Файл: Румянцев, С. В. Радиационная дефектоскопия.pdf

сравнению с образцами, у которых усиления были сняты. Раз­ рушения в образцах с усилением происходят почти всегда по зоне термического влияния, а в образцах со снятым усилением разрушение может произойти как по зоне термического влия­ ния, так и по шву или основному металлу. Отмечается также влияние на величину предела усталости отклонений формы и размеров испытуемого образца, а также формы усиления и угла перехода от усиления к основному металлу.

Автор работы [55] подвергал взрывным испытаниям при различной положительной и отрицательной температуре спе­ циальные сварные образцы из малоуглеродистой стали с уси­ лением и без усиления шва. При снятом усилении склонность шва к хрупкому разрушению уменьшалась. Температура пере­ хода от вязкого излома к хрупкому при наличии усиления шва повышалась на 25—30°. В связи с этим усиление швов рекомен­ дуется снимать, особенно в сильно нагруженных местах.

При испытании [571 на усталость сварных образцов из низ­ колегированной стали на растяжение-—-сжатие при симметрич­ ном цикле размеры усиления стыкового шва существенно влия­ ют на усталостную прочность соединения. С уменьшением уси­ ления шва от максимума до минимума в пределах допусков, предусмотренных ГОСТ 5264—69, усталостная прочность соеди­ нения повысилась на 20—25%.

Испытывали [58] на усталость при растяжении — сжатии и изгибе сварные образцы из сплава А1—Си—Mg и основного ме­ талла в вязкоотожженном состоянии. Применялась автогенная

тии составлял: для основного металла 4 кГ/мм2, для образцов, сваренных автогенной сваркой, 3 кГ/мм2 и дуговой 2,5 кГ/мм2. Предел выносливости при изгибе образцов толщиной 2 мм со­ ставлял: для основного металла отожженного 7,5 кГ/мм2, для

нений. выполненных дуговой сваркой, объясняется концентра­ цией напряжений, вызываемой усилением шва; при автогенной сварке шов получается более плоский.

Конструктивное оформление шва заметно не влияет на ста­ тическую прочность. Усиление шва любых размеров, как пра- [-пло, не снижает статической прочности, однако сильно влияет на усталостную прочность сварных соединений. Чем больше усиление шва и, следовательно, чем меньше угол перехода от основного металла к наплавленному, тем больше его влияние на усталостную прочность.

Усиление стыкового шва при непроварке корня шва такой же глубины, что и высота усиления при вибрационных нагруз­

467

легированных сталях снижает выносливость в зависимости от Еида нагружения и материала на 30—50% по сравнению с сое­ динением без усиления.

Снятие усиления шва и устранение таким образом концент­ рации напряжений или обработка места перехода от основного металла к металлу шва значительно повышают усталостную прочность сварных соединений.

Таким образом, наличие пли неудачное конструктивное оформление усиления шва может свести к нулю все преимуще­ ства, получаемые от технологического процесса по улучшению качества наплавленного металла в соединениях, предназначен­ ных для работы на усталость.

Г Л А В А X V I

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ НА ПРОЧНОСТЬ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ

Влияние дефектов на прочность литых деталей из алюминие­ вых и магниевых сплавов исследовали на целых деталях и об­ разцах, вырезанных из деталей [59].

Испытанию на статическую прочность подвергали моторные рамы. По рентгеновским снимкам в одной раме были обнару­ жены газовые пузыри диаметром 0,5— 1,0 мм и раковины глу­ биной 2 мм и длиной 25 мм, в другой раме — пузыри диаметром 3—6 мм. Для изучения влияния этих дефектов на прочность рам в них просверливали отверстия диаметром 3,5; 5 и 8 мм. Выяс­ нилось, что после приложения нагрузки отдельные газовые пу­ зыри диаметром до 2 мм вблизи отверстий для болтов могут считаться неопасными. Раковины в 6—8 мм, расположенные в других местах рамы, но лежащие не слишком близко друг от друга, не влияли на статическую прочность.

Выявленные по рентгеновскому снимку воздушные пузыри диаметром до 3 мм оказали незначительное влияние на уста­ лостную прочность колена шасси. Однако пористость и рых­ лота заметно влияли на сопротивление усталости этих деталей.

Испытания ступицы штурвала из медносилуминового сплава, головки цилиндров звездообразного мотора, рамы вращающе­ гося сиденья из электрона, углового крепления из электрона и др. показали, что колебания в структуре литого материала и в толщине стенок оказывали большее влияние на прочность ли­ тых деталей, чем технологические дефекты — пузыри, раковины или рябь на поверхности диаметром от 3 до 5 мм, если эти дефекты не находились в наиболее нагруженных участках де­

.468

тали. Трещины, раковины диаметром выше 5 мм, пористость и перпендикулярные к стенке детали окисиые пленки сильно влия­ ют на прочностные характеристики деталей, и поэтому эти дефекты недопустимы.

Авторы исследования [59] отмечают, что по испытаниям на разрыв образцов, вырезанных из деталей, нельзя делать заклю­ чение о прочности этих деталей.

В магниевых отливках по рентгеновским снимкам выяв­ ляется характерный для этих сплавов дефект — слоистая рых­ лота. Распространенность этого дефекта побудила к проведе­ нию исследований по установлению связи между прочностными характеристиками литья из сплава МЛ-4 и показаниями рент­ генограмм [60]. Из подвергнутых рентгенографическому конт­ ролю 500 заготовок квадратного сечения 22x22 мм и круглого

4 кГ/мм2 соответственно для бездефектных образцов и с де­ фектами. Испытания на усталость проводили на машине Шенка (сжатие — растяжение).

Количественная связь рентгенографической картины с проч­ ностными характеристиками исследованных образцов установ­ лена ис была.

В работе [61] приведены результаты обработки заводских данных по моторным деталям, вышедшим из строя или выдер­

статки. В местах разрушения литейных дефектов не наблюдали, и установить какую-либо связь между дефектами и местом разрушения не-представилось возможным.

Радиографическому контролю подвергали литые детали из

•сплава АЛ4, снятые с 21 мотора, после прохождения длитель­ ных стендовых испытаний [61]. По рентгенограммам выявлены различные внутренние дефекты, расположенные в различных местах деталей. Литые детали с дефектами проработали доста­ точно большое количество часов без разрушения.

В общих чертах влияние дефектов на прочность литых де­ талей сводится к следующему [62]:

а) трещины в отливках особенно опасны, если они проходят под прямым углом к направлению наибольшего приложенного усилия. Также недопустимы трещины, идущие параллельно направлению этого усилия;

б) усадка и ликвация аналогичны по своему влиянию на прочностные свойства литой детали: сильно снижают прочност­ ные свойства, если эти дефекты ориентированы нормально к на­

469

правлению приложения нагрузки, и не очень опасны, если они не строго ориентированы или ориентированы параллельно направлению приложения нагрузки;

в) шлаковые и газовые включения почти не влияют на прочностные свойства, если эти дефекты невелики и находятся не в опасном сечении;

г) пористость, вызываемая растворенными в металле газа­ ми, снижает пластичность и сопротивление коррозии. На проч­ ностные характеристики пористость оказывает меньшее влия­

контролируемых изделий и ведомственных инструкций по сварка

тах, то при оценке качества и разбраковке таких изделий необ­ ходимо учитывать влияние технологических дефектов на механи­ ческие (эксплуатационные) свойства контролируемых деталей 163, 64, 32]. Методы оценки влияния дефектов на эксплуата­ ционные свойства контролируемых объектов должны включать, характеристику влияния дефектов па прочность деталей в связи

степень и длительность нагрузки, влияние среды, характер и концентрация напряжений и т. д.).

Наиболее опасны сильно вытянутые и острые по очертаниям дефекты, менее опасны дефекты округлой формы. Опасной ориентировкой дефекта является такая, при которой' наиболь­

при которой растягивающие напряжения действуют параллель­ но направлению дефекта.

При статическом нагружении детали или соединения влия­ ние дефектов будет наименьшим. В случае повторного нагру­ жения с ограниченным числом циклов влияние дефектов более опасно. При длительных повторных нагрузках опасность силь­ но возрастает. При симметричных циклах опасность обычно наибольшая, с ростом асимметрии цикла она уменьшается. Влияние дефектов увеличивается с удлинением времени работы детали в напряженном состоянии и особенно в условиях кор­ розионного воздействия.

470