Файл: Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов.pdf

öo,2, кГ/мм2:

Поковки для высоконагруженных деталей, по услови­ ям прочности, изготавливаются с направлением волокон вдоль преимущественного направления усилий в детали. Однако при изготовлении деталей из поковки волокна перерезаются и в материале отдельных элементов (реб­ ра, полки, перемычки) волокна направлены перпендику­ лярно к действующим усилиям. Кроме того, сплав АК6 склонен к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию. Поэтому вследствие анизотропии меха­ нических свойств в поковках и пониженной коррозион­ ной стойкости сплава уменьшаются расчетные величины прочностных характеристик в деталях.

В отливках анизотропия свойств практически отсутст­ вует, а коррозионная стойкость многих высокопрочных литейных алюминиевых сплавов выше, чем деформируе­ мых.

Известно, что в условиях эксплуатации детали нахо­ дятся в рабочем состоянии не до момента достижения напряжений, превышающих разрушающие; опасными являются напряжения, превышающие предел текучести. В этом случае в деталях наступает пластическая необ­ ратимая деформация, изменяющая геометрические пара­ метры конструкции. Поэтому при расчетах руководству­ ются не пределом прочности, а условным пределом до­ пускаемых напряжений, величина которого близка к пределу текучести. Сравнение типичных показателей пре­ дела текучести некоторых высокопрочных литейных алю­ миниевых сплавов и сплава АК6 приведено в табл. 6 и на стр. 18.

Сравнение предела выносливости сплава АК6 и ли­ тейных высокопрочных сплавов (табл. 8) показывает, что у гладких образцов сплава АК.6 предел выносливости почти в 2 раза выше, чем у литейных высокопрочных сплавов. Вместе с тем надрезы снижают предел выносли­ вости сплава АК6 до свойственного образцам из литей­ ных высокопрочных сплавов, имеющим надрез. Кроме

19

того, установлено, что небольшие коррозионные пораже­ ния сплава АК.6 еще больше снижают его предел вынос­ ливости. Как следует из данных табл. 8, предел выносли­ вости литейных алюминиевых сплавов практически не­ чувствителен к надрезам.

Таким образом, деталь, изготовленная из поковки сплава АК6, вся поверхность которой носит следы обра­ ботки резанием, обладает пределом выносливости одно­ го порядка с деталями из высокопрочных литейных алю­ миниевых сплавов, имеющих ограниченные зоны, подвер­ гавшиеся механической обработке.

Следует, однако, отметить, что в результате имеюще­ го место некоторого снижения прочностных свойств от­ дельных участков отливки, особенно подвергаемых меха­ нической обработке, прочностные показатели при расче­ те деталей из литейных сплавов принимаются с коэффи­ циентом 0,75 [24].

Т а б л и ц а 8 Усталостные характеристики алюминиевых сплавов

позволяющими придать литой детали достаточную кон­ фигурационную прочность. Большое значение при этом

20

приобретает использование повышенных прочностных свойств литейной корки путем максимально возможного увеличения поверхностей, не подлежащих механической обработке.

В табл. 9 приведена зависимость величины удельной литой поверхности1 от геометрии сечения отливок; отлив­ ки с равными площадями поперечных сечений имеют раз­

вероятность сохранения заложенных в них прочностных характеристик и других свойств, обеспечивающих безот­ казную их эксплуатацию в течение заданного времени.

Известно, что надежность литой детали характеризу­ ется прежде всего вероятностью развития в ней дефек­ тов, могущих вызвать ее поломку.

Литая деталь, как правило, имеет то или иное коли­ чество бобышек, приливов, сопряжений и других элемен­ тов. Каждый из этих элементов выполняет самостоятель-

1 Отношение периметра сечения отливки к площади сечения.

21

ную функцию. Наиболее естественным путем повышения надежности и долговечности литых деталей является по­ вышение надежности их элементов. Надежность литой детали может быть повышена в результате создания бо­ лее рациональной конструкции ее элементов, применения новых, более совершенных материалов,, обладающих по­ вышенными литейными (технологическими) свойствами, коренного улучшения технологии производства, при нала­ женном контроле, а также в результате других мер.

Для определения надежности деталей машин вообще и литых деталей в частности их рассчитывают на проч­ ность, усталость, изгиб, срез и др. Наиболее трудной за­ дачей при расчете прочности литых деталей является оп­ ределение запаса прочности.

Запас прочности следует определять в зависимости от характера действующих усилий и напряжений, силовой ' схемы конструкции, типа а-іапряженіного состояния, кон­ центрации напряжений абсолютных размеров детали,ка­ чества и состояния ее поверхности. Величина запаса проч­ ности должна отражать особенности конструкции, эксп­ луатации, технологии изготовления машины, а также другие факторы, не поддающиеся расчету. К ним отно­ сятся: достоверность определения усилий и напряжений, действующих в детали; однородность строения и меха­ нических свойств материала детали; особые требования

22