуы металдың шаршауы деп аталады, ал оның қарсыласу қасиеті шаршап жойылуы төзімділікпен. Шаршау беріктігінің критерийі төзімділік шегі болып табылады [1].
Беріктік сипаттамаларын арттыру үшін ең бастысы технологиялық жоғарғы төзімділіктен тұрады, өйткені төзімділік шегі мен аққыштық шегі арасында әдетте дерлік сызықтық тәуелділік бар. Бірақ шаршаудың бұйымды оқу процесі σ-1 мен σт (σ-1<σт жанында) арасындағы ресми тәуелділік ықтималдық сипатын көрсетеді.
Шаршау зақымдалған жинақ процесінде бәсекелес процесі дамиды – тойтаруды беріктендіру (механикалық ескіру) металдың ең аз шағынкөлемде және вакансия туындағаннан кейін жұмсарту, оның коагуляциясы, тығыздық дислокациясын ұлғайту және шағынсызаттардың пайда болуы. Белгілі бір металдың σ-1>σт нәтижесінде, шаршаудан бұзылу кернеулерде жүреді (5.2 – сурет) кішкентай аққыштық шегі көп және тіпті серпімділік шегі де. Жоғары қаттылықпен қатаржүретін жоғары аққыштық шегі мен беріктік шегі шаршау сызаттардың пайда болуына жол бермейді, сондықтан жоғары қаттылық әдісі машина жасау саласында кеңінен қолданылады.
Алайда бұнда иілгіштігі азаяды, материалдың энергия тұтынуы мен шағын көлемде тойтару қабілеті төмендейді, және де жұмыс процесінің беріктенуі жүреді. Сонымен қатар пайда болған шағын сызаттар кішкентай ұзындықтың өзінде тез өсе алуы мүмкін, себебі беріктігі жоғары материалдың сызаттың критикалық мөлшері үлкен емес, мысалы:
(5.1)
Мұндағы, КIС- интенсивті кернеудің коэффициенті.
Төзімділіктің жоғарлау түбегейлі әдіс, легірлеу,тойтару, термиялық химия – термиялық өңдеудің көмегімен қарсыласудың жоғарлауы микропластикалық деформациядан тұрады. Бірақ иілгіштіктің төмендеуімен және пайда болған немесе өзгінен жүрген бұйымның ақауларының өсуіне қарсыласуымен бірге жүреді. Шаршап тозуға қарсы күрес әдісіне жоғары қаттылықты құру, төзімділік шегін жоғарлату, кернеу концентратын жою, тұтқыр қабаттарының сызаттарын тоқтату және тиімді құрылымды құру жатады.
|
|
5.1 – сурет. Шаршау сызаттарының пайда болуы және таралуы |
5.2 – сурет. Шаршау сынуы (фотографиялық бейне) |
Шаршау берітігі мен төзімділігі әлдеқайда анығырақ, экспуатация шарттары мен режиміне әсер еткен басқа беріктік қасиеттерге қарағанда: циклдік кернеудің ең көбісі, жүктеменің температурасы мен жылдамдығы (жиілігі), бос жағдайының сипаты, қоршаған ортаның қасиеті. Объектілердің өзінің сипаттамалары өте маңызды рөл атқарады – мөлшері, формасы, беттік жағдайы, жобалау ерекшеліктері (кернеу концентраттың болуы) және т.б.
Шаршау процесінің күрделілігі мен әр түрлілігі үшін материалдың төзімділігінің жоғарғы басты принципін қиын тұжырымдау, атап айтқанда, ол оның құрылымы мен таңдау сапасы бейімделуіне жатады. Құрылымдық өзгерістерге жағымды әсер ықпал етеді, олар беріктігі мен иілгіштігі бір мезгілде көтерілуіне әкелетіні табылған. Ең алдымен бұл астықты ұнтақтау және дамыған субқұрылымды құру. Бұндай өзгерістер сырғу бағыттарын гомогенизациясы мен жергілікті асқын кернеудің кішіреюіне жәрдемдеседі, қуатты кептелу дислокациясымен байланысты.
Статикалық жүктемеге қарағанда, ішкі кернеу концентраторының болуы циклдік жүктемеде үлкен рөл атқарады. Осыған байланысты металл емес кірмелер болатының тазалық талаптары мен металлургиядан шыққан ақаулар неғұрлым жоғары болып келеді. Өнімнің беткі қабатының жағдайы шаршау кезінде ерекше мәнге ие. Тазалық жұмысын жақсартқанда әрқашан шаршау беріктігінің жоғарлауына қол жеткізуге болады.
Алайда, беттің қатаюына әкелген және бір мезгілде беткі қабаттарында сығылған қалдық кернеуінің пайда болуы ең әсерлі өңдеу болып табылады. Бұл жағдайда шаршау сызаттарының пайда болуы мен таралуының қарсыласуы жоғарылайды, беріктендіру сырғу дамуын қиындатады, ал қысу кернеуі беттік сызаттардың ашылмауын, циклдік компоненттерінің әсерінің әлсіреуіне әкеледі.
Циклдік жүктеме мен үйкеліс аймағы (үйкеліс жұп) әсері бір мезгіл шарттарында материалдың тозуға тұрақты талаптары күшейеді.
Қажу материалдың беттік бұзылуына жатады және көлемділіктен келесі белгілермен ажыратылады:
1) Пластикалық деформация мен бұзылуға барлық жанасу аймақтарында тең ықтималдықпен қатыса алғандықтан, кернеу бетінде делокализделеді.
2) Пластикалық деформациялау мен бұзылу циклдік үздіксіз қаббатасуы болады, қажулық өнімдер өткеннен кейін келесі циклі басталады.
3) Процесс динамикалыққа жатқандықтан, беттік қабатта құрылымның өзгеруіне динамикалық сипатының орны бар, әрбір цикллде материал бірден жаңа қалыпқа өтеді.
Бұл өзгерістер құрауы мен жұқа беттік қаббаттың құрылымы шартталған:
– беттік қабаттың құрылымы жетілмеген нәтиже (металл бетіндегі атом-кристалды құрыдымын жалпы бұрмалауына байланысты атомаралық байланыс төленбеген);
– мына бұрмалау қабатының сыртқы қоршаған ортамен белсенді өзара іс-қимылы және әр түрлі коррозиялық белсенділігімен пленка тәрізді өнімнің жанасу аймағында пайда болады;
– қиын схемада кернеудің жоғары концентрациясы металдың жұқа беткі қабатының әсері кейбір жағдайда температураның жоғарлауымен қатар жүреді.
Барлық осы факторлар әсерінің нәтижесінде материалдың кешенді көлемді тәуелділік беріктігінің қасиеті қажуға қарсыласу қабілеттілігін сипаттамайды.
Беттік қирау сипатына жататындар:
1) тозу – үйкеліс кезінде дене мөлшерінің біртіндеп өзгеру процесі, материалдың беттік үйкеліс бөлімінде және (немесе) оның қалдық деформациясын бақыланады;
2) қажу – тозудың нәтижесі, материалдың қалдық деформацияда немесе бөлімінде бақыланады;
3) сызықтық қажу – беттік үйкелістің нормальді үлгінің (дененің) мөлшерін кішіреюін анықтайтын қажу;
4) тозудың жылдамдығы – қажудың пайда болу кездегі уақытқа шамалас қатынасы;
5) тозу қарқындылығы – орындалған жұмыстың көлемін немесе тозу орындаоған шартталған жолдың қажу шамасының қатынасы.
Қажу механизмінің классификациясының бірі схема түрінде төменде көрсетілген.
Қажу