Modern technology gives us many things.

Механические свойства металлов

0

Механические свойства металлов

Испытание на растяжение. Опыты на растяжение проводились на образцах диаметром 4—5 мм и длиной 50 мм в интервале температур 20—1150°. Данные экспериментов представлены в виде кривых на фиг. 4. Из графика видно, что сплав обладает хорошими механическими свойствами и может быть рекомендован для изготовления деталей, для которых не требуется очень высокая длительная прочность или ползучесть.

Испытания на усталость. Отличительной чертой кованого сплава. юдимет-500 является его усталостная прочность. Опыты проводились-при температурах 645 и 815°. В пределах экспериментальной ошибки усталостная прочность составляла 31,5 кг[мм2. Поскольку испытания на усталость проводились на металле от старых плавок и поскольку в опытах могли быть допущены ошибки, это значение усталостной прочности нельзя считать очень надежным. Однако для практических целей величина 31,5 кг/мм2 может быть принята как нижний предел по крайней мере для нижней части температурного диапазона испытаний.

Длительная прочность. Согласно техническим условиям, к сплавам,, предназначенным для турбинных лопаток, предъявляются следующие требования: минимальная стойкость 25 час. при температуре 895° и напряжении 17,5 кг/мм2.

Твердые сплавы на основе никеля, упрочненные алюминием и титаном, обладают хорошим сопротивлением ползучести, скорость которой на второй стадии низкая и постоянная, но в основном общая ползучесть является удовлетворительной.

Третья стадия ползучести протекает быстро и достигает достаточно высокой величины, что значительно улучшает ковкость металла.

Свойства кованого сплава юдимет-500. Выше были рассмотрены некоторые свойства сплава юдимет-500; в дальнейшем небезынтересно будет проследить порядок некоторых величин, а также причины, вызывающие те или иные отклонения. На фиг. 5 представлен ряд кривых: а — кривая по данным лаборатории А, б — по данным лаборатории Б, полученным при испытании металла той же партии слитков, что и а, и прокатанных на пруток; кривая в построена по данным лаборатории В, причем образцы получали из кованых вручную проб от каждой плавки. Естественно предположить, что различие в расположении кривых бив вызвано либо понижением прочности катаных прутков, либо использованием худшего качества металла в слитке, нежели в пробе.

Представляет интерес сравнение данных двух лабораторий. Кривая а, полученная при испытании металла первых плавбк, показывает более высокий предел прочности, чем кривые б и в, но отличается худшей воспроизводимостью результатов. Необходимо, однако, отметить, что лаборатория А не придерживается этой точки зрения. Различие в уменьшении поперечного сужения при растяжении в соответствии с кривыми а и б составляет около 30% с пределом отклонения, равным 1%.

На фиг. 6 представлены две кривые длительной прочности, данные которых носят разноречивый характер. Где скрывается ошибка — в проведении ли опыта или в неоднородности материала, — установить по этим кривым невозможно. При времени до разрыва 25 час., температуре 895° и напряжении 17,5 кг/мл? около 15% материала, по данным лаборатории А, является неудовлетворительным, в то время как по данным лаборатории Б эта величина составляет лишь 1%. Однако поставщики сплава, естественно, будут утверждать, что кривая а является ошибочной.

Не входя в детали рассмотрения кривых, полученных в исследованиях, связанных с разработкой и улучшением этого сплава, следует указать, однако, что все данные, характеризующие свойства сплава, подвергались систематическому изучению. Исследовались размеры слитков, вес плавки, ее химический состав, изготовление образцов и методика проведения опытов. Эксперимент показал, что 10 образцов, изготовленных из 3 параллельных плавок, дают сходимость результатов. Хорошая сходимость результатов получалась также на 30 образцах, изготовленных из 3—4 параллельных плавок. Такая сходимость результатов не является случайной.

При отсутствии контроля за методикой эксперимента, за термообработкой и технологией плавки отклонения свойств от их нормального уровня неизбежны.

Литье. Широкое внедрение вакуумной плавки стирает границы между литыми и деформируемыми жаропрочными сплавами. При вакуумной отливке деталей нет какой-либо существенной разницы в литейной способности ряда сплавов на никелевой и кобальтовой основах или упрочняющихся при старении нержавеющих сталей. «Литейная способность» — термин, требующий более точного определения. Сплавы обладают различной литейной способностью с точки зрения методов литья.

Выражения «вакуумное литье», «литье на воздухе» или «литье в атмосфере аргона» не являются достаточно определенными для пояснения термина «литейная способность». Более расширенным термином явился бы такой, который охватил бы всю технологию производства сплава. Если при разработке нового сплава последний был получен методом литья, тогда его можно назвать литейным сплавом. Если же сплав при его разработке подвергался деформации, его можно считать деформируемым сплавом. Пренебрегая такими условностями, некоторые исследователи получали образцы сплава юдимет-500 методом точного литья.

Ранее уже обсуждались некоторые вопросы сложности точного литья в вакууме. Не останавливаясь подробно на этих сложностях, следует отметить, что все результаты, представленные в настоящем исследовании, получены при испытании металла здоровых отливок. В некоторых случаях проводилась отливка небольших слитков. Так как никакого различия в свойствах металла отливок и слитков установлено не было, на графиках представлены общие результаты. Во всех случаях методами радиографии определялось наличие внутренних дефектов, а с помощью индикаторной краски — наружные. Благодаря таким предосторожностям возможность получения дефектных образцов исключалась. Эти предосторожности оказались также полезными и в том отношении, что обнаруженные дефекты сразу указывали на допущенные ошибки. В настоящем исследовании получены исчерпывающие результаты по методике подготовки образцов деформированного металла.

Весьма полезным оказалось исследование поверхности металла с помощью красной краски. На поверхности полированных образцов часто выступают крупные неметаллические включения, не окрашиваемые •красной краской. Обычно считается, что наличие 4 или менее точек, беспорядочно расположенных на поверхности образца после снятия краски, указывает на незначительность дефектов в образце.

Такая проверка поверхности образцов, полученных из кованого металла, оказалась весьма полезной.

Leave A Reply