|
равная 400 МПа приходится на зону стыка демпфера и стержня (см. рис. 3.9а). Исследование большого количества испытаний корпусов с использованием прибора АФС позволил усовершенствовать технологию их изготовления за счет обеспечения правильного режима охлаждения при сборке, введения дополнительной операции герметизации резьбового соединения с помощью жидкого стекла исключающей затекание припоя в резьбу (рис. 3.7). Полученные оценки уровня напряжений и сравнение их с пределом текучести этой стали показали, что в изделии существует пятикратный запас прочности. Эти обстоятельства потребовали проведения исследований поведения этой стали под действием растягивающих напряжений. Различный уровень напряжений в оболочках создавался с помощью приспособлений, конструкция которых показана на рис. 3.10. Осевые напряжения создавались путем вворачивания демпфера 3 в оболочку 1 с различным усилием затяжки (см. рис. 3.10а). Окружные напряжения создавались за счет давления вкладышей 4 на стенки оболочки 1 при уменьшении расстояния между упором 2 и подвижным корпусом 3 (см. рис. 3.106). Значения приложенных напряжений на поверхности корпуса определялись с помощью тензорезисторов типа 2ПКП-Г0. В зонах созданных напряжений, регистрировалась величина ЭДС МШ при перемагничивании в осевом (Ео) и окружном (Ет) направлениях. Корпус с различным уровнем приложенных напряжений проходил испытания в 20-% растворе серной кислоты в течении 24 часов, после чего проводился визуальный осмотр на предмет выявления трещин напряжений. Результаты этих экспериментов приведены в таблице 3.3. Анализ данных, приведенных в таблице 3.3 показывает, что при величинах приложенных напряжений более 6,0 кг/мм2 (60 МПа) в оболочках после испытаний в растворе серной кислоты наблюдаются трещины напряжений, причем размеры трещин зависят от уровня этих напряжений. Наиболее вероятной причиной такого поведения материала оболочки является характерное для мартенситностареющих сталей водородное охрупчивание под напряжением. Развитие обратимой водородной хрупкости происходит за счет 89 |
видимому, действуют максимальные растягивающие напряжения и имеются механические концентраторы напряжений. Оценка напряжений на поверхности корпуса проводилась с помощью прибора АФС (п. 3.1). Измерялась ЭДС МШ при сканировании поверхности корпуса в осевом и поперечном направлениях. На рис. 5.3 приведены данные этих измерений в осевом направлении на одном из корпусов опытной партии до (рис. 5.36) и после (рис. 5.3в) его сборки. Анализ диаграмм показывает, что распределение Е после сборки становится существенно неравномерным: в зоне стыка демпфера и стержня величина Е достигает максимального значения, на 25-35 единиц, превышающих средний уровень до сборки. Сопоставление полученных результатов с данными регистрации МШ в стали ЭП-836 при различных напряжениях (см. рис. 4.19) позволило предположить, что в процессе сборки корпуса в его оболочке возникают растягивающие напряжения, достигающие в зоне стыка демпфера и стержня величины 300-400 МПа. Расчеты показали, что причиной возникновения таких напряжений является технология сборки корпуса, которая приводила к попаданию и кристаллизации в полости между оболочкой и стержнем лишнего объема припоя, что в свою очередь при остывании корпуса сопровождалось созданием по всей поверхности оболочки постоянно действующих напряжений. Причем максимум этих напряжений приходился на торцевую часть стержня, упирающегося в демпфер. Анализ распределения этих напряжений по длине корпуса с учетом коэффициента линейного расширения, скорости охлаждения и податливости соединения показал, что максимальная величина примерно равная 400 МПа приходится на зону стыка демпфера и стержня (см. рис. 5.3а). Исследование большого количества испытаний корпусов с использованием прибора АФС позволил усовершенствовать технологию их изготовления за счет обеспечения правильного режима охлаждения при сборке, введения дополнительной операции герметизации резьбового соединения с помощью жидкого стекла исключающей затекание припоя в резьбу (рис. 5.3). Полученные оценки уровня напряжений и сравнение их с пределом текучести этой стали показали, что в изделии существует пятикратный запас прочности. Эти обстоятельства потребовали проведения исследований поведения этой стали под действием растягивающих напряжений. Различный уровень напряжений в оболочках создавался с помощью приспособлений, конструкция которых показана на рис. 5$. Осевые напряжения создавались путем вворачивания демпфера 3 в оболочку 1 с различным усилием затяжки (см. рис.5.4а). Окружные напряжения создавались за счет давления вкладышей 4 на стенки оболочки 1 при уменьшении расстояния между упором 2 и подвижным корпусом 3 (см. рис. 5.46). Значения приложенных напряжений на поверхности корпуса определялись с помощью тензорезисторов типа 2ПКП-10. В зонах созданных напряжений, регистрировалась величина МШ при перемагничивании в осевом (Е0) и окружном (Ет) направлениях. Корпус с различным уровнем приложенных напряжений проходил испытания в 20-% растворе серной кислоты в течении 24 часов, после чего проводился визуальный осмотр на предмет выявления трещин напряжений. Результаты этих экспериментов приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1. № обо лоч ки Направление действия напряжений Величина напряжений, кг/мм Показания прибора АФС, уел. ед. Результаты испытаний ДО нагружения после нагружения Е0 Ет Е0 Ет 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1 осевое 14,0 34 36 49 32 кольцевая трещина 2 8,8 38 37 48 35 поперечная трещина на 5/6 длины окружности оболочки 3 7,1 33 41 43 37 поперечная трещина на 1/4 длины окружности оболочки 4 5,9 30 38 37 36 трещин нет 5 2,7 19 29 25 29 трещин нет 6 тангенциальное 11,3 28 31 23 54 полное разрушение оболочки 7 6,9 21 19 19 39 продольная трещина на всю длину цилиндрической части оболочки 8 5,2 26 16 26 33 трещин нет Анализ данных, приведенных в таблице 5.1 показывает, что приО _ величинах приложенных напряжений более 6,0 кг/мм (60 МПа) в оболочках после испытаний в растворе серной кислоты наблюдаются трещины напряжений, причем размеры трещин зависят от уровня этих напряжений. Наиболее вероятной причиной такого поведения материала оболочки является характерное для мартенситностареющих сталей водородное охрупчивание под напряжением. Развитие обратимой водородной хрупкости происходит за счет процесса миграции водорода в зоны концентрации напряжений. Это, по-видимому, обусловлено тем, что в стали ЭП-836 содержится титан, который из всех входящих в мартенситноетареющую сталь элементов имеет максимальное сходство с водородом. Титан в процессе старения стали выходит из твердого раствора, образуя выделения типа Ni3Ti. При этом повышается активность водорода и он, не покидая материала, может концентрироваться в тех местах, где его химический 225 |