Переходная температура

Металлическая связь не исключает некоторой доли ковалентности. Металлическая связь в чистом виде характерна только для щелочных и щелочно-земельных металлов. Ряд физических свойств других металлов, особенно переходных (температуры плавления и кипения, энергия атомизации, твердость, межатомные расстояния), свидетельствуют о несводимости химической связи в них то,пько к металлической. Современными физическими методами исследования установлено, что в переходных металлах лишь небольшая часть валентных электронов находится в состоянии обобществления. Число электронов, принадлежащих всему кристаллу, невелико--1 электрон/атом. Например, такой типичный переходный металл, как ниобий, имеет концетрацию обобществленных электронов всего лишь 1,2 на один атом Nb. Остальные же электроны осуществляют направлен- [c.95]

Установлено [93], что имеется достаточно четкая корреляция между критической температурой возникновения трещины при испытании широких сварных пластин и переходной температурой, соответствующей ударной вязкости [c.64]

Ни одну из перечисленных характеристик, найденных испытаниями на удар, нельзя непосредственно использовать в инженерных расчетах. Как работа, затраченная на разрушение образца, так -И переходная температура зависят от размера испытуемого образца, остроты надреза и скорости нагружения образца. Увеличение любого из этих параметров приводит к повышению переходной температуры. [c.145]

На поверхности излома в зоне переходных температур наблюдаются четко выраженные, локализованные зоны хрупкого и вязкого разрушений (рис. 27), и, следовательно, сериальная кривая волокнистой составляющей в изломе и порога хладноломкости Г о могут быть установлены вполне надежно. Комнатная температура для ванадия любой степени чистоты соответствует области вязкого разрушения, т. е. температура начала перехода в хрупкое состояние при ударном изгибе и для ванадия с содержанием О + N. равным 5000 анм, ниже+20 С. Тем не менее уменьшение чи- [c.33]

Интерпретация наблюдаемых изменений в ЭПР-спектрах-спиновых меток носит в большинстве случаев чисто эмпирический характер. Например, при интерпретации спектров,, показанных на представленном выше рисунке, можно считать, что при высоких температурах в липиде растворяется-большее количество спиновой метки, чем при более низких. Отношение, указанное на рисунке, представляет собой эмпирический параметр, температурную зависимость которого можно оценить из опытов, проведенных при разных температурах. Графики, отражающие зависимость / от 7, были использованы для определения температуры перехода и пред-переходной температуры в бислоях . [c.351]

Аналогично цирконию протекает воспламенение титана (ф = = 1,73). Как правило, титан воспламеняется при сравнительно низких температурах 670—990 К [14, 20, 56]. Но в отличие от циркония для титана известны случаи воспламенения при более высокой температуре 1400 К [39]. Это связано, по-видимому, с меньшей химической активностью титана. Тем ие менее, и для титана, как и для циркония, воспламенение происходит при температурах, ниже любой переходной температуры. [c.248]

Ценность применения образцов малого размера лри испытаниях на удар возрастет, если имеется корреляция с поведением конструкций натурной величины. В большинстве случаев прямое соответствие не наблюдается, но тем не менее анализ большого числа эксплуатационных разрушений свидетельствует о возможности такой корреляции. Полученные соотношения, естественно, не могут быть непосредственно применены к реальным условиям эксплуатации, однако они позволяют всесторонне оценить факторы, определяюш,ие хрупкое разрушение. Это привело к разработке ряда методов испытаний и образцов различных по размерам (вплоть до натурной толщины промышленного листа), а также по форме и остроте надрезов (в том числе в виде искусственных трещин, имитирующих сварочные). Характеризовать сопротивление материала хрупкому разрушению можно по величине напряжения или энергии при разрушении, внешнему виду излома, пластичности или переходной температуре. Логическим развитием подобного рода испытаний было появление типовых (натурных) испытаний, в которых условия их проведения приближаются к предполагаемым эксплуатационным и обычно выполняются на натурных образцах. Широкое распространение получили испытания при деформировании образца энергией взрыва по возникновению, распространению и торможению трещин в сварных пластинах и т. п. Результаты подобных испытаний обычно сопоставляют с результатами серийных испытаний образцов малого размера (чаще всего на ударную вязкость по Шарпи). [c.146]

В связи с этим проведены обширные исследования по определению Характеристик вязкости разрушенных и неразрушенных листов при температурах, соответствующих условиям разрушения в эксплуатации [12—14]. Вязкость материала в основном находилась испытаниями на ударную вязкость по Шарпи образцов с у-образным надрезом. Например, Вильямс [12] испытывал листы, снятые более чем со 100 разрушенных кораблей, установил различия свойств этих листов и дал следующую их классификацию 1) с источником хрупкого разрушения 2) с разрушением от распространяющейся трещины 3) без трещины или с заторможенной трещиной. Листы первой группы имели максимальную переходную температуру Т , которая определялась энергией разрушения, составляющей в испытаниях по Шарпи 2,1 кгс-м (рис. 4.4). Среднее значение энергии разрушения для листов I группы примерно равно 1 кгс-м, для листов П группы — 1,3 кгс-м и для листов HI группы — 2,2 кгс-м. Только 10% листов I группы имели энергию разрушения свыше 1,4 кгс-м, причем максимальное значение составляло 1,6 кгс-м. [c.147]

Рис. 4.4. Частотные кривые распределения переходной температуры, соответствующей энергии разрушения 2,1 кгс-м, для

Критерий переходной температуры. Выбор малоуглеродистой или низколегированной стали основан на предупреждении хрупких разрушений и связан с определением переходной температуры одним из методов испытаний. Использование того или иного вида испытания зависит от назначения детали, индивидуальной точки зрения исследователя и других соображений, в частности, у конструктора и изготовителя сосуда давления могут потребовать выполнения всех требований заказчика. Все виды испытаний можно классифицировать по трем категориям изгиб надрезанных образцов, растяжение надрезанных образцов и растяжение с изгибом. В качестве критериев используются работа разрушения, внешний вид излома или пластическая деформация, предшествующая разрушению (которая часто измеряется как относительное сужение в вершине надреза). [c.149]

Если скорости деформирования ограничены уровнем эксплуатационного нагружения (близкого к статическому), то образцы натурного сечения можно испытывать, используя стандартное оборудование. Типичным методом испытаний медленным изгибом является метод Ван дер Вина [45]. Образцы натурной толщины (например, из листа) с выдавленным надрезом (рис. 4.7) испытываются на изгиб в определенном диапазоне температур. За критерий принимается переходная температура, соответствующая обусловленному прогибу образца при разрушении и характеру излома, чаще всего при 50% волокнистости. [c.151]

Следует отметить, что испытания различными методами определенного материала дают разные значения переходных температур, поэтому при испытаниях стали располагают по характеристике вязкости. При отсутствии достаточного количества данных по разрушениям необходимо установленные характеристики вязкости материала сравнить с результатами натурных испытаний или испытаний, в которых имитируются реальные условия эксплуатации в конструкции. [c.153]

Поскольку условия для остановки развития трещины в данном материале более жесткие, чем для ее возникновения, оценка качества материала с использованием принципов, заложенных в метод определения Тот, практически усложнена, поэтому данный метод не получил широкого распространения. Серьезный недостаток этого метода состоит в том, что значение переходной температуры зависит от типа и условий нагружения конструкции. Испытания сосудов давления, имеющих дефекты [37, 38], показали, что остановка трещины при Т ох осуществляется только при гидравлическом испытании сосудов. [c.155]

Влияние толщины листа на характеристику вязкости стали подтверждается многочисленными испытаниями (рис. 4.27) [72]. Сравнение образцов толщиной 25,4 и 76 мм, вырезанных из листа толщиной 76 мм (50% волокнистости в изломе), показало, что переходная температура заметно повышается с увеличением толщины. Подобные результаты были получены при испытании широких пластин [73] и при испытаниях на остановку трещины [34], причем в последнем случае (табл. 4.1) увеличение при повышении толщины листа, выполненного из малоуглеродистой качественной стали для сосудов давления от 51 до 127 мм, составляло около 10° С на каждые 25 мм. Специальными испытаниями на образцах малого размера была установлена однородность свойств вязкости по сечению листа, свидетельствующая о том, что влияние толщины листа на переходную температуру определяется геометрическими 172 [c.172]

Остаточные напряжения можно снять при большом перенапряжении, причем полностью они снимутся, когда наступит общая текучесть. Желательно использовать наиболее высокую степень перенапряжения, но не допускающую формоизменение или разрушение конструкции. Последнее возможно, если перегрузку проводить при температуре выше переходной температуры стали (найденной с учетом максимальной толщины стенки детали), если уровень предварительного нагружения конструкции ограничен и если предварительный неразрушающий контроль показал отсутствие протяженных дефектов. Установлено, что перегрузка действительно снижает остаточные сварочные напряжения и увеличивает напряжения,, способные вызвать разрушение конструкции в интервале температур, соответствующих хрупкому разрушению. Большинство экспериментальных работ показали, что выигрыш в повышении сопротивления материала хрупкому разрушению снятием высоких остаточных напряжений намного больше вызываемых перегрузкой отрицательных эффектов. Перегрузка снижает вероятность разрушения от механических трещин, возникающих в конструкции около сварных швов, однако последующая сварка может снова увеличить вероятность разрушения из-за повторного наведения остаточных напряжений. Таким образом, перенапряжение можно рекомендовать в качестве допустимого эффективного метода в тех случаях, когда остаточные напряжения нельзя снять термообработкой, которая кроме снятия остаточных напряжений снимает хрупкость металла в зонах сварных швов и повышает его пластичность. [c.184]

Для сосудов давления ядерных реакторов возникает дополнительная проблема, связанная с повышением переходной температуры хрупкости, в первую очередь в результате нейтронного облучения при эксплуатации. Это приводит к специфическим требованиям при выборе материала (рассмотрены отдельно). [c.203]

Переходная температура (по ударной вязкости), С. ......... [c.206]

Для дальнейшего улучшения свойств стали необходимо применять закалку с отпуском. В отличие от описанных изменений структуры при закалке с отпуском образуется мелкодисперсная карбидная фаза в сочетании с весьма мелким зерном феррита. В результате это дает высокий уровень прочностных свойств и снижение переходной температуры по ударной вязкости [29]. [c.208]

При длительной работе углеродистых и легированных сталей в условиях повышенной температуры может возникнуть охрупчивание металла. В большинстве случаев хрупкость проявляется только при охлаждении металла до комнатной температуры, т. е. повысившаяся переходная температура хрупкости не достигает уровня рабочей температуры. Реже у некоторых сплавов охрупчивание возникает и при повышенной температуре. [c.211]

Ниобий вводят в сталь в таких количествах, что он действует только как модификатор, способствующий интенсификации процесса дисперсионного твердения, а не как раскислитель. Следовательно, модифицированные полуспокойные стали могут быть экономически более выгодными, чем обработанные алюминием полностью успокоенные стали. Среди сталей, модифицированных ниобием, сталь 213 (стандарт BS 1501) является полуспокойной, а сталь 223 (стандарт BS 1501) — спокойной. При любой заданной степени измельчения зерна ниобий понижает переходную температуру хрупкости в меньшей степени, чем алюминий. Поэтому 230 [c.230]

Быстрое разрушение. В литературе наиболее часто описываются случаи хрупкого разрушения стальных конструкций. Эти разрушения связаны с внезапным и быстрым распространением трещин и происходят большей частью при уровнях напряжений ниже расчетных. Хрупкое разрушение конструкций, изготовленных из углеродистых и низколегированных сталей, происходит при небольшой деформации, предшествующей разрушению, и при температурах ниже переходной температуры данного материала или данной конструкции, при этом кристалличность излома характера для хрупкого отрыва по определенным кристаллографическим плоскостям. [c.441]

Разрушение деформированных и рекристаллизованных молибденовых сплавов ЦМ2А и ЦМ5 в области переходных температур неодинаково. У рекристаллизованного сплава вязкого разрушения не наблюдается, образец изгибается приблизительно на угол 55° и протягивается между опорами. Точки, соответствующие ударной вязкости при температурах (для сплава ЦМ2А) 475°С и выше, фактически ударную вязкость не характеризуют, так как образец при этом не разрушается, а ордината соответствует работе, затраченной на изгиб образца и протягивание его между опорами. [c.44]

Между областями низко- и высокотемпературного окисления существует область переходных температур (325—450° С), в которой скорость реакции имеет отрицательный температурный коэффициент. Обычно эту аномалию объясняют чисто механистически, как результат подавления стадии распространения цепи в этой области [103, 109, 165, 195]. Изменение относительных выходов продуктов от преобладания кислородных соединений в области низких температур до преобладания алкенов, соответствующих исходному углеводороду, в переходной области (см. рисунок) убедительно указывает на то, что падение интенсивности распространения цепи вызывается конкуренцией между одновременно протекающими реакциями (32) и (2) [c.196]

По месту расположения и ширине зоны рекристаллизации по микрощлифам двух брусков для серии одной и той же составной пластины определяется участок металла, по которому для каждого режима сварки устанавливается переходная температура хрупкости для наиболее ослабленной зоны данной серии образцов. Часть брусков используется для нахождения порога хладноломкости металла шва и других участков термического влияния сварки. [c.67]

Как указывалось, существенно затрудняет процесс воспламенения металла существование на поверхности металлической частицы диффузионного барьера в виде пленки окисла, образующейся при предпламенном окислении. Во многих случаях для воспламенения требуется предварительное.разрушение окисной пленки. Поэтому воспламенение металлов может происходить не только из-за срыва теплового равновесия, но и вследствие разрушения дуффузи-онного барьера. Температура, когда теряются защитные свойства окисной пленки, названа Меллором и Глассменом переходной температурой [37]. Разрушение окисной пленки является обязательным условием воспламенения для металлов с ф>1. Для металлов с ф< 1 достаточным условием воспламенения является срыв теплового равновесия. [c.244]

Магний. Главной отличительной особеннЬстью магния является незащитный характер пленки окиси магния (<р = 0,81). Окисная пленка магния при температуре выше 720 К неплотная, рыхлая и не представляет собой существенного диффузионного барьера. Это приводит к тому, что воспламенение магния практически в любых условиях происходит при невысоких температурах — 720—900 К [25, 56—58], т. е. ниже любой точки агрегатных превращений металла и его окисла. Воспламенение магния происходит по достижении теплового взрыва и не связано с какой-либо переходной температурой. [c.247]

Если вязкость чрезмерно низкая и температуру Т нельзя увеличить, то повысить ударную вязкость материала следует путем изменения его химического состава, термообработки или замены. Часто конструктор должен принимать компромиссное )ешение при выборе минимальной температуры и вязкости по Ларпи, так как увеличение вязкости может повлиять на стоимость изделия. Конструктор может также задать точные значения ударной вязкости и температуры испытания в требованиях или технических условиях изготовителям сталей. В принципе конструктор может легко применить критерии остановки трещин, но часто он не располагает данными по ударной вязкости для конкретных листов, поковок и наплавленного металла, а также по переходным температурам. Имеются также сомнения по поводу [c.43]

Сопротивление перлитных сталей хрупкому разрушению существенно зависит от размера и сечения детали. Поэтому в образцах небольшого размера, предназначенных для качественного контроля и весьма удобных для лабораторных методов испытания, трудно воспроизвести условия нагружения, соответствующие условиям хрупкого разрушения при эксплуатации. Одним из ранних, наиболее разработанных в этом направлении был метод ударных испытаний надрезанных образцов на изгиб, в которых малые размеры образца компенсировались применением надреза и высокой скорости деформирования [8, 9]. В настоящее время для контрольных испытаний по оценке качества сталей перлитного класса наиболее широкое распространение получили образцы Шарпи с острым У-образным надрезом (рис. 4.2) [10, 11]. Испытания на ударную вязкость в интервале температур обнаруживают переход от высоких к низким значениям работы разрушения образца (рис. 4.3, а). Принято переходную температуру материала определять как температуру, при которой для разрушения образца требуется минимальная энергия, например 2,1, 2,8 или4,2кгс-м. Установлено также, что у углеродистых сталей при переходе от вязкого разрушения к хрупкому наблюдается закономерное изменение внешнего вида излома образцов от волокнистого до кристаллического. Процент кристалличности или волокнистости в изломе, взятый по диаграмме рис. 4.3, б, использовался как критерий при альтернативном определении переходной температуры. При решении многих конструкторских задач требуется тем или другим способом находить переходную температуру стали для прямого или косвенного определения минимальной рабочей температуры, до которой выбранная сталь может быть применена без опасности хрупкого разрушения. Наиболее распространено определение минимальной работы разрушения образца при заданной температуре, что служит одним из условий спецификации на поставку стали. [c.145]

Испытания на изгиб. Определяемая при испытаниях на ударную вязкость переходная температура зависит не только от скорости деформирования и размеров образца, но и от остроты надреза (образцы Шарпи с V- и и-образными надрезами). Некоторые из этих факторов устранены в разработанном Шнадтом методе ударных испытаний надрезанных образцов [21, 22]. [c.149]

Испытания на растяжение. Испытания образцов большого сечения на растяжение с высокой скоростью деформирования не проводятся вследствие значительной сложности требуемого для этого оборудования. Наиболее широко применяемый метод испытания при статическом растяжении предложен Тнппером [26]. В образцах натурной толщины с двух противоположных сторон делают надрезы глубиной 3,2 мм и с углом 45° (рис. 4.8). Преимущества этого метода заключаются в использовании образцов натурного размера и в более легком измерении нагрузки при растяжении, чем при изгибе, однако более высокая мощность испытательных машин при растяжении является одним из факторов большей популярности испытаний на изгиб. Поскольку в испытаниях на растяжение была обнаружена относительно резко выраженная переходная область температур при оценке по величине поперечного сужения образца или по виду излома, эти испытания были использованы для определения вязкости разрушенных корабельных листов [13]. В 32 случаях верхняя переходная температура (т. е. [c.151]

Существуют различные варианты испытания, отличающиеся размерами образцов и профилем надреза., В методе испытания Ноурена [27] применяются образцы, в которых инициирование трещины осуществляется так же, как при испытаниях падающим грузом по Пеллини. Хрупкий валик наплавляется на поверхность надрезанного образца, в результате трещины в испытуемом образце возникают или в процессе наплавки валика, или на начальной стадии испытания на растяжение. При этом критерием для определения переходной температуры служит номинальное раз-рушаюш,ее напряжение. [c.152]

Рис. 4.13. Сравнение переходной температуры Гпер, соответствующей энергии по Шарпи 4,9 кгс-м с температурой остановки трещины Тот листов стали (толщиной не менее 51 мм) для сосудов давления

Диаграмма Пеллини—Пьюзат. Одна из первых попыток разработки общей методики расчета сосудов давления из конструкционных сталей была предпринята Пеллини [371. Этот метод учитывал уровень приложенного напряжения, размер дефекта и базировался на обширном опыте исследования разрушенных сосудов давления и других конструкций, прт этом условия эксплуатационных разрушений воспроизводились в лабораторных испытаниях. Особенно эф( )ективными были испытания со взрывным инициированием трещин (рис. 4.21), в которых квадратные пластины, имеющие на поверхности хрупкую наплавку с надрезом, продавливались через кольцевую опору при взрыве. После серии таких испытаний в заданном интервале температур получают три температурных критерия переходную температуру вязкого разрушения как самую низкую температуру, при которой трещина не распространяется от надреза при сильном пластическом деформировании пластины переходную температуру упругого разрушения как наивысшую температуру, при которой трещина быстро рас-164 [c.164]

Метод японского общества инженеров-сварщиков. Принципы линейной механики разрушения использовались в Японии при разработке метода испытаний на остановку трещины для определения вязкости разрушения. Было постулировано, что величину Кс можно рассчитать по результатам измерений при испытаниях на остановку трещины по известному методу двойного растяжения. Полученные значения температур остановки трещин коррелиро-вались с переходными температурами, определяемыми при испы- [c.167]

Рис. 4.27. Зависимость переходной температуры Тпер. соответствующей 50% волокнистости в изломе, от метода испытания и толщины образца [72]

Закаленные и отпущенные углеродистые и легированные стали. Один из эффектов закалки с отпуском заключается в измельчении структуры материала. Следовательно, такая термообработка может быть использована для понижения переходной температуры хрупкости углеродистой стали. Это и применяют на практике, вводя такую термообработку в спецификации по крайней мере одного варианта фирменной углеродистомарганцевой стали, поставляемой в закаленном и отпущенном состоянии. Полученная сталь имеет переходную температуру в испытаниях на ударную вязкость (по Шарпи, образцов с У-образным надрезом) ниже —60° С, и ее рекомендуют для замены легированных (2,5 или 3,5% N1) сталей в некоторых изделиях. [c.237]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология