Материал: Инновационные технологии и оборудование. Межвузовский сборник научных трудов. Пачевский В.М

3. Компенсаторы с выносными демпферами 1 (рис.4) рационально использовать в тех случаях, когда их габариты не имеют принципиального значения. Статическая и динамическая нагрузки, воспринимаемые фланцами 2 компенсатора, передаются через шток 3 и расположенный на нем грибовидный элемент 4 на демпфирующие элементы 5 из металлорезины. Корпус демпфера 1

Рисунок 4 - Компенсатор с выносным демпфером:

1 – корпус демпфера; 2 – фланец; 3 - шток; 4 – грибовидный элемент; 5 – демпфирующий элемент; 6 - тяга

и грибовидный элемент 4 спрофилированы таким образом, что поперечные, продольные, угловые перемещения фланцев воспринимаются демпфирующими элементами 5. Корпус демпфера 1 с помощью тяги 6 связан со вторым фланцем компенсатора. Основным преимуществом таких компенсаторов является возможность варьирования в больших пределах их упругодемпферных характеристик, а недостатками - большие габариты и масса.

4. Компенсаторы с коаксиально расположенными относительно сильфона 1 демпферами 2 (рис. 5) могут иметь демпфирующие элементы, расположенные как внутри, так и снаружи сильфона. Принцип работы таких компенсаторов аналогичен изложенному в пункте 3. Преимуществом их конструкции является возможность достаточно широкого

68

варьирования упругодемпферных характеристик, а также небольшие габариты и масса.

Рисунок 5 - Компенсатор с коаксиально расположенным демпфером: 1 – сильфон; 2 - демпфер

Каждый из рассмотренных выше типов компенсаторов имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор конкретной конструкции зависит от требовании технического задания.

Литература:

1.Старцев Н.И. Трубопроводы газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1976.

2.Итбаев В.К. Исследование диссипативных свойств гофрированных оболочек с жидкостью при вынужденных колебаниях. Вестник УГАТУ. 2001, № 1.

.

69

УДК 621.78

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ СТАЛИ 12Х18Н10

А.Н. Семичев, А.Н. Осинцев, А.Н. Скребова

Хромникелевые стали аустенитного класса типа 18-8 обладают целым рядом несомненных достоинств. Они высокотехнологичны при получении изделий методами обработки металлов давлением (ОМД) и сваркой, экологически чисты, коррозионностойки, немагнитны, сохраняют достаточную пластичность вплоть до криогенных температур. Однако круг упрочняющих обработок этих сталей как правило ограничивается пластической деформацией, позволяющей сочетать эффекты наклепа с возможным переходом неустойчивого аустенита в мартенсит деформации. Эффективность такого упрочнения во многом может определяться исходной структурой стали перед пластическим деформированием.

В работе исследовалась сталь 12Х18Н10 после различных видов термической обработки (Т.О.) с последующей пластической деформацией путем одноосного растяжения на 20%. Температура нагрева при Т.О. была 1150 0С, что гарантировало максимальное растворение карбидной фазы в аустените. Выбранные виды термообработки (отжиг, нормализация, закалка в воду) не меняли фазовый состав стали, но ввиду разной скорости охлаждения могли повлиять на количество, размер и местовыделение карбидов хрома типа М23С6, уровень термических напряжений и концентрацию точечных дефектов. Анализ полученных результатов подтверждает эти предположения.

Во всех случаях после термообработки наблюдалась однотипная аустенитная структура с карбидными включениями, число и размеры которых уменьшались с ростом скорости охлаждения, но влияние режимов термообработок на механические свойства неоднозначно (табл. 1).

Так наибольшие значения прочностных характеристик (ζb и ζ0,2) имели образцы охлажденные с повышенными скоростями, при этом нормализация, сохраняя возможность протекания диффузионных процессов, приводила к некоторому увеличению

70

карбидных выделений, что повышало значение предела прочности ζb и снижало относительное сужение ψ, а соответственно давало незначительный уровень истинного разрушающего напряжения Sк, по сравнению с закалкой и даже отпуском. Пластичность стали 12Х18Н10 сохранялась на высоком уровне: относительное удлинение δ находилось в интервале 51-53%, а ψ – 69-74%. После всех видов термообработок условный предел текучести (ζ0,2) оставался весьма низким: 239-253 МПа, что с одной стороны говорит о невысокой конструктивной прочности, характеризуемой показателем надежности материала в виде отношения ζ0,2/ ζb, которое находилось вблизи значения 0,4, но с другой стороны дает перспективу как эффективного деформационного упрочнения за счет наклепа, так и успешного использования структурного состояния после такой обработки заготовок для формоизменяющих операций ОМД.

Вне зависимости от вида проведенной термообработки последующая пластическая деформация растяжением на 20% (табл.2) приводила к заметному, на 15-20% росту ζb и значительному (более чем в два раза) повышению условного предела текучести при хорошем уровне относительного сужения (ψ=67-69%), что давало хорошее значение характеристики надежности близкое к 0,9. Однако способность стали к равномерной деформации снизилось (δ упало до 35-32%).

В выбранных условиях эксперимента наилучшим режимом предварительной обработки, дающим структуру с оптимальным набором механических свойств, следует считать нормализацию стали 12Х18Н10 с последующей пластической деформацией. Это вероятно связано с тем, что формирование механических свойств определяется не только составом фаз и их морфологией, но и

71

одновременно действующими несколькими механизмами торможения дислокаций, обеспечивающих как упрочнение, так и условия вязкого течения, гарантирующего повышенную надежность материала.

Таблица 2 Свойства стали после термической обработки и пластической

деформации

Важным показателем конструктивной прочности материала является его сопротивление наиболее опасным – циклическим нагрузкам. Одним из параметров, дающих экспресс-заключение о циклической стабильности структуры, является отношение предела прочности к условному пределу текучести.

Из данных, приведенных в табл. 1 и 2, видно, что любая из предложенных термических обработок создавала циклически упрочняемую структуру ((ζb/ ζ0,2) >1,4), характерную для пластичных материалов, в то время как последующая пластическая деформация переводила сталь 12Х18Н10 в разряд циклически стабильных материалов (1,4 (ζb/ ζ0,2) 1,2), что дает хорошие гарантии на ее использование при заготовлении деталей, работающих в усталостном режиме.

Анализ изломов образцов и машинных диаграмм показал, что во всех случаях разрушение носило явно вязкий характер (поверхность излома матовая, излом волокнистый, скорость распространения трещины мала). Тем не менее установлено отличие в механизмах второго этапа разрушения – (распространение трещины) при различных технологиях предварительной обработки стали. Так образцы с максимальными значениями Sк, которые обрабатывались по схеме Т.О.+εпл, имели ―двухчашечный‖ вид изломов, соответствующий схеме распространения трещины с

72