Файл: Борьба с шумом в черной металлургии..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.06.2024

Просмотров: 136

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

для сплавор железо — хром наблюдаются в области а-фазы. В непосредственной близости от границы с двухфазной об­ ластью а + а уровни звукового давления резко снижаются,

а

затем при

повышении

концентрации хрома

возрастают

и в дальнейшем изменяются уже незначительно.

 

 

При переходе из области а-фазы в двухфазные области

а

+

а, находящиеся как со стороны железа, так и со сто­

роны

хрома,

следовало

бы ожидать резкого

изменения

уровней звукового давления. Этого не происходит, оче­

видно, потому, что в

исследуемом

сплаве,

находящемся

по составу

в области

а-фазы,

эта фаза

не

образовалась,

SS

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

го

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/3

1575

30

41)

so

 

 

 

 

Вее.У. Ci

 

 

Cr

Рис. 82. Изменение

скорости

затухания звуковых

колебаний

(/), продолжительности звучания

(2) и внутреннего трения (3) двой­

ных сплавов

железо — хром в зависимости

от состава.

 

так как не были созданы условия (продолжительная вы­ держка в соответствующем интервале температур) для ее образования. В микроструктуре сплава № 16, содержа­ щего 43,55% хрома, а-фаза не обнаружена.

Характер изменения СУЗД высокочастотного диапазона спектра аналогичен характеру изменения уровней звуко­ вого давления в фазовых областях диаграммы состояния двойных сплавов железо — хром. В зависимости от кон­ центрации хрома в двойных сплавах железо — хром ско­ рость затухания звука изменяется в пределах 21,6—90дбІсек.

Зависимость продолжительности звучания, скорости затухания звука и внутреннего трения от состава сплавов железо—хром графически показана на рис. 82. Присадки до 0,85% Cr снижают скорость затухания звука. При даль­ нейшем повышении концентрации хрома скорость затуха­ ния звука последовательно возрастает, обнаруживая ясно выраженный максимум (90 дбісек) при концентрации 18,99% Сг (сплав № 11). У сплавов, содержащих больше 18,99% Cr, скорость затухания звука по мере увеличения

172



концентрации хрома снижается до 30 дб/сек, а затем, при увеличении содержания хрома, повышается до 45 дб/сек. Минимальная скорость затухания звука для сплавов си­ стемы железо — хром зарегистрирована у сплава № 3, со­ держащего 0,85% Cr.

Скорость затухания звука, излучаемого механическими системами при колебаниях, определяется внутренним тре­

нием в материале, средой, в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которой

происходят

колеба­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния,

конструкционными

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

акустическими потерями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При сопоставлении

харак­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тера

изменения

кривой

ско­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рости

затухания

звука двой­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных сплавов

железо — хром

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с кривой

внутреннего трения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

повышении

содержания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хрома обнаружено, что увели­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чение

или

уменьшение

внут­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реннего

трения вызывает

со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ответственно возрастание или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спад скорости.затухания

зву­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка. Максимальному

значению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорости затухания

звука со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ответствует

максимум

внут­

/

3

5

7

9

11 13

15

f?

реннего

 

трения.

Величина

2

4

5

3

Ю

/2

14

IB

 

внутреннего трения, таким об­

 

 

 

 

 

Номер cniaSa

разом, в

 

значительной

мере

Рис.

83.

Расчетная

(1)

и

определяет величину скорости

затухания

звука

и,

следо­

экспериментальная

(2)

скорости

затухания звука

двойных

спла­

вательно,

продолжительность

вов железо —хром в собственной

звучания

 

пластин

из

двой­

 

 

 

 

полосе

частот.

ных сплавов железо — хром.

Для проверки теоретически выведенной формулы (ПО) было проведено также экспериментальное исследование скорости затухания звуковых колебаний в собственной полосе частот (5000 гц) пластин из этих сплавов.

Значения скорости затухания звука, полученные экспе­ риментально и путем расчета по формуле (ПО) для сплавов железо — хром, представлены на рис. 83. Удовлетвори­ тельное совпадение теоретических и экспериментальных данных наблюдается для сплавов, величина внутреннего трения которых не превышает 13 X Ю - 4 .

173


Общая

продолжительность

звучания определялась

по формуле (106); численные значения

длительности кон­

такта шара с пластиной вычислены по формуле (103).

В зависимости от содержания

хрома

в сплавах

продол­

жительность

звучания

изменяется в

пределах

0,32—

3,519 сек. Максимальной

продолжительностью звучания

обладает сплав № 3, содержащий 0,85%

Cr.

 

о,8-10'г

з,гчо-г

/г,е-/о-г

S0-/0-2

 

2,0

 

1,e-10'z

6,4--Ю'г

2S-1Q~Z

1,0

X

Рис. 84. Частотные спекгры звуковой мощности сплавов в • третьоктавных полосах для сплавов:

/45; 2 — № 49; 3 № 60.

Усплавов железо—хром в интервале концентраций 4,25—9,88 и 21,66—34,67% Сг продолжительность звуча­ ния изменяется в пределах 1,15—1,718 сек. Малой про­ должительностью звучания (не больше 0,687 сек) обла­ дают сплавы № 1 (0,32% Cr), № 5 (1,96% Cr), № 10 (14,96% Cr), № 16 (43,55% Cr), № 17 (59,92% Cr). Макси­ мальная величина продолжительности звучания (0,32 сек) соответствует сплаву № 11 (18,99% Cr).

С п л а в ы ж е л е з о — н и к е л ь . У большин­ ства сплавов этой системы, обладающих относительно вы­ сокой величиной внутреннего трения, максимальная зву­ ковая энергия излучается в диапазоне низких и средних частот. Это особенно наглядно проявляется у сплавов, содержащих 14,5—78,75% Ni. Полученные расчетным путем уровни звуковой мощности в полосах частот для

174


сплавов 45 (1,08% Ni), № 49 (3,24% Ni) и Wb 60 (78,75% Ni) представлены на рис. 84. Распределение уровней зву­ кового давления по спектру частот, определенное экспе­ риментально для тех же сплавов, показано на рис. 85.

 

Максимальные уровни у сплавов № 45 (Q"1 = 3,75 X

X

10-*) и № 49 « Г 1

= 6,93 • 10-*) находятся в высоко­

частотном

диапазоне

спектра.

У

сплава

№ 60

(Q""1 =

=

37,30 • 10- 4 )

в

спектре

преобладают

низкочастотные

и

среднечастотные

составля­

 

 

 

 

ющие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрение

 

диаграммы

 

 

 

 

состав — уровни

 

звукового

 

 

 

 

давления для диапазона вы­

 

 

 

 

соких частот в полосах 3200,

 

 

 

 

4000, 5000, 6300, 8000 и

 

 

 

 

10000 гц (рис. 86) показывает,

 

 

 

 

что

уровни

звукового

давле­

 

 

 

 

ния в области

а-фазы по мере

 

 

 

 

приближения

к

границе

с

 

 

 

 

двухфазной

областью

a - f т

 

 

 

 

снижаются. В непосредствен­

 

 

 

 

ной

близости

 

от

границы

 

 

 

 

с областью а. -4-

7-фаз у спла­

 

 

 

 

ва № 52 (10,18% Ni) уровни

 

 

 

 

звукового давления резко воз­

 

 

 

 

растают во всех

полосах час-

звукоизлучения сплавов в треть-

ТОТ.

Максимальные

уровни

октавных полосах для сплавов:

ЗВУКОВОГО

ДаВЛеНИЯ

З Э р е Г И -

 

/ - № 4 5 ;

2-№49;

3 —№60.

стрированы

у сплавов, нахо­

 

 

 

 

дящихся по составу в однофазной области а. Для

сплава

 

53, находящегося

по

составу

в двухфазной

области

a

-f- у, уровни звукового давления

в указанных

полосах

частот снижаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

Как известно, сплавы на основе железа, а также никеля

с рядом легирующих элементов особенно склонны к обра­ зованию металлических соединений из твердых или жид­ ких растворов. Сплавы, содержащие больше 50% Ni, прак­ тически во всех случаях имеют структуру аустенитного твердого раствора и обладают свойствами твердых раство­ ров на основе никеля. В двойных сплавах железо — ни­ кель, содержащих от <х> 50 до 85% Ni, при медленном охлаждении из твердого раствора образуется соединение Ni3 Fe (сверхструктура). Это соединение обнаруживается

175