книги из ГПНТБ / Дроздовский Б.А. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей
.pdf
Сопоставление образцов с трещинами, полученными разными способами 17S
Т а б л и ц а 26
Химический состав конструкционных сталей, подвергавшихся испытанию плисом на образцах с трещиной
Марка
стали
Условное обозначение плавки
Содержание элементов, %
С |
Si Мп S |
Р |
Сг |
Ni |
Мо Си |
Диаметр катаного профиля, мм
ЗОХГСА |
А |
0,33 |
0,60 |
0,92 0,008 |
0,018 |
0,95 |
0,20 |
Слеты |
|
25 |
|
30ХГСА |
XX |
0 28 |
0,97 |
1,02 |
0,001 0,033 |
0,96 |
0,33 |
— |
80 |
||
ЗОХГСА |
Г |
0,35 |
0,96 |
0,98 |
0.013 |
0,021 |
1,00 |
0,15 |
0,028 |
0,13 |
20 |
40.ХНМА |
х.м |
0,46 |
0,30 |
0,75 |
0 011 |
0,027 |
0,82 |
1,45 |
0 21 |
0,34 |
50 |
37XH3A |
х н |
0,32 |
0,25 |
0,42 |
0,015 |
0,026 |
1,30 |
3,31 Следы |
— |
70 |
|
I8XHMA |
э |
0,17 |
0,35 |
0,57 |
0,017 |
0,027 |
1,71 |
3,96 |
0,33 |
— |
25 |
12Х5МА |
м |
0,13 |
0,32 |
0,25 |
0,012 |
0,013 |
4,91 |
0,16 |
0,50 |
— |
20 |
Изменение высоты сечения, должно оказывать большее вли яние на разрушающую нагрузку, чем изменение ширины; одна ко -поскольку деление работы на площадь поперечного сечения
Рис. 101. Образец типа А с надрезом радиусом 1 мм для испытания статическим изгибом
принято при подсчете ударной вязкости, оно было принято и в
настоящей работе. |
при |
изгибе Рмакс и максимальное |
||
2. |
Максимальное усилие |
|||
разрушающее напряжение при изгибе: |
|
|||
|
6Pi |
60Р |
. |
2 |
|
<7макс — --------- |
— ------Д7*1/ Л1Л1 |
, |
|
|
Abh2 |
bh2 |
|
|
где Р — максимальная изгибающая нагрузка; b — ширина сечения «нетто»;
h — высота сечения «нетто»;
I — расстояние между опорами, равное 40 мм.
Напряжения подсчитывались без учета концентрации напря жений в вершине надреза и без учета пластической деформации при изгибе. Поэтому их величина является условной. Однако для сопоставления испытаний образцов с трещиной она вполне пригодна, если учесть, что острота трещины для различных ма-
176 Влияние трещины на сопротивление разрушению и вязкость
териалов мало отличается, а величина пластической деформации невелика. Кроме того, основной практический интерес представ ляет степень снижения именно среднего разрушающего напряже ния образца с данным моментом сопротивления при изменении надреза до практически предельной остроты (трещины).
3. Пластический прогиб до точки максимума на кривой изгиба.
4. Работа излома — Ам02, кгм (определялась только при испытании образцов с надрезом, радиусом 1 мм, тип А).
Испытание образцов с трещинами циклической перегрузки из стали ЗОХГСА, закаленных с низким и высоким отпуском.
54
Рис. 102. Диаграммы статического изгиба образцов стали ЗОХГСА с отпуском после закалки при 200° (сплошные кри вые) и 510° (пунктирные кривые):
1—образец сечением 5 (ширина Х10 (высота) мм без надреза; 2—обра зец А с надрезом радиусом 1 мм: 3 — образец В с трещиной, поду ченной после термической обработки; 4 — образец В с трещиной, полу ченной до термической обработки
На рис. 102 даны характерные кривые статического изгиба стали ЗОХГСА после низкого и высокого отпуска, полученные при ис пытании образцов трех типов одинакового сечения «нетто»: с трещиной циклической перегрузки, с надрезом радиусом 1 мм и без надреза. В табл. 27 даны результаты испытаний этих об разцов. Если разрушающее напряжение для образцов, отпущен ных при 200 и при 510°, практически не меняется при переходе от образца без надреза к образцу с надрезом радиусом 1 мм, то
Сопоставление образцов с трещинами, полученными разными способами 177
при замене надреза трещиной у стали, отпущенной при 510°, раз рушающее напряжение снижается на 16%, а У стали, отпущен ной при 200°, в 3,2 раза.
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
27 |
||
Результаты испытаний образцов сечением в надрезе 5x10 мм. |
|
||||||
Сталь ЗОХГСА, плавка А. Закалка с 890° |
в масле и отпуск |
|
|||||
|
|
|
Трещина пс лучена |
|
|||
|
|
|
после терми |
до термиче |
|||
|
|
|
ческой обра |
ской обра |
|||
Показатели |
Тип образца |
ботки |
ботки |
||||
отпуск |
при температуре, °С |
||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
200 |
510 |
200 |
510 |
|
аП, кгм/см2 |
Без надреза |
Минимальная |
61,4 |
36,7 |
___ |
___ |
|
|
5хЮ мм |
Средняя |
62,2 |
41,0 |
— |
— |
|
|
С надрезом радиу- |
Минимальная |
8,6 |
7,6 |
_ _ |
___ |
|
|
сом 1 мм глуби- |
Средняя |
9,2 |
9,3 |
— |
— |
|
|
ной 2 мм (А) |
|
|
|
|
|
|
|
С трещиной глу- |
Минимальная |
0,681 |
5,35 0,620 |
5,10 |
||
|
биной 2 мм (В) |
Средняя |
0,775 |
5,77 0,755 |
6,47 |
||
5макс» кг/мм2 |
Без надреза |
Минимальная |
354 |
230 |
___ |
___ |
|
|
|
Средняя |
364 |
232 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
С надрезом радиу- |
Минимальная |
314,0 |
222,0 |
|
— |
|
|
сом 1 мм глуби- |
Средняя |
350,0 |
224,0 |
— |
||
|
ной 2 мм (А) |
|
|
|
|
|
|
|
С трещиной глу* |
Минимальная |
105,0 |
186,0 |
108,0 185,0 |
||
|
биной 2 мм (В) |
Средняя |
113,0 |
195,0 |
119,0 190,0 |
||
|
|
Стандартные |
механические свойства |
||||
|
|
(средние) |
Отпуск 510 |
|
|||
|
|
Отпуск 200 |
|
|
|||
|
ав , кг/мм2 |
183,5 |
|
117,7 |
|
||
|
ф, % |
47,5 |
|
|
52,2 |
|
|
|
SK, кг/мм2 |
287,0 |
|
|
176,7 |
|
|
|
ан, кгм/см2 |
5,0 |
|
|
6,82 |
|
|
Это снижение разрушающего напряжения практически оста ется одинаковым как при трещине, полученной после оконча тельной термической обработки, так и при закалке и отпуске, проведенными на образце с трещиной. Значения о Макс при нали чии трещины для стали, отпущенной при 200°, значительно ниже
12 Зак. 1780
