Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
126
прочность чугуна и способы изготовления заготовок
21. Характеристики выносливости чугунов при симметричном цикле \20
Вид чугуна
Механические свойства
ер
—лр
— !
—1
в кГ/мм2
—1
ар
—1
—1
ар
7"1
1 шкн зяте ЛЬ уравнении
кривой усталости при изгибе
т
¦
і
Серый Модифицированный С шаровидным графитом: ферритпый перлитный
12—24
42-44 56—64
4,5 7—14
- 12,5—
16
15—17
23—25|
6,5—1 Зі 0,58 12—144П'1'" ПА<
0,54
0,45—0.42 0,43—0,37
0,38—0,36 —
18—20 0,41—0,39
0,33—0,31
0,93 0.96—0,87
0,8—0,78
5,05
5,95
Соотношение между пределами выносливости при растяжении — сжатии о_1л;, изгибе о—, и кручении т_, могут быть в первом приближении приняты [261:
Сталь Серый чугун К.оикий чугун
1:1,4:0.8 1:2:1,8 1:1,7:1.5
Величины предела выносливости при изгибе, растяжении — сжатии и кручении серого нелегироваиного и легированного, а также ковкого чугунов приведены в табл. 22. Зависимость отношения , к и_ц, от прочности серого чугуна приведена в табл. 23.
22. Предел выносливости серого и ковкого чугунов при изгибе, растяжении —
сжатии и кручении [35]
Вид чугуна *вр Звсж
и кГ/мм2
Серый ......... Серый с 0,6% О; 0,6%Мо......... Ковкий ......... 18—27 36 43 42,58 75—105 135—155 9—15 13 3,5—7,5 7.5 22 7,5 15
23. Зависимость выносливости серого чугуна при изгибе и растяжении—сжатии
от его прочностных свойств [35]
Статическая прочное іь Усталостная прочность
'-1 *Г-1Р -
°*Р
о кГ/ммй в к Г/мм2
17,8 31,5 1,77 9,0 3,5 0.50 2,57
25,2 48,5 1,92 12,0 6,5 0,47 1.81
27,1 50,3 1,86 15,0 7,5 0,55 2,00
35,9 55,9 1,52 13,0 7,5 0.36 1,73
конструкі шош тая прочность * 1УГУІIа
127
Зависимость между пределом прочности при растяжении, твердостью и пределом выносливости серого чугуна при симметричном цикле показана на фиг. 50.
Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом обладают более высоким преде* лом выносливости, чем серые чугун ы, но при меньшем соотношении с_] кс<ф (табл. 21).
Размеры поперечных сечений и массивность отливки влияют на механические свойства чугуна с пластинчатым графитом. Сопротивление усталости серого чугуна в результате увеличения размеров се-
чепия отливки (до 100 мм) \мень шастся сильнее, чем статическая проч
иоо
№
200
100
% 5
2030 1,0 берКГ/мм
Фиг. 50. Зависимость между пределом выносливости пределом прочно-
сти о ву и твердостью II ^ чугунов с пластинчатым графитом.
§•«§
1"
/О
100 90
80 70
ч - - v! ;
і
4 1
о
Ю 20 30 40 Диаметр образца
мм
Фиг. 51. Влияние увеличения размеров отливок на снижение предела выносливости серого кодифицированного чугуна с пластинчатым графитом </), чугуна с шаровидным графитом (2), углеродистой (3) и легированной ста
ли (4).
Фиг. 52. Влияние диаметра образцов на предел выносливости высокопроч ного чуг\гпа ВЧ 40-10 и стали: / —стиль АО, 2— ВЧ 40-10; 3 — Ст. 5: 4 — сталь 42-11; Д — стал ь 45 Н
« _!(/))
м
1,0
0,9 0,8
О,? 0,6
1 /
К" г" 2
І
5 4
С.
О 20 40 60 80 мм Диаметр образцов
Я
0,7
0/5 О»
аз
йб
\ ——К-
X 1 Я А-
^<
66
йг 800
600* 400
200
* О Ю 20 30 ЧОмм Ли а метр
Фиг. 53. Зависимость чувствительности к концентрации напряже-кий ц и градиента напряжений йъ : йг от размера деталей.
V
12 1,0
0,8 0,6
0.4 0.2 0
1
Кб
-
ъ 1 ,—,-
ґ—
90 80
70 60 50 40 30 20 10
20 40
бОбфКГ/мм*
Фиг. 54. Зависимость эффективного коэф фицкента концентрации /Са, чувствитель.
ности к концентрации напряжений а и остаточного угла закручивания 9 от вели чины предела прочности чугуна.
128
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
ность, поэтому отношение предела выносливости к пределу прочности уменьшается с 0,5—0,6 до 0,4 соответственно.
Сопоставление характеристик влияния абсолютных размеров на усталость для чугуна (в том числе и высокопрочного) и для конструкционных сталей показывает, что они приблизительно одинаковы (фиг. 51 и 52) [201, |28].
Для деталей, работающих при переменных нагрузках, существенное значение имеет чувствительность чугуна к надрезам Серый чугун па образцах малого сечения
*/
хГ/мм*
0,07 0Л30А70,1 0} 0,71 2 4 7-10$ІЇ
ОМІ 0,0311070,1 °^1 2 * Ъ10БЫ
0,01 0,030,070,1 0.3 0,71 2 4740*Л
*)
\ \
\ 1
/
Чі І
-2 р.,
і
0.0/ 0,030,070,1 0,3 0,71 2 * 7/0БМ
г)
Фиг. 55. Кривые усталости при изгибе серого чугуна марки СЧ 'Л-40 (а), высокопрочного ферритпого марки ВЧ 40-10 (б), перлитного марки ВЧ 60-2 до нормализации (я) и после нормализации (г). Позиции соответствуют нумерации
типов образцов па фиг. 56.
как это было установлено еще М. А. Воропаевым [32], почти нечувствителен к над резан. Так, при очень резком изменении сечений снижение предела выносливости (но малым образцам) составляет не более 10%. С увеличением размеров сечений образцов из чугуна наблюдается возрастание влияния'концентрации напряжений (фиг. 53), причем на сопротивление усталости влияет как увеличение размеров само по себе, так и возрастание чувствительности к надрезам. Кроме того, повышение структурной однородности и механической прочности чугуна модифицированного и высокопрочного также увеличивает его чувствительность к надрезам (фиг 54). которая тем не менее остается все же ниже, чем у стали.
