Файл: Борьба с шумом в черной металлургии..pdf

Скорость затухания звуковых колебаний двойных спла­ вов железо — кремний (0,86—5,82% Si) изменяется в преде­ лах 140—215 дб/сек. Увеличение содержания кремния (боль­ ше 0,86%) повышает твердость, предел прочности и ухуд­ шает пластические свойства сплавов железо — кремний. Снижение пластических свойств вызывает значительные неупругие деформации по границам отдельных зерен, спо­

ных сплавов изменяются от 80 до 104 дб. При этом зарегистри­ ровано некоторое понижение СУЗД при увеличении содер­ жания углерода.

Величины СУЗД высокочастотного диапазона спектра в зависимости от концентрации углерода изменяются в пре­ делах 85—116 дб. Максимальная величина уровня зареги­ стрирована для сплава, содержащего минимальное коли­ чество углерода, дальнейшее повышение концентрации которого вызывает снижение СУЗД.

У исследованных сплавов в интервале концентраций 0,5—2,88% С максимальная звуковая энергия излучается в диапазоне высоких частот. Дальнейшее увеличение кон­ центрации углерода способствует смещению максимума

167

в низко- и среднечастотный диапазоны, что объясняется относительно высокой демпфирующей способностью этих сплавов.

Распределение звуковой энергии по частотным диапа­ зонам дает возможность проанализировать влияние состав­ ляющих частотного спектра на общий уровень звукового давления. Уменьшение общего уровня звукового давления сплавов железо — углерод — кремний при содержании углерода до 2,88% вызвано снижением уровня высокочас­ тотных составляющих, так как СУЗД средне- и низкочас­ тотного диапазонов меньше величины высокочастотных уровней на 11—22 дб.

При содержании в сплавах углерода в пределах 2,88— 3,2% СУЗД в диапазонах частот почти равны, а при даль­ нейшем увеличении концентрации углерода СУЗД низко­ частотного диапазона превысили уровни диапазона высо­ ких частот на 2—3 дб.

При содержании углерода в сплавах железо—угле­ род— кремний в пределах 2,6—2,8% величины СУЗД во всей области звуковых частот меняются в пределах 75—

шем увеличении содержания кремния суммарные уровни

увеличивается от 140 до 330 дбісек.

Механизм влияния углерода и кремния на скорость затухания звуковых колебаний описанных ранее сплавов имеет одинаковую природу: при увеличении содержания углерода и кремния возрастает количество пластинчатого графита, который способствует росту скорости затухания звука.

Скорость затухания звуковых колебаний сплавов с шаро­ видным графитом и ферритной металлической основой изме­ няется от 140 до 160 дб/сек при содержании углерода в пре­ делах 2,1—3,65%. Подобное влияние углерода наблюда­ ется также и у сплавов с перлитной металлической основой,

168

у которых скорость затухания изменяется в пределах 128—140 дбісек.

Некоторое повышение скорости затухания звуковых колебаний сплавов с высоким содержанием углерода можно объяснить увеличением количества графита. Форма гра­

160,019 43,55

170,012 59,92

С п л а в ы ж е л е з о— х р о м . Согласно теорети­ ческим расчетам, на значения звуковой мощности в диапа­ зоне высоких частот существенное влияние оказывает вели­ чина внутреннего трения. При этом влияние его возрастает с повышением частоты. На рис. 79 представлены построен­ ные по результатам вычислений на ЭВМ «Минск-2» кривые

169

уровней звуковой мощности в зависимости от частоты для сплавов № 6 (3,17% Cr), № 10 (14,96% Cr) и № 11 (18,99% Cr). Максимальные уровни мощности звука спла­ вов № 6 и 10 сосредоточены в высокочастотном диапазоне спектра. Сопоставление кри­ вых, полученных расчетным путем, показывает, что с уве-

личением внутреннего трения происходит снижение уров­ ней звуковсти мощности в собственной, а также приле­ гающих к ней полосах частот. Так, по сравнению с уров­ нями звуковой мощности-сплава № 6, величина внутрен­ него трения которого Q - 1 = 2,12 • Ю - 4 , .уровни звуковой мощности сплавов № 10 ( Q - 1 = 10,6 • Ю - 4 ) и № 11 ( Q - 1 ='23,2 • Ю - 4 ) в собственной полосе частот снижаются соответственно на 4 и 6 о б .

170

На рис. 80 представлены кривые уровней звукового давления в полосах частот, построенные по результатам экспериментального исследования пластин из сплавов № 6, 10 и 11. При этом по оси абсцисс отложена безразмер­ ная частота т- Экспериментальные данные подтверждают выводы, сделанные на основании теоретических предпо­ сылок. При относительно большой величине внутреннего трения уменьшение уровней звукового давления в диапа­ зоне высоких частот происходит в такой мере, что макси­ мум излучаемой энергии сосредоточен на низких .и средних частотах. Такое явление наблюдается, в частности, для сплава № 11.

с ударником, несмотря на то что начальная скорость удара мала и составляет 0,14 м/сек. Согласно приведенным ранее данным, контактные явления оказывают влияние на уровни звукового давления, проявляющееся в снижении послед­ них в диапазоне средних частот. Из выражения (ЮЗ) была определена продолжительность контакта шара с пласти­ нами, изготовленными из двойных сплавов железо — хром, а затем — частоты, начиная с которых проявляется влияние местного смятия на уровень звукового давления. Резуль­ таты расчетов показывают, что влияние контактных явле­ ний на уровни звукового давления проявляется и в диа­ пазоне низких частот-для сплавов, отличающихся низкой твердостью и относительно невысоким пределом текучести.

171