Вязкость разрушения ковкого чугуна в зависимости от его структуры и химического состава

• Автор: Шарков, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 158 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ Стр.,

I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ О КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Представления о характере и особенностях разрушения металлических материалов

1.2. Некоторые критерии конструктивной надёжности материалов

1.3. Влияние структуры металлической основы

на вязкость разрушения . • . • • . .; V

1.4. Влияние-графита и других неметаллических включений' на вязкость разрушения . « • • .' • '•* . . ,20

1.5. Цель и задачи исследования . . .... . • . .: •

2.1 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы и приготовление образцов

2.2.1 Методика определения вязкости разрушения

2.3.1 Методика фрактографических исследований
2.4. Методика металлографических исследований
2.5. Определение оптимального количества измерений при проведении экспериментов
2.6. Методика механических испытаний
3. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ НА
ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ КОВКОГО ЧУГУНА
3.1. Определение влияния размеров образцов из ковкого чугуна на достоверность определения
величины вязкости разрушения .
3.2. Влияние количества структурно свободного
феррита на вязкость разрушения ковкого чугуна

3.3. Влияние количества и дисперсности эвтек-тоидного цементита пластинчатой формы на вязкость разрушения
3.4. Влияние количества и дисперсности эвтек-тоидного цементита округлой формы на вязкость

разрушения
3.5. Влияние закалки с последующим отпуском
на вязкость разрушения ковкого чугуна.
3.6. Заключение и выводы ... V . . V .
4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЧУГУНА НА ЕГО
ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ . . .
4.1. Влияние содержания углерода на вязкость разрушения ковкого чугуна
4.2. Влияние содержания кремния на вязкость
разрушения ковкого чугуна
4.3. Влияние содержания марганца на вязкость
разрушения ковкого чугуна
4.4. Заключение и выводы *Ч4&
5. ВЛИЯНИЕ ГРАФИТОВЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА ВЯЗКОСТЬ
РАЗРУШЕНИЯ К0Ш0Г0 ЧУГУНА
5Д.! Влияние формы графитовых включений на
вязкость разрушения чугуна
5.2. Влияние количества графитовых включений
на вязкость разрушения ковкого чугуна.
5.3. Заключение и выводы
6; ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО КОВКОГО ЧУГУНА С
ПОВЫШЕННОЙ ВЯЗКОСТЬЮ РАЗРУШЕНИЯ
Выводы
Литература
Приложения

Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 года и на период до 1990 года, принятыми ХХУ1 съездом КПСС, предусматривается задача - "Обеспечить дальнейшее ускорение научно-технического прогресса, 111 Решение этой задачи требует повышения качества существующих и разработки новых конструционннх материалов, а также рационального их использования в реальных условиях эксплуатации. Весьма важным является наиболее полная оченка их механических свойств, что требует выбора материала с научно обоснованных позиций в каждом конкретном случае.
Выбранные критерии конструктивной прочности и надёжности должны обеспечить прогноз поведения материала под нагрузкой при наличии в нём концентраторов напряжений, например, в виде усталостных трещин. Одним из таких критериев является вязкость разрушения, которая в настоящее время определяется для различных марок сталей, титановых, магниевых и некоторых других сплавов, в то же время она крайне ограниченно используется как критерий качества чугуна, в частности ковкого и высокопрочного,1
Традиционные характеристики механических свойств: предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, твёрдость и т.д! не дают действительного представления о поведении и работоспособности материала в процессе его эксплуатации при наличии дефектов в виде усталостных трещин! Это приводит к тому, что конструкторы, не имея информации о поведении ковкого чугуна с усталостной трещиной под нагрузкой, необоснованно заменяют его на сталь, что удорожает производственную продукцию и увеличивает расход материала,
В настоящей работе исследовано влияние химического состава,

всех образцов условиях выращивания усталостной трещины, для зарождения трещины на образцах с перлитной структурой металлической основы необходимо значительно большее число циклов нагружения, чем для образцов с ферритной структурой металлической основы. Это позволяет предположить, что вязкость разрушения феррито-перлитного и перлитного ковкого чугуна должна быть выше, чем у ферритного ковкого чугуна, что подтвердили дальнейшие исследования. В таблице 3.2 приведены усреднённые результаты испытаний на вязкость разрушения образцов с различной структурой /рис. З.б /.
*11? N
Рис. 3.7. Зависимость числа циклов нагружения образцов из ковкого чугуна, до зарождения усталостной трещины, от твёрдости НВ.
Из таблицы 3.2 видно, что вязкость разрушения ковкого чугуна возрастает до содержания структурно свободного феррита £ 10%. Как видно из рис. З.б, весь этот феррит находится в районе графитовых включений /вокруг них/.