Механические свойства неоднородность по толщине

Предложена математическая модель механохимической повреждаемости сварных соединений с учетом контактных эффектов совместной деформации материалов с разными прочностными свойствами. Получены функциональнь(е зависимости долговечности сварных соединений от относительргых размеров и свойств материала прослоек, уровня начальной напряженности и коррозионной активности рабочей среды. Установлено, что с уменьшением относительной толщины мягкой прослойки долговечность сварных соединений возрастает, как при реализации общей, так и локализованной коррозии. Определены критические параметры механохимической неоднородности, обеспечивающие работоспособность сварных конструктивных элементов. При работе сварных соединений в условиях МХПМ для обеспечения равной коррозионно-механической прочности, кроме геометрических, необходимо обеспечить определенные соотношения механохимических характеристик участков с разным физико-химическим состоянием. [c.279]

Под действием ультрафиолетового излучения отверждение покрытий на основе различных полиэфирных лаков происходило в течение 10-15 мин при малой величине внутренних напряжений в покрытиях (десятые доли мегапаскаля), т.е. меньших, чем при конвективном способе. Особенно эффективным этот метод оказался для лаков холодного отверждения, характеризующихся сравнительно низкой адгезионной прочностью. При отверждении под действием ультрафиолетового облучения наблюдается улучшение адгезионных и других физико-механических свойств покрытий. Методом ИКС установлено, что при таком способе отверждения покрытий продолжительность расходования двойных связей стирола и ненасыщенного олигоэфира сокращается до 10-15 мин. Причина этого явления обусловлена, вероятно, селективным распределением энергии и дополнительны.м инициированием полимеризации ультрафиолетовым излучением, приводящим к увеличению числа свободных радикалов. Полиэфирные покрытия характеризуются высокой степенью проницаемости к ультрафиолетовому излучению-до 8 мм [114, 158]. Способ отверждения полиэфирных покрытий оказывает значительное влияние на надмолекулярную структуру покрытий и однородность ее по толщине пленки (рис. 5.2). При конвективном способе отверждения покрытий в них возникает неоднородная по толщине пленки структура. В результате адсорбционного взаимодействия ассоциированных макромолекул с поверхностью подложки в этих слоях наблюдается резкое торможение релаксационных нроцессов при формировании покрытий. В связи с этим в слоях, граничащих с подложкой, фиксируются в процессе отверждения структурные элементы, характерные для исходных ассоциированных полиэфирных композиций. По мере удаления от подложки наблюдаются агрегация структурных элементов и формирование более сложных надмолекулярных образований, неравномерно распределенных в системе. Особенно неоднородная структура образуется в поверхностных слоях. [c.136]

На основании вышеизложенных принципов разработан ряд термоэлектрических устройств для контроля химического состава и структуры материалов, их тепловых и механических свойств для сортировки материалов по физикохимическим свойствам, по маркам для контроля толщины покрытий и слоев, качества поверхностных слоев, термоэлектрической неоднородности проволок и т.п. Примеры наиболее широко используемых термоэлектрических средств НК приведены в табл. 9.19. [c.644]

Как показано в гл. 2—5, местные напряжения и деформации в элементах ВВЭР, обусловленные наличием конструктивной (отверстия, патрубки, галтели, изменения толщин, резьба) и технологической (сварные швы с полным и неполным про плавлением) концентраций напряжений, могут существенно (в 2—3 раза) превосходить номинальные. При зтом с учетом дополнительных температурных напряжений (обусловленных градиентами температур по толщине, по образующей, а также неоднородностью физико-механических свойств в зонах наплавок и присоединения патрубков) местные напряжения и деформации могут оказаться еще выще. [c.217]

В дополнение следует отметить, что большинство систем покрытий многослойны. Хотя пленкообразователь может быть один и тот же, природа и состав пигментов могут изменяться от слоя к слою. К неоднородности механических свойств, как по толщине, так и вдоль поверхности пленки, могут привести процессы удаления растворителя и пространственно-неоднородного сшивания при отверждении. Эти процессы обычно приводят к усадке полимерной матрицы и возникновению внутренних напряжений, которые изменяют ее механические свойства на подложке. В этой связи часто возникает вопрос, соответствуют ли результаты испытаний покрытий исходным свойствам материала, и в ряде случаев результаты испытаний вообще утрачивают свою ценность. [c.395]

Работоспособность сварных соединений определяется не только свойствами отдельных зон с различным физико-механическим состоянием, а также их размерами и соотношением механических характеристик. При сварке термоупрочненных сталей в зоне термического влияния возникают участки (мягкие прослойки) с пониженными прочностными характеристиками в сравнении с основным металлом. Тем не менее при определенных ограничениях режимов сварки возможно обеспечивать рав-нопрочность сварного соединения и основного металла, несмотря на наличие в них мягких прослоек. Основными способами повышения работоспособности таких сварных соединений являются уменьшение относительной толщины мягких прослоек путем регулирования термических циклов сварки (уменьшение погонной энергии и сопутствующее охлаждение наложение дополнительных швов в зоне термического влияния при малых погонных энергиях сварка на медных подкладках и др.). Заметим, что иногда механическая неоднородность может создаваться преднамеренно, например, с целью повышения технологической прочности предлагается производить мягкими или композиционными швами. При использовании этого технологического приема необходимо учитывать характер нагружения и температурные условия. При ударных нагрузках и отрицательных температурах возникает опасность хрупкого разрушения мягких прослоек и, в особенности, тонких. В мягких прослойках при нагружении реализуется объемное напряженное состояние, жесткость которого зависит от их толщины. Чем тоньше прослойка, тем более вероятно ее хрупкое разрушение. [c.7]

Контактные эффекты совместной пластической деформации материалов с разными прочностными свойствами предопределяют упрочнение мягких и разупрочнение твердых прослоек. Установлено, что степень упрочнения мягких и разупрочнения твердых прослоек практически одинаковы и зависят в основном от их относительной толщины, коэффициента механической неоднородности и расположения контактных плоскостей по отношению направления действия внеЩних сил. С учетом закономерностей реализации контактных эффектов при деформации кусочно-неоднородных прослоек определены критические параметры механической неоднородности, обеспечивающие работоспособность сварных конструктивных элементов. [c.279]

Специфика формирования полимерных покрытий связана с возникновением неоднородной дефектной структуры по толщине пленки вследствие неодинаковых скорости и условий отверждения различных слоев [51]. Одним из способов резкого понижения внутренних напряжений в полимерных покрытиях является использование пленкообразующих с регулярным строением молекул. Причина этого явления в таких системах связана с особенностями структурообразования, обусловленными формированием в жидкой фазе однородной упорядоченной структуры из )азвернутых макромолекул п фиксированием ее в покрытиях 180]. Эта особенность структурообразования наглядно проявляется при формировании покрытий из олигоэфиракрилатов различного строения. На основании реологических, физико-механических, теплофизических и структурных данных было установлено, что при получении покрытий из олигомеров на первой стадии их формирования образуются локальные связи между небольшим числом молекул с одновременным формированием надмолекулярных структур, а на второй стадии между этими структурами возникают связи и образуется пространственная сетка. На последней стадии вследствие торможения релаксационных процессов наблюдается резкое нарастание внутренних напряжений. Из данных об изменении реологических свойств олигоэфирмалеинатов на различных этапах их отверждения следует, что исходные олигомеры представляют собой системы ньютоновского типа. Через определенный период времени наблюдается не только нарастание вязкости, но и изменение характера реологических кривых, связанное с переходом системы в структурированное состояние за счет возникновения связей между структурными элементами. На рис. 5.1 приведены данные о кинетике расходования двойных связей, нарастании внутренних напряжений, прочности при растяжении, модуля упругости и вязкости при формировании покрытий из этих, же систем. Из рисунка видно, что, несмотря на участие в процессе полимеризации на начальной стадии формирования значительного числа функциональных групп, покрытия характеризуются низкими внутренними напряжениями и физико-механическими характеристиками. Резкое нарастание последних наблюдается [c.182]

Как уже отмечалось выше, наличие структурной слоевой неоднородности в полимерных пленках, формование которых осуществляется из растворов или расплавов полимеров на твердой поверхности, обусловливает еще большую зависимость их физико-механических свойств от толщины. Чем тоньше пленка, тем в большей степени начинают влиять на ее свойства поверхностные спои, отличающиеся по своей структуре не только от глубинного слоя, но и друг от друга. Структурная слоевая неоднородность в наибольшей степени влияет на деформируемость пленок и их ударную вязкость [5]. Структурная слоевая неоднородность полимерных пленок и отличия в плотности упаковки воздушного и зеркального поверхностных слоев приводит к значительным отличиям в раздельном набухании того и другого слоев. В ряде случаев для дальнейшей переработки полимерных пленок и их эксплуатационного использования необходамо звать или заблаговременно определять плотность упаковки структурных элементов полимера в том или ином поверхностном слое, например методом раздельного набухания. Это позволит до некоторой [c.23]

Металлизационное цинковое покрытие значительно отличается от исходного цинка как по своей структуре, так и по физико-механическим свойствам. В металли-зационном цинковом покрытии содержится большое количество окислов, которые ухудшают его физико-механические свойства. Одновременно с этим оно обладает большой пористостью и повышенной твердостью, имеет неоднородную структуру и меньшую эластичность. Прочность металлизациониого цинка более чем в 3 раза ниже прочности исходного металла. Однако при эксплуатации покрытие обладает достаточной прочностью и разрушается, как правило, за пределами упругих деформаций основного металла. Цинковое покрытие является анодом по отношению к стали, поэтому нет необходимости в получении непроницаемого покрытия, а следовательно, и в увеличении его толщины. При контакте пористого цинкового покрытия с влагой (электролит) в силу неоднородности металла в его порах возникают гальванические пары, приводящие к разрушению цинка. Разрушение цинка продолжается недолго, при этом образуются продукты коррозии, которые быстро заполняют поры покрытия, в результате чего оно становится непроницаемым, и электрохимическая коррозия цинкового покрытия прекращается. Уплотнение цинкового покрытия (пор) происходит и вследствие химических реакций с образованием окислов, гидратов и карбонатов цинка. [c.156]

При литье крупногабаритных изделий в формующей полости возникают значительные перепады давлений и большая неоднородность в ориентации макромолекул. Все это приводит к ухудшению механических свойств изделий. Для исключения этих недостатков применяют литье под давлением в пресс-формы с инжекционным прессованием (рис. 7.16). Пресс-форма состоит из подвижной 1 и неподвижной 3 плит, которые имеют двойные плоскости сопряжения, образующие некоторое подобие закрытой загрузочной камеры, и могут взаимно перемещаться друг относительно друга. Точно дозируемая масса расплава впрыскивается в неполностью сомкнутую пресс-форму и заполняет свободное пространство. Так как форма не сомкнута, то в формующей полости расстояние между плитами больше, чем толщина стенок, и расплав течет без больших перепадов давлений, при этом уменьшается его охлаждение и ориентация макромолекул снижается. После впрыска дозы расплава происходит смыкание формующих плит и подвижная плита 1 входит в плиту 3, как пуансон в матрицу. Вследствие создания усилия смыкания в форме возникает необходимое давление, под действием которого происходит сжатие расплава. В данной конструкции пресс-формы можно также использовать точечный литник. Применение инжекционного литья позволяет значительно сократить технологический цикл литья, уменьшить расход полимера и снизить трудоемкость изготовления изделий. Основное же преимущество данного метода заключается в повышении качества изделий — уменьшается коробление, снижается анизотропия усадки и прочности. Это достигается благодаря тохму, что компенсация изменения объема расплава при охлаждении осуществляется без применения подпитки — только за счет сближения плит формы. [c.216]

Влияние подложки на процесс структурообразования проявляется также при получении покрытий из растворов полимеров. На рис. 1.17 приведены данные о структуре различных слоев покрытий толщиной 300 мкм из растворов полиуретанов в диметилформамиде на основе дифенилметандипзоцианата и сложного полиэфира, граничащих с воздухом и с подложкой. Формирование покрытий осуществлялась на стекле и на силиконе. Адгезия покрытий к стеклу, определяемая методом отслаивания, составляла 0,12 кН/м, к силикону — более чем на порядок ниже. Видно, что структура граничных слоев существенно зависит от текстуры подложки. Наличие на поверхности силикона неоднородной глобулярной структуры опособствует формированию такой же структуры в прилегающих слоях покрытий. Формирование неоднородной структуры в таких покрытиях ухудшает их физико-механические свойства, как видно из данных, приведенных на рис., 1.18. [c.34]

Вследствие большей подвижности структурных элементов и ориентирующего влияния подложки в поверхностных слоях, граничащих с окружающей средой (с воздухом), возникают сложные надмолекулярные образования различной формы, размера и строения в зависимости от типа пленкообразующего и химического состава полимера. Эти структуры ориентируются в плоскости подложки с формированием сетки, сферолитоподобных образований и структур с ядром в центре и ориентированными относительно его сферами из структурных элементов различного размера, морфологии и степени упорядочения. Эти сложные образования в пограничном слое являются различного рода структурными дефектами. Они ухудшают декоративные, защитные и физико-механические свойства покрытий. Сложные структурные образования являются типичными для покрытий, формирующихся в виде тонких слоев на поверхности твердых тел, и не обнаруживаются при отверждении в тех же условиях блочных материалов, хотя структура последних также неоднородна по толщине. Вероятность формирования, число и размер сложных надмолекулярных образований в поверхностных слоях покрытий тем больше, чем шире молекулярно-массовое рас-лределение в системе, что свидетельствует о том, что центрами структурообразования в этом случае являются надмолекулярные структуры более высокомолекулярных фракций. [c.250]

Для установления зависимости физико-механических свойств пластика от удельного давления прессования готовились пресскомпозиции с 30%-ным содержанием связующих и 5—7%-ным летучих. Прессование образцов проводилось при температуре 145—150° С и выдержке мин1мм толщины готового изделия. При давлениях от 100 до 250 кг/см наблюдались сильные недопрессовки, при удельном давлении 350—400 кг/см неоднородность материала исчезла. Из рис. 4 и табл. 2 видно, что прочностные показатели пластика повышаются с увеличением давления до 44 кг/сл 2. J pJ более высоком давлении прочность материала снижается. Очевидно, это связано с разрущением наполнителя. Водопоглощение полученного материала уменьшается с увеличением удельного давления прессования. Поэтому для дальнейших исследований давление прессования принято 350—400 кг/см . [c.108]

Толщина металла в сварных конструкциях нередко бьшает такой, что корректное определение невозможно и тогда определяют К . При переходе от одной толщины металла к другой значение изменяется, то есть представляет собой условную величину, характеризующую данный металл при конкретной его толщине. Значение может зависеть и от длины трещины. С учетом этого фактора разработано понятие предела трещиностойкости [199], который зависит от дайны трещины. Таким образом, отражает не только влияние свойств металла, но также и размеров образца, трещины, конкретной совокупности механической неоднородности и т.д [c.49]

Неоднозначность экспериментальных результатов, полученных при изучении процессов окисления поверхностей металлов, мойсет быть значительно уменьшена, если будут точно определены физические свойства ряда систем металл—кислород. Эта неопределенность частично обусловлена пренебрежением следующими важными факторами величиной и структурой поверхности металла, физической и химической неоднородностью окисной пленки, а также отсутствием должного внимания к граничным условиям, зависящим от интервала температур и толщин пленок, с которыми имеют дело при исследовании кинетики окисления. С этой точки зрения изучение низкотемпературного окисления поверхностей монокристаллов меди представляет собой благодарный объект для исследования. Тонкие окисные пленки, образующиеся при низких температурах, являются в достаточной степени физически и механически однородными наряду с этим имеется много данных о полупроводниковых свойствах меди и ее окислов Г124]. Кроме того, тщательно исследована и установлена структура и ориентация плР нок закиси меди, образующихся при низких температурах [125, 126]. Весьма вероятно, что, исходя из известного уже механизма низкотемпературного окисления, можно будет при соответствующих видоизменениях составить представление о механизме этого процесса при более высоких температурах. [c.104]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология