Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Высокая прочность и твердость сплава, в котором прошел процесс твердения, одновременно приводит к ограничению его пластичности под действием высоких нагрузок при повышенных температурах. Детали, которые в нагретом состоянии находятся под нагрузкой, должны быть поэтому рассчитаны с надежным запасом.
В табл. 81 приводятся значения прочности образцов монокристаллов сплавов, упрочняющихся посредством внутреннего окисления при повышенных температурах. Пределы прочности этих сплавов равны:
Тип А 45,6—48,2 кгс!мм2 1[(44,8-47,3) • 107 н/м2].
Тип Б 42,1—45,6 кгс/мм2 [(41,2-^44,8) • 107 н/м2].
Таблица 81
Механические свойства сплавов серебро—магний—никель при высоких температурах
Температура, °С Предел прочности при кратковременных испытаниях Длительная прочность, кгс/мм2
2-часовая 100-часовая
кгс }мм2 «/ж2 Сплав А Сплав Б Счлав А Сплав Б
260 31,5—35 (3,1-т-3,45) 108 21 21,8 15,2 18,2
400 — — 13,3 13,3 9,8 8,4
427 24,5—31,5 (2,44-3,1) -108 — — — —
538 — — 6,3 7,0 4,2 4,2
650 8,4—14,0 (8,3—13,8) -107 — — — —
760 7,0—9,8 (6,9—9,7) -107 — — — —
816 — 0,7 — 0,56
Отметим, что сплавы серебра с присадками магния и никеля типов А и Б имеют очень близкие значения напряжения разрушения. Более того, во время испытания на разрыв наблюдались исключительно низкие (по отношению к величине напряжений) скорости ползучести сплавов обоих типов. Таким образом, казалось бы, что ограничивающим фактором будет напряжение разрыва, а не сопротивление ползучести. Однако достаточно достоверные данные, позволяющие точно определить скорость ползучести при различных напряжениях и температурах, отсутствуют. Во всяком случае можно считать, что эти скорости значительно меньше скорости ползучести меди.
При напряжениях более высоких, чем напряжения разрушения, указанные для различных температур, упрочняющийся сплав разрушается, а не ползет; иными словами, напряжения, при которых обычно ожидается ползучесть, вызывают излом. Поэтому особое внимание необходимо уделить расчету истинных напряжений, действующих на деталь; размеры и конфигурацию деталей. Детали, подвергнутые твердению, нельзя корректировать посредством пластической деформации. Поэтому ослабить требования к допускам, как в случае более пластичных материалов, нельзя.
357
Практически максимальный эффект упрочнения достигают за счет внутреннего окисления в сплаве с примерно 0,3% магния. Превышение этого содержания приводит к увеличению хрупкости без заметного роста прочности. С другой стороны, более низкое содержание магния приводит к уменьшению прочности, в то же время увеличивая пластичность; кроме того, сплав с низким содержанием магния менее чувствителен к хрупкому излому в нагретом состоянии. Уровень напряжений ib сплаве с низким содержанием магния при повышенных температурах ниже, чем в сплаве с более высоким содержанием магния. Ниже (табл. 82) приводятся некоторые свойства сплавов типов А и Б, отожженных и холоднокатаных.
Таблица 82
Влияние отжига на механические свойства сплавов серебро—магний—никель
Свойство Отожженное состояние Холоднокатаный материал, 50% деформации
Твердость по Роквеллу 58—65 (15 г) 50—60 (30 т)
Предел прочности: 19,7—23,9
кгс'мм2 35,0—38,6
н/м2Л& 19,3—23,4 34,3—37,8
Относительное удлинение 30—40 6—8
на расчетной длине 5,08 см,
%
Электропроводность по от- 75 70
ношению к стандартному
значению для меди, %
Некоторые свойства сплавов, упрочняющихся посредством внутреннего окисления типов А и Б при комнатной температуре, приводятся ниже (табл. 83).
Таблица 83
Свойства сплавов Ag—Mg—Ni при комнатной температуре
Свойство Тип А Тип Б
Твердость по Роквеллу (30 т) 63—68 58—63
Предел прочности: 45,6—49,1 42,1—45,6
кгс/мм2
н/м2 ЛР7 44,7—48,1 41,2—44,7
Условный предел текучести (допуск на удлинение 0,2 о/о):
кгс/мм2 37,2—40,7 31,9—35,4
him2- 107 Предел упругости: 36,4—39,8 31,2—34,7
26,5—29,8
кгс'мм2 30,2—33,7
н/м2» 107 29,6—33,0 26,0—29,2
Относитечьное удлинение на расчетной длине 5—15 13—21
5,08 см у °/о Модуль упругости:
кгс мм2 7 720 7 720
о О <м аГ 75,6 7,56
Электропроводность по отношению к чистой 75 75
меди, %
Все свойства рассматриваемого сплава, за исключением модуля упругости и электропроводности, пропорциональны содержанию магния. 358
Электропроводность сплава серебра с присадками магния и никеля, как и у большинства других металлов, с увеличением температуры уменьшается.
Электропровод- Электропповод-
Темпера- ность по относе Темпера- ность то отнопе-
тура, °С нию к чистой меди (тип А), % тура, °С нию к пистон меди (тип А), %
25 75 200 55
100 67 260 50
Сплав поставляется изготовителями в виде полосы, колец, штаби-к^з, прутка, проволоки и труб.
Отжиг. К отожженным сплавам можно применять любые обычные способы обработки давлением и резанием. Если требуется межопераци-онный отжиг, то деталь нагревают до 370° С в течение 15—20 мин на воздухе. Нагрев до температуры выше 370 °С вызывает твердение сплава, которое препятствует дальнейшей обработке поверхности.
Упрочнение. На кривой рис. 115 приводится минимальное время, которое требуется для того, чтобы полностью прошел процесс упрочнения за счет внутреннего окисления полосы из серебряного сплава с присадками магния и никеля типа А. Умеренное увеличение времени выдержки при данной температуре не приводит к каким-либо дополнительным эффектам, отрицательно сказывающимся ня свойствах сплавов. Время, в течение которого завершается процесс упрочнения, меняется пропорционально квадрату толщины полосы, поэтому, если нужно определить время, необходимое для упрочнения полосы, толщина которой превышает значения, приведенные на рис. 115, достаточно умножить время, требуемое для половины рассматриваемой толщины, на четыре; например, время упрочнения при 800 °С для стержня толщиной 0,305 см составляет 28 ч, поскольку для стержня толщиной
