Совершенствование структур и физико-механических свойств пружинных сплавов на основе критериев предельного состояния

• Автор: Говядинов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 190 с. : ил.

1.1 Характеристика изделий, виды отказов, поломок и разрушений

1.2 Общая характеристика бериллиевых бронз

1.2.1 Влияние легирующих элементов на физикомеханические

свойства бронзы

1.2.2 Коррозионные свойства бронзы

1.2.3 Фазовые превращения, происходящие при термической

и пластической обработке

1.2.3.1 Закалка

1.2.3.2 Старение

1.3 Технология изготовления пружин из бронзы Бр.Б2 и анализ

недостатков производства

1.4 Определение предельной удельной энергии деформации
1.5 Характеристика пружинных сталей
1.5.1 Влияние легирующих элементов на механические свойства пружинных сталей Выводы по главе 1 Цель, задачи и программа работ
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Выбор объектов исследования
2.2. Режимы термической и пластической обработок, оборудование и методы исследования бериллиевой бронзы
2.3. Образцы для создания различного напряжннодеформированного
состояния, виды механических испытаний, контролируемые и рассчитываемые параметры
2.4. Выбор и построение гомологической шкалы и оценка структурноэнергетического состояния исследуемых сплавов
2.5. Построение зависимостей диаграмм предельного состояния сплавов от показателя напряжнодеформированного состояния
2.6. Определение критериев зарождения трещин, распространения
трещин и критерия хрупкости
2.7. Определение плотности
2.8. Измерение микротврдости
2.9. Проведение акустических испытаний для определения модуля продольной упругости, модуля упругости при сдвиге
и коэффициента Пуассона
2.9.1 Аппаратно программные средства
2.9.2 Методика измерений
2.9.3. Методика проведений расчетов
2 Проведение макро и фрактографического исследований 2. Проведение микроструктурного анализа
2. Методика проведения рентгеноструктурного анализа
. Рентгеновский дифрактометр ДРОН
Фазовый анализ
. Определение величины микронапряжений и размеров областей когерентного рассеяния методом аппроксимации
2. Метрологическая экспертиза 2 Оценка точности эксперимента
Выводы по главе
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРУЖИННЫХ СПЛАВОВ
3.1. Закономерности изменения предельной удельной энергии
деформации для бериллиевой бронзы и пружинных сталей
3.1.1. Закономерности предельного состояния бронзы
3.1.2. Закономерности предельного состояния пружинных сталей
3.2. Закономерности изменения других предельных характеристик от
показателя напряжннодеформированного состояния
3.3. Комплексы зарождения и распространения трещин, хрупкости
3.4. Определение плотности
3.5. Акустические испытания
3.6. Результаты измерений твердости
3.7. Рентгеноструктурный анализ
3.8. Микроструктурный анализ
3.9. Результаты макроструктурного анализа
3 Результаты фрактографического анализа изломов 3 ГЛАВА 4 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Поведение бронзы Бр.Б2
4.1.1. Влияние деформации на структуру и критерии разрушения
4.1.2. Влияние температуры и продолжительности старения на физикомеханические свойства и критерии разрушения
4.1.3 Влияние концентрации напряжений на механические свойства и
критерии разрушения
4.2. Поведение пружинных сталей
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Выводы
Литература


Это обусловлено пределами растворимости данного компонента в меди и его дороговизной. Примеси свинца, висмута и сурьмы весьма вредны. Бериллиевая бронза устойчива в различных атмосферных условиях. При высоких температурах она окисляется в меньшей степени, чем медь, и сплавы на медной основе. Бериллиевая бронза устойчива в пресной и морской воде и более стойка, чем медь, против ударной коррозии. Бериллиевая бронза мало склонна к межкристаллитной коррозии, однако в напряженном состоянии при действии влажного аммиака и воздуха она подвергается коррозионному растрескиванию. Газы галогены при повышенных температурах вызывают избирательную коррозию бериллиевой бронзы, окисляя главным образом составляющую, обогащенную бериллием. В таблице 1. Бр. Б2 в некоторых средах. Таблица 1. Скорость коррозии бериллиевой бронзы марки Бр. В первом случае закалка устраняет деформационное упрочнение, если предварительно бронза подвергалась деформации, хотя для повышения ее пластичности можно использовать и рекристаллизационный отжиг температура рекристаллизации БрБ2 после деформации с обжатием равна 0С при С, в процессе которого меньше окисление и рост зерна, чем при закалке. Однако пластичность бронзы изза получения при этом отжиге двухфазовой структуры ниже, чем после закалки при С 5. Наконец, повторные промежуточные закалки в процессе прокатки или волочения способствуют повышению однородности состава и строения атвердого раствора, и поэтому применение закалки более предпочтительно, чем отжига. Влияние температуры закалки на структуру и свойства бериллиевых бронз представлено для интервала С, так как ниже 0С, согласно диаграмме состояния системы СиВе рисунок 1. Д а выше 0С возможен не только очень сильный рост зерен, но даже оплавление их границ. Практически предельно высокое насыщение а твердого раствора достигается при С, а далее, при С оно изменяется очень мало 1. Однако даже если концентрация бериллия в твердом растворе и растет, то использовать эти температуры закалки не представляется возможным изза сильного роста зерна рисунок 1. Для повышения уровня упрочнения и особенно увеличения усталостной прочности бронзы на практике стремятся к уменьшению размеров зерен. С этой целью бронзу подвергают холодной пластической деформации с большим обжатием и последующей закалке при С. При длительном нагреве при указанных температурах величина зерна а твердого раствора бронзы мало зависит от степени предшествующей деформации, но все же после обжатия она меньше рисунок 1. Однако значительные скопления включений избыточной фазы, могут напротив, ускорить рост зерна за счет фазового наклепа вследствие различных объемных коэффициентов расширения а и фаз. Следует отмстить, что крупные включения фазы, или ее крупные скопления играют роль структурных концентраторов напряжений и, в итоге, снижают пластичность бронзы, ее релаксационную стойкость и усталостную прочность. Установлено, что выдержка бериллиевой бронзы при температуре закалки в печах муфельного типа оказывает существенное влияние на свойства и должна быть не менее минут рисунок 1. При большей выдержке упрочнение практически не изменяется, но при этом растет зерно. Скорость охлаждения бериллиевой бронзы при закалке должна быть максимальной обычно в воде. Как показано в работе 6, наиболее опасно замедление охлаждения в области температур С, когда превращение переохлажденного твердого раствора происходит с большой скоростью и ведет к образованию пластинчатых перлитообразных структур. Ниже 0С происходит обычное старение. Если распад произошел выше 0С, то степень упрочнения при последующем старении будет низкой. V. . V1. У 5. Рисунок 1. Рисунок 1. Зависимость физикомеханических свойств бронзы от температуры закатки после сгарсния при 0 С, 4 ч 1Бр. БИТ 1,9 2Бр. Б2 3Бр. Б2,5 4Бр. Рисунок 1. Зависимость величины зерна твердого раствора от времени выдержки и температуры закалки 1Бр. БНТ1,9 2Бр. Б2 3Бр. Бр. Рисунок 1. Зависимость величины зерна Оз бронзы Бр. Б2 от температуры и степени деформации

гхСлг С. I.i . Рисунок 1. Зависимость физикомеханических свойств Бронзы Бр.