30Хгса применение: Сталь 30ХГСА – расшифровка и характеристики

alexxlab | 23.04.1984 | 0 | Разное

Содержание

Сталь конструкционная легированная 30ХГСА – характеристики, свойства, аналоги

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 30ХГСА.

Классификация материала и применение марки 30ХГСА

Марка: 30ХГСА
Классификация материала: Сталь конструкционная легированная
Применение: Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Химический состав материала 30ХГСА в процентном соотношении


CSiMnNi SPCrCu
0.28 – 0.340.9 – 1.20.8 – 1.1до 0.3до 0.025до 0.0250.8 – 1.1до 0.3

Механические свойства 30ХГСА при температуре 20

oС
СортаментРазмерНапр.sвsTd5yKCUТермообр.
ммМПаМПа%%кДж / м2
Трубы, ГОСТ 8731-8768611
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-7449118
Пруток, ГОСТ 4543-71 &Oslash- 2510808301045490Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода,
Лист толстый, ГОСТ 11269-76490-74020Нормализация
Лист толстый, ГОСТ 11269-7610809490Закалка и отпуск
Лист тонкий, ГОСТ 11268-76490-74020Нормализация
Лист тонкий, ГОСТ 11268-76108010Закалка и отпуск

Технологические свойства 30ХГСА


Свариваемость: ограниченно свариваемая.
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров


Механические свойства :
sв– Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5– Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y– Относительное сужение , [ % ]
KCU– Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB– Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T – Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E– Модуль упругости первого рода , [МПа]
a– Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o– T ) , [1/Град]
l– Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r– Плотность материала , [кг/м3]
C– Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o– T ), [Дж/(кг·град)]
R– Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :
без ограничений– сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая– сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая– для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

Другие марки из этой категории:

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 30ХГСА, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 30ХГСА могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 30ХГСА можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

30ХГСА – Юнисталь Урал

Марка: 30ХГСА
Заменитель: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА
Классификация: Сталь конструкционная легированная
Применение: различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах
Химический состав в % материала 30ХГСА:
C Si Mn Ni S P Cr Cu
0,28 – 0,34 0,9 – 1,2 0,8 – 1,1 до 0,3 до 0,025 до 0,025 0,8 – 1,1 до 0,3
Температура критических точек материала 30ХГСА:
Ac1 = 760, Ac3(Acm) = 830, Ar3(Arcm) = 705,
Ar1 = 670,
Mn = 352
Механические свойства материала 30ХГСА при Т=20 0С:
Сортамент Размер, мм Напр. SВ, МПа SТ, МПа d5, % y, % KCU, кДж/м2 Термообр.
Пруток Ж 25   1080 830 10 45 490 Закалка 880 0С, масло
Отпуск 540 0С, вода
Лист отожжен.  
 
500-700   14      
Твердость материала 30ХГСА после отжига HB 10 -1 = 229 МПа
Физические свойства материала 30ХГСА:
Т, град Е 10-5, МПа a 106, 1/град l, Вт/(м·град) r, кг/м3 С, Дж/(кг·град) R 109, Ом·м
20 2,15   38 7850   210
100 2,11 11,7 38 7830 496  
200 2,03 12,3 37 7800 504  
300 1,96 12,9 37 7760 512  
400 1,84 13,4 36 7730 533  
500 1,73 13,7 34 7700 554  
600 1,64 14 33 7670 584  
700 1,43 14,3 31   622  
800 1,25 12,9 30   693  
Технологические свойства материала 30ХГСА:
Свариваемость: ограниченно свариваемая
Флокеночувствительность: чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости: склонна
Обозначения:
Механические свойства:
SВ Предел кратковременной прочности, МПа
SТ Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа
d5 Относительное удлинение при разрыве, %)
y Относительное сужение, %
KCU Ударная вязкость, кДж/м2
HB Твердость по Бринеллю, МПа
Физические свойства:
T Температура, при которой получены данные свойства, Град
E Модуль упругости первого рода, МПа
a Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o – T ), 1/Град
l Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·град)
r Плотность материала, кг/м3
C Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o – T ), Дж/(кг·град)
R Удельное электросопротивление, Ом·м
Свариваемость:
Без ограничений: сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
Ограниченно свариваемая: сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
Трудносвариваемая: для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

Легированная конструкционная сталь 30ХГСА

В нашей компании Вы можете приобрести лист и круг 30ХГСА на выгодных условиях. Мы профессионально занимаемся поставками металлопроката, сотрудничая с крупнейшими металлургическими компаниями страны. Работа с нами имеет ряд преимуществ:

  • вся продукция сертифицирована;
  • наличие металлопроката на складе;
  • быстрое выполнение заказа;
  • резка и доставка;
  • низкие цены.

Характеристики и применение стали 30ХГСА

В состав предлагаемой стали введены такие легирующие добавки, как хром (Х), марганец (Г), кремний (С) и азот (А). Она отличается высокой прочностью, устойчивостью к истиранию и ударным нагрузкам, при этом имеет выгодную цену по сравнению с хромоникелевыми конструкционными сталями.

Наиболее востребованными являются круг и лист 30ХГСА, широко используемые при производстве валов, осей, шестерен, фланцев, лопаток компрессоров и других деталей. Сталь данной марки обладает хорошей способностью к поверхностной закалке, существенно увеличивающей твердость и износостойкость деталей.

Наш ассортимент

В нашей компании Вы можете купить круг 30ХГСА диаметром от 24 до 180 мм. В каталоге представлен как круг обычного качества, так и калиброванный.

Также у нас можно купить лист 30ХГСА различной толщины, мы гарантируем полное соответствие предлагаемого металлопроката заявленным характеристикам по марке, качеству, размерам.

Доступные цены, выгодные условия сотрудничества

Благодаря прямой работе с производителями мы имеем возможность предлагать лист и круг 30ХГСА по очень доступным ценам. Осуществляется доставка, возможна резка по указанным размерам.

Менеджеры компании «Юнисталь» будут рады предоставить более подробную информацию по техническим характеристикам стали 30ХГСА, уточнить условия поставки и помочь с оформлением заказа по телефонам:
  • 8 (343) 382-14-33
  • 8 (343) 382-11-41
  • 8 (343) 286-97-68
или адресу электронной почты:[email protected]

Применение и особенности обработки резанием и свариванием труб 30ХГСА | Хозяйка медной горы

Бесшовные трубы из легированной стали 30ХГСА – один из самых применяемых материалов в металлообрабатывающей, машиностроительной и других промышленностях. О востребованности материала свидетельствует широчайший ассортимент, регламентированный 6 государственными стандартами:

  • ГОСТ 8731-87 – горячекатаные для трубопроводов и изготовления деталей машин;
  • ГОСТ 8732-78 – горячедеформированные общего назначения;
  • ГОСТ 8733-74 – холоднодеформированные и горячедеформированные общего назначения;
  • ГОСТ 8734-75 – только холоднодеформированные;
  • ГОСТ 21729-76 – конструкционные холоднотянутые, холоднокатаные и теплокатаные;
  • ГОСТ 9567-75 – прецизионные, повышенной точности после холодного передела и горячей прокатки.

Сортамент таких труб имеет большой диапазон, который различается по наружному диаметру и толщине стенки. В зависимости от соотношения этих параметров (D/s), холоднодеформированные трубы различают на: особотонкостенные D/s>40, тонкостенные D/s – 12,5-40 включительно, толстостенные D/s – 6-12,5 и особо толстостенные D/s<6.

Горячедеформированные трубы по таким признакам не различают, так как они применяются в основном для трубопроводов и элементов конструкций.

Выбор нужной трубы зависит от ее предназначения, согласно стандарта и необходимых размеров.

Применение труб 30ХГСА

Труба 30ХГСА – конструкционный и полуфабрикатный материал. За счет уникального сочетания прочности и пластичности применяется для конструкций и деталей с повышенной ответственностью, работающих в тяжелых условиях при температуре до 200°C.

Главным потребителем труб 30ХГСА стала машиностроительная отрасль. Из этих труб изготавливают валы и детали рулевого управления, а также сосуды высокого давления и соединительные фланцы.

В основном в качестве полуфабриката для дальнейшей обработки резанием (токарной, фрезерной) применяют холоднокатаные трубы, а также прецизионные. Горячекатаные трубы применяют в качестве силовых конструкций и для трубопроводов, в частности для газопроводов высокого давления, дюкерных переходов и трубопроводных компенсаторов.

Свойства стали 30ХГСА и ее обрабатываемость

Хромокремнемарганцевая сталь 30ХГСА относится к среднелегированным улучшаемым сплавам. При необходимости данная сталь может подвергаться термической обработке закаливанием или отпуском. Готовые детали из этой стали также могут упрочняться модификацией поверхностного слоя посредством химико-термической обработки – цементации, нитроцементации, борирования.

Главная особенность стали 30ХГСА – это сочетание высоких прочностных характеристик с пластичностью, за счет чего исключается хрупкость. Это обусловило применение труб для конструкций особо ответственного назначения.

Нередко «кустарные» изготовители применяют данную марку стали для изготовления шестерен коробки передач, но такая альтернатива не соответствует нормативной твердости (превышает ее). В результате шестерни получаются менее устойчивы к ударным нагрузкам.

Немаловажное достоинство стали 30ХГСА – умеренная стоимость при высоком качестве, если сравнивать с аналогами. Самым близким по свойствам и ценовой категории является сплав 35ХГСА.

Резание и свариваемость труб 30ХГСА

Резание труб производится исключительно механическим способом – отрезной фрезой или абразивным кругом. Применять для резки автоген не допускается, так как данная сталь в горячем состоянии впитывает атмосферный водород и становится хрупкой.

Эта же особенность является причиной ограниченной свариваемости. Выполнять сваривание труб допускается автоматической и полуавтоматической аргонодуговой сваркой или газовой сваркой под флюсом. При сварке рекомендуется предварительный прогрев и последующая термообработка сварочных швов.

Рекомендуем к прочтению:

Что такое труба 30хгса простыми словами. 6 главных особенностей изделия

Труба бесшовная 09Г2С – самый лучший вариант для транспортировки газа и жидкостей

Труба бесшовная для отопления – как подобрать правильно

Болт 30ХГСА – ООО “ИЗГОТОВИЛ.РУ”

Из стали 30ХГСА изготавливают болты всех видов. Например откидной болт является разновидностью легкосъемного крепежа, имеет необычную конструкцию. Сфера применения достаточно узкая. Размеры откидных болтов регламентируются государственным отраслевым стандартом (импортный аналогичны стандарт DIN 444). Метизы имеют ограничения по размерному ряду, и по материалу, из которого они изготовлены.

30ХГСА – марка стали. Изначально сталь разрабатывалась еще советскими учеными для применения в авиационной промышленности. Из марки этой стали изготавливались системы управления самолета, включая педали. Так как сталь обладает хорошими техническими, физическими, химическими характеристиками, область ее применения расширилась. Активно используют сталь 30ХГСА в машиностроительной промышленности, производстве станков.

Сталь относится к легированной.  Цифра «30» указывает на содержание углерода (до 0,34%).

«Х» — содержится до 1% хрома (повышает коррозиоустойчивость). «Г» — не более 1% марганца (повышает пластичность стали и удаляет вредные примеси). Буква «С» указывает на содержание кремния, который также, как и марганец придает стали пластичность и делает ее восприимчивой к высокой температуре. «А» — сталь закаленная, что улучшает физические характеристики стали (увеличивает упругость).

Болты изготавливаются из легированной стали 30ХГСА, А2, А4, сплавов латуни, бронзы. Обладают повышенной прочностью, при эксплуатации выдерживают определенные нагрузки. Откидные метизы могут быть с дополнительной защитой, в виде цинкового напыления. Такие болты можно использовать во влажных средах.

Болт представляет стержень, с нанесенной резьбой. Резьбовая часть может быть полной или неполной. Привычная головка, как на большинстве крепежа, на откидном болте выглядит как круглая петля или «ушко», вместо головки.

В соответствии с отраслевым стандартом откидные болты различаются по форме «головки»:

  1. Сферическая форма – позволяет надежно фиксировать крепление, при необходимости легко демонтируется.
  2. Вилочная форма – «головка» имеет прорезь, благодаря которой применяются шарнирные крепления
  3. Имеет отверстие под шлинт, самый распространенный вариант. Откидной фиксатор болта создает шлинтовые соединения.

Размеры болтов

Сталь 30ХГСА – это сталь конструкционная легированная, хромокремнемарганцовая. Входящий в структуру металл увеличивает прочность и стойкость стали к ржавчине, марганец также повышает прочность, способствует стабильности к ударным нагрузкам и износоустойчивости, а кремний увеличивает коэффициент ударной вязкости и тепловой резерв вязкости. Данный качественный конструкционный сплав первоначально был изобретен для авиационной промышленности.

Сплав 30ХГСА показывает собственные хорошие качества, пребывая в обстоятельствах невысоких температур вплоть до 2000С и знакопеременных нагрузок. Превосходные свойства хромансиля сделали его знаменитым не только в авиа-, но и в машиностроении, где крепеж из стали 30ХГСА проходит в изготовление различные улучшения, какие могут эксплуатироваться при температуре до 4000 С.

Болты шарнирные произведенные с этой стали очень популярны и используются для создания крепления конструкций и элементов, которые предполагается применять в ответственных местах, там где вероятна высокая нагрузка и неблагоприятные условия: это крепежные конструкции, действующие при низких температурах, сварные конструкции, испытывающие знакопеременные нагрузки и так далее.

Цена на болты

Купить болты можно с помощью нашего сайта, на котором находится прайс с ассортиментом продукции и цена на крепежные изделия. В зависимости от количества болтов покупатель может сэкономить на цене, приобретая товар оптом.

Назначение болтов

Болты 30ХГСА используют в разных масштабах, как крупные строительные компании, так и небольшие фирмы, специализирующиеся на ремонтах либо отделках.
Машиностроительные компании заказывают у нас болты с классом стабильности не ниже 8.8. Также ассортимент их размеров для применения в этой отрасли наиболее обширный. На мебельных производствах требуемый класс прочности болтов может быть пониже – с 4.6 до 8.8. Такие же болты применяют при монтаже определенных древесных конструкций в каркасных зданиях.

Сталь марки 30ХГСА: характеристики, расшифровка, применение

Главная › Новости

Опубликовано: 06.09.2018

Чем сверлить каленую сталь. Сверлим пилу из быстрореза

Легирование сталей проводится для того, чтобы повысить их эксплуатационные качества. Примером можно назвать сталь 30ХГСА, свойства которой существенно выше, если сравнивать с обычными углеродистыми металлами. Особенности во многом зависят от концентрации легирующих элементов и их типа. Рассматриваемая марка получила распространение по причине высокой коррозионной стойкости, которая достигается за счет включения в состав большого количества хрома. Рассмотрим особенности этого сплава подробнее.


Определение марки стали по искре.

Сталь 30хгса

30ХГСА: расшифровка марки

Маркировка легированных сталей проводится при применении определенных стандартов, которые позволяют быстро определить химический состав. Легированная сталь 30ХГСА, расшифровка которой указывает только на концентрацию основных элементов, обладает следующим составом:

Все металлы конструкционной группы характеризуются тем, что в составе есть определенное количество углерода. В рассматриваемом случае показатель составляет 0,28-0,34%. Хром в этом случае является основным легирующим элементом. Слишком высокая концентрация этого химического элемента приводит к повышению коррозионной стойкости. Сталь 30ХГСА (ГОСТ 4543-71 применяется в качестве стандарта при маркировке) имеет концентрацию хрома около 1%. При легировании также применяются кремний и марганец. Эти элементы повышают основные эксплуатационные характеристики. Отсутствие цифр указывает на то, что этих элементов в составе не более 1%.

Труба бесшовная 30ХГСА

Сталь 30ХГСА, расшифровка которой не указывает на концентрацию вредных примесей, относится к классу среднелегированных сталей. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке.

Скачать ГОСТ 4543-71

Химический состав

Во многом именно химический состав металла определяет его эксплуатационные характеристики. Марка стали 30ХГСА представлена сочетанием следующих элементов:

Углерод (около 0,3%). Кремний и марганец, хром (около 1%). Никель и медь (не более 0,3%).

В состав включается фосфор и сера не менее 0,025%. Их концентрация строго контролируется по причине того, что высокая концентрация приводит к ухудшению основных качеств. Стоит учитывать, что аналог будет обладать схожим химическим составом.

Физические свойства

Ст 30ХГСА, характеристики которой свойственны многим среднелегированным сталям, получила широкое применение. Расширенную область применения можно связать с следующими качествами:

При проведении инженерных расчетов учитывается плотность стали 30ХГСА, которая составляет 7850 кг/м3. Стоит учитывать, что подобный показатель может варьировать с большом диапазоне в зависимости от температуры окружающей среды. Температура плавления составляет 1500 градусов Цельсия. Этот показатель определяет сложности, которые возникают при литье, а также высокую устойчивость к воздействию температуры. Высокая прочность и устойчивость к ударной нагрузке также определяют широкое распространение стали. Структура разрушается только при воздействии ударной нагрузки 980 МПа.

Физические свойства 30хгса

Физические свойства учитываются при выборе наиболее подходящего сплава для изготовления деталей с учетом того, в каких именно условиях они будут эксплуатироваться.

Технологические свойства

Сталь 30ХГСА (ГОСТ определяет диапазон некоторых свойств) может применяться при создании различных изделий и конструкций. При выборе этого металла следует учитывать:

Коррозионная стойкость низкая. При длительном воздействии высокой влажности на поверхности может появится коррозия. Это качество следует учитывать при выборе легированной стали. В некоторых случаях коррозионная стойкость повышается за счет нанесения на поверхность гальванического покрытия, которое состоит из цинка и хрома. Для получения подобной поверхности применяется метод электролиза. Однако, создаваемый поверхностный слой характеризуется низкой устойчивостью к механическому воздействию – после повреждения незамедлительно появится коррозия. Высокая пластичность, так как относительное удлинение составляет 11%. Она также существенно расширяет область применения металла, так как многие детали должны выдерживать переменную нагрузку. Материал характеризуется высокой устойчивостью к переменным нагрузкам. Предел выносливости при испытании может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды. Показатель твердости по шкале Роквелла составляет 50 единиц. Механические свойства не изменяются при температуре до 400 градусов Цельсия. Эксплуатация при более высокой температуре не допускается, так как это приведет к повышению пластичности и снижению твердости поверхности. Сталь 30ХГСА, термообработка которой проводится для повышения твердости и снижения хрупкости, характеризуется пластичностью. Именно поэтому она может применяться при ковке или штамповке. Отличная упругость позволяет проводить обработку заготовок резанием. Именно поэтому заготовки поставляются для зенкерования, фрезерования или точения.

Механические свойства

Для повышения производительности часто проводится отжиг. Рассматриваемая марка среднелегированных сталей относится ко второй группе по степени свариваемости. Именно поэтому рекомендуется проводить предварительный подогрев структуры, что снижает вероятность образования структурных трещин. Для обеспечения наиболее благоприятных условий зачастую заготовки нагревают до температуры 250 градусов Цельсия.

Термообработка сплава 30ХГСА

Для улучшения эксплуатационных характеристик получаемых изделий проводится термическая обработка, за счет чего происходит повышение прочности и твердости. Для стали 30ХГСА применяется следующая термообработка:

Закалка направлена на изменение качеств поверхностного слоя. Рекомендуется проводить закалку стали при температуре 880 градусов Цельсия. Охлаждение проводится в масле, что позволяет исключить вероятность появления поверхностных и структурных деформаций. Закалка предусматривает перестроение кристаллической решетки. Подобный процесс становится причиной появления внутренних напряжений, которые в дальнейшем приводят к появлению структурных трещин. Отпуск при температуре 540 градусов Цельсия позволяет решить подобную проблему. Низкая температура нагрева позволяет в качестве охлаждающей среды применять воду. Ковка улучшает структуру материала. Вначале процесса заготовка нагревается до температуры 1240 градусов Цельсия. Охлаждение проводится на открытом воздухе или в другой среде – все зависит от того, какого размера заготовка.

Закалка стали

Для улучшения качеств материала могут применять самое различное оборудование. Особенности химического состава определяет то, что обработка заготовок проводится при применении специального оборудования.

Применение

Сталь 30ХГСА, применение которой связано с химическим составом и основными качествами, встречается в различных отраслях промышленности. Чаще всего легированная сталь используется в нижеприведенных случаях:

В строительной области получили большое распространение крепежные элементы, которые эксплуатируются при переменных нагрузках. Невысокая коррозионная стойкость определяет то, что крепежные материалы могут использоваться только при защите устройства. В авиастроении используется сплав в качестве расходного материала при изготовлении валов, фланцев и прочих деталей. Стоит учитывать, что сплав не используют при создании ответственных элементов. В машиностроительной области применяется при создании элементов, которые работают при постоянных или переменных нагрузках.

Стоимость используемого сырья во многом зависит от того, какой лом использовался. В продаже встречаются зарубежные аналоги, к примеру, 14331 (Чехия) и 30ChGSA (Болгария). Их химический состав и основные качества во многом схожи.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

30ХГСА

Характеристика материала. Сталь 30ХГСА.

Марка

 Сталь 30ХГСА.Хромокремнемарганцовая с азотом.

Заменитель:

СТАЛЬ 40ХФА, СТАЛЬ 35ХМ, СТАЛЬ 40ХН, СТАЛЬ 25ХГСА, СТАЛЬ 35ХГСА

Классификация

Сталь конструкционная легированная

Применение

различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Химический состав в % материала 30ХГСА

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

0.28 – 0.34

0.9 – 1.2

0.8 – 1.1

до   0.3

до   0.025

до   0.025

0.8 – 1.1

до   0.3

Температура критических точек материала 30ХГСА.

Ac1 = 760 ,      Ac3(Acm) = 830 ,       Ar3(Arcm) = 705 ,       Ar1 = 670 ,       Mn = 352

Механические свойства при Т=20oС материала 30ХГСА .

Сортамент

Размер

Напр.

sв

sT

d5

y

KCU

Термообр.

мм

МПа

МПа

%

%

кДж / м2

Пруток

Æ 25

 

1080

830

10

45

490

Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода,

Лист отожжен.

 

 

500-750

 

14

 

 

 

 

    Твердость материала   30ХГСА   после отжига ,      

HB 10 -1 = 229   МПа

Физические свойства материала 30ХГСА .

T

E 10– 5

a 10 6

l

r

C

R 10 9

Град

МПа

1/Град

Вт/(м·град)

кг/м3

Дж/(кг·град)

Ом·м

20

2.15

 

38

7850

 

210

100

2.11

11.7

38

7830

496

 

200

2.03

12.3

37

7800

504

 

300

1.96

12.9

37

7760

512

 

400

1.84

13.4

36

7730

533

 

500

1.73

13.7

34

7700

554

 

600

1.64

14

33

7670

584

 

700

1.43

14.3

31

 

622

 

800

1.25

12.9

30

 

693

 

T

E 10– 5

a 10 6

l

r

C

R 10 9

Технологические свойства материала 30ХГСА .

  Свариваемость:

ограниченно свариваемая.

  Флокеночувствительность:

чувствительна.

  Склонность к отпускной хрупкости:

склонна.

Обозначения:

Механические свойства :

sв
– Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT
– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5
– Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y
– Относительное сужение , [ % ]
KCU
– Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB
– Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :

T
– Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E
– Модуль упругости первого рода , [МПа]
a
– Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o – T ) , [1/Град]
l
– Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r
– Плотность материала , [кг/м3]
C
– Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o – T ), [Дж/(кг·град)]
R
– Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :

без ограничений
– сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая
– сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая
– для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

Сталь 30ХГСА – характеристики, состав, ГОСТ, аналоги

Преимущества:

  • Обладает улучшенной твердостью
  • Высокая устойчивость к коррозийным изменениям
  • Достаточная устойчивость к ударным нагрузкам
  • Высокая износоустойчивость
  • Устойчивость при работе в условиях переменных нагрузок
  • Сохраняет механические характеристики при температуре до 400°С

 

Область применения

Сталь 30ХГСА находит применение во многих отраслях промышленности и производства: самолетостроение, энергомашиностроение, тяжелое и химическое машиностроение, судостроении и т. д. Может поставляться в виде различной продукции, такой как трубы, квадраты, шестигранники, круги, прутки, полосы и листы.


Характеристики стали 30ХГСА

Сталь 30ХГСА — конструкционная легированная хромокремнемарганцовая сталь. Она обладает высокой прочностью.

Химический состав стали определяет ее положительные свойства. Она имеет высокую пластичность и свариваемость, также жаропрочная и устойчивая к абразивному износу. Сталь является улучшенной, так как она прошла закалку с высоким отпуском.

Марка:сталь 30ХГСА
Заменитель:сталь 30ChGSA, 30HGS, 14331
Классификация:Сталь конструкционная легированная
Применение:лопатки компрессорных машин при температуре до 200°С, толкатели, рычаги, детали, работающие при низких температурах; различные улучшаемые детали механизмов.

 

Химический состав в % материала стали 

30ХГСА
СSiMnNiSPCrCuFe
0,28 – 0,340,9 – 1,20,8 – 1,1до 0,3до 0,025до 0,0250,8 – 1,1до 0,3~96

Механические свойства при Т=20

oС материала стали 30ХГСА
СортаментСечениеsвsTd5yKCUТермообр.
ммМПаМПа%%кДж / м2
ГОСТ 4543-71. Пруток258301080104549 Закалка 880 °С, масло. Отпуск 540 °С, вода или масло
ГОСТ 8479-70 Поковкидо 100490655164559Закалка
ГОСТ 8479-70 Поковки100-300490655134054Закалка
 3012701470740 Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-250 °С, воздух
 6069088094559Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 540-560 °С, вода или масло

Физические свойства материала 

30ХГСА
TE 10– 5a 10 6lrCR 10 9
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
202,15387850 210
1002,1111,7387830496 
2002,0312,3377800504 
3001,9612,9377760512 
4001,8413,4367730533 
5001,7313,7347700554 
6001,6414337670584 
7001,4314,331 622 
8001,2512,930 693 
TE 10– 5a 10 6lrCR 10 9

Технологические свойства материала стали 

30ХГСА
Свариваемость:ограниченно свариваемая
Флокеночувствительность:чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости:склонна

Обозначения

Механические свойства
sв— Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5— Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y— Относительное сужение , [ % ]
KCU— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB— Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства
T— Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E— Модуль упругости первого рода , [МПа]
a— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o – T ) , [1/Град]
l— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r— Плотность материала , [кг/м3]
C— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o – T ), [Дж/(кг·град)]
R— Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость
без ограничений— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

 

Отправить заявку на сталь 30ХГСА

Оценка триботехнических характеристик и сигналов акустической эмиссии для пары трения из стали 30ХГСА и дюралюминия Д16, модифицированного сплавом ВК8

  • О.А. Микосянчик
  • В.В. Токарук
  • R.G. Мнацаканов

Ключевые слова: Акустическая эмиссия, износ, дюралюминий Д16, сплавы ВК8, электрораспылительное легирование, конструктивная адаптивность.

Абстрактные

Применение метода акустической эмиссии для исследования процессов структурной приспособляемости при трении в условиях скольжения для трибосистемы из стали 30ХГСА и дюралюминия Д16, на поверхность которой методом электроскопического легирования нанесен сплав ВК8 с последующей обработкой поверхности. поверхностной пластической деформацией.Установлено формирование износостойких вторичных структур за счет увеличения интенсивности теплоотдачи в фрикционном контакте, что приводит к усилению механохимической активации поверхностных слоев металла. Модификация дюралюминия Д16 электрораспылением ВК8 обеспечивает снижение средней мощности акустической эмиссии в 2 раза на стадии приработки за счет снижения напряженно-деформированного состояния поверхностных слоев и снижения способности материала ВК8 поглощать механическая энергия при деформации.Установлена ​​корреляционная зависимость общего массового износа пар трения и средней мощности акустической эмиссии

использованная литература

1. Фан Ю., Гу Ф., Болл А. Моделирование акустической эмиссии, создаваемой трением скольжения / Ю. Фан, Ф. Гу, А. Болл // Wear, 2010, Vol. 268, Ис. 5–6, С. 811-815.
2. Лингард С., Нг К.К. Исследование акустической эмиссии при трении скольжения и износе металлов / С.Лингард, К. Нг // Wear, 1989, Vol. 130, Ис. 2. С. 367-379.
3. Бенабдаллах Х. С., Агилар Д. А. Акустическая эмиссия и ее связь с трением и износом при скользящем контакте / Х. С. Бенабдаллах, Д. А. Агилар // Трибологические исследования. – 2008. – Т. 51, Ис. 6. С. 738-747.
4. Альюминиевые сплавы. В кн .: Aviacija: Jenciklopedija / Gl. красный. Г. П. Свищев. – М .: Науч. изд-во «Большая роза. jencikl. »: Центр. аджерогидродинам. institut im. Жуковского Н.Е., 1994, 736 с.
5. Александров В. Д. Поверхностное упрочнение алюминиевых сплавов / В. Д. Александров: дис. … Докт. техн. наук: 05.02.01 / Александров В.Д., Москва, 2002, 410 с.
6. Юрченко Е.В., Юрченко В.И., Дикусар А.И. Наноструктурирование поверхности из алюминиевых спла-вов в условиях электроискрового легирования / Е.В. Юрченко, В. Юрченко, А. Дикусар // Наноинженерия, 2013, № 2, стр. 12-24.
7. Альюминий и его сплавы: Учебное пособие / Сост. А.Р. Люк, А.А. Суслина. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013, 81 с.
8. Упрочнение поверхностного слоя алюминиевого сплава АМг6 с помощью комбинированной елек-троискровой и ультразвуковой ударной обработки / Г.И. Прокопенко, Б.Н. Мордюк, В.Ф. Мазанко, Н.А. 35, № 10, рр. 1391–1406.
9. Стадниченко В.Н. Автоматизированная система трибодиагностики / В.Н. Стадниченко // Проблемы трети та зношування, 2006, № 46, рр.51-63.
10. Филоненко С.Ф., Стадниченко В.М. Определение контактных напряжений в узлах трения на основе метода акустической эмиссии / С.Ф. Филоненко, В.М. Соловьев. Стадниченко // Авиация, 2009, Том 13, № 3, стр.72-77.
11. Экономичность триботехнических параметров сигнала акустической эмиссии для части 30ХГСА – D16 / V.V. Токарук, О. Мікосянчик, Р. Мначаканов, А.П. Кудрин // Проблемы трети та зношування, 2019, No 2 (83), стр. 19-28.
12. Поверхностная прочность материалов при тренировке / Б.Костецкий И. Носовский, А. Караулов и др. / под. общ. пед. d.t.n. Костецкий Б.И. – К .: Техника, 1976, 296 с.

PN 30 HGSA PN H84030-04

PN 30 HGSA PN H84030-04 Введение

Что такое PN 30 HGSA PN H84030-04 Стальной эквивалент ? 30 HGSA плита, 30 HGSA физические свойства, 30 HGSA химический состав, 30 HGSA механические свойства стали, европейские эквиваленты PN, предел текучести стали PN, применение стали PN, прочность на растяжение PN, PN 30 HGSA PN H84030-04 Поставщик стальных листов

Применение: Конструкционная легированная сталь – Сталь для термообработки (закалка + отпуск) и поверхностного упрочнения.

Термическая обработка: 1138 ° C – 1966 ° C.

PN 30 HGSA PN H84030-04 химический

Каков химический состав PN 30 HGSA PN H84030-04 ? Для получения информации о содержании элемента PN 30 HGSA PN H84030-04 свяжитесь с нами.

Элемент мин. Макс Похожие
С 0,2800 0,3400
Мн 0.8000 1,1000
п. 0,0250
S 0,0250
Si 0,9000 1,2000
Ni 0,3000
Кр 0,8000 1,1000
Cu 0.3000

PN 30 HGSA PN H84030-04 механический

Под текучестью понимается переход PN 30 HGSA PN H84030-04 из неравномерного упругого состояния в упруго-пластическое состояние после достижения определенного деформационного напряжения. Это знаменует начало макропластической деформации.
Прочность на растяжение (Rm) относится к максимальному напряжению, которое PN 30 HGSA PN H84030-04 выдерживает перед разрушением. Когда сталь до определенной степени поддается текучести, ее сопротивление деформации снова увеличивается из-за перестройки внутренних зерен.В это время, хотя деформация развивается быстро, она может только увеличиваться с увеличением напряжения, пока не будет достигнуто максимальное напряжение. После этого способность PN 30 HGSA PN H84030-04 противостоять деформации, очевидно, снижается, и большая пластическая деформация происходит в самом слабом месте, где участок образца быстро сжимается, что приводит к образованию шейки до разрушения. Максимальное значение напряжения PN 30 HGSA PN H84030-04 до разрушения при растяжении называется пределом прочности или пределом прочности при растяжении.

Выход
R p0.2 (МПа)
Растяжение
R м (МПа)
Ударная
КВ / Ку (Дж)
Относительное удлинение
A (%)
Уменьшение поперечного сечения на изломе
Z (%)
Состояние после термической обработки Твердость по Бринеллю (HBW)
276 (≥) 571 (≥) 24 21 22 Раствор и старение, отжиг, использование, Q + T и т. Д. 312

PN 30 HGSA PN H84030-04 физические

Физические свойства PN 30 HGSA PN H84030-04 включают высокую прочность, малый вес, долговечность, пластичность и устойчивость к коррозии.Сталь, как мы все знаем, обладает большой прочностью, хотя и легка. Фактически, отношение прочности к весу у стали самое низкое, чем у любого другого строительного материала, доступного нам.

Температура
(° C)
Модуль упругости
(ГПа)
Средний коэффициент теплового расширения 10-6 / (° C) между 20 (° C) и Теплопроводность
(Вт / м · ° C)
Удельная теплоемкость
(Дж / кг · ° C)
Удельное электрическое сопротивление
(Ом мм² / м)
Плотность
(кг / дм³)
Коэффициент Пуассона, ν
34 0.22
528 785 23,3 231
173 13 33,2 232 413

PN 30 HGSA PN H84030-04 Служба обработки

PN 30 HGSA PN H84030-04 Эквивалент

.
Марка Стандартный Площадь Содержимое
40 HM PN H84030-04 Польша Конструкционная легированная сталь – Сталь для термообработки (закалка + отпуск) и поверхностной закалки – Марка
34 HNMA PN H84030-04 Польша Конструкционная легированная сталь – Сталь для термообработки (закалка + отпуск) и поверхностной закалки марки
25HM PN H84030-04 Польша Конструкционная легированная сталь – Сталь для термообработки (закалка + отпуск) и поверхностной закалки марки
50 ч PN H84030-04 Польша Конструкционная легированная сталь – Сталь для термообработки (закалка + отпуск) и поверхностной закалки – Марка
30 ч PN H84030-04 Польша Конструкционная легированная сталь. Сталь для упрочнения и поверхностного упрочнения. Марка
37 HGNM PN H84030-04 Польша Конструкционная легированная сталь – Сталь для термообработки (закалка + отпуск) и поверхностной закалки – Марка

Мощность технологического оборудования

PN 30 HGSA PN H84030-04 сообщения

Информация о 30hgsa и его характеристиках

Сплав 30ХГСА относится к ряду легированных конструкционных сплавов, которые также называют «Хромансилом» из-за химических элементов Cr, Mn и Si.

Общие характеристики

Эту сталь производят по химическому составу, который регламентируется ГОСТ 4543 от 1973 года. Основным элементом является железо, доля которого составляет 96%. Наличие в составе хрома (0,8-1,1%) придает сплаву свойства коррозионной стойкости, а благодаря марганцу (0,8-1,1%) металл получил повышенную износостойкость и ударопрочность.

В то же время кремниевый состав от 0,9% до 1,2% увеличивает ударную вязкость, а пластичность позволяет обрабатывать сталь методами штамповки и ковки.

Область применения

Металл 30ХГСА специально создан для авиации, но также применяется в машиностроении и строительстве. Из металла изготавливаются следующие изделия:

  1. Валы;
  2. Изделия осевые и фланцевые;
  3. Корпус и обшивка самолета;
  4. Лопатки для компрессорных машин, для работы при 200 ° С;
  5. Механизмы управления;
  6. Сварные конструкции для переменных нагрузок;
  7. Анкерные болты и гайки;
  8. Крепеж, специализирующийся на низких температурах и т. Д.

Сплав выпускается в виде прутков, лент, листов, кружков и др.

Марки стали

Сплав марки 30ХГСА имеет ряд аналогов, среди которых:

Марки сплава

Химический состав,%

Стандарт

ГОСТ

Номер заказа

Унс

Fe

Si

Мн

Co

Кр

Cu

Ni

Ba

Al

CE

В

Как

п.

С

S

Пн

Вт

Н

08х28х20Т

1.4301

304

66.765-74

17−19

9−11

ГОСТ 5632-72

09Г2С

1,5111

96,317-98,2

0,5−0,8

1.3−1,7

ГОСТ 19281-89

12х2МФ

1.7715

96,375−98,03

0,17-0,37

0,4–0,7

0,9−1,2

0.15−0,3

0,1−0,15

0,25−0,35

ГОСТ 20072-74

12х28х20Т

1.4541

321

66.725-74

17−19

9−11

ГОСТ 5632-72

12ХН3А

1.5732

3415

94,47-96,09

0,17-0,37

0,3–0,6

0,6−0,9

2,75–3,15

0,09-0,16

ГОСТ 4543-71

17Г1С

1.0570

96.537−98,3

0,4–0,6

1,15–1,6

0,15-0,2

ГОСТ 19281-89

20х3Н4А

19CrNi8

3120

93,16-94,87

0,17-0,37

0,3-0.6

1,25–1,65

3,25−3,65

0,16−0,22

ГОСТ 4543-71

30ХГСА

95,61-97,22

0,9−1,2

0,8–1,1

0.8−1.1

0,28-0,34

ГОСТ 4543-71

38HS

95,31−97,06

1−1,4

0,3–0,6

1,3–1,6

0.34−0,42

ГОСТ 4543-71

40N

57,81−60,55

0,15−0,3

0,3–0,6

39-41

ГОСТ 10994-74

40H

1.7034

5135

96,62-98,17

0,17-0,37

0,5−0,8

0,8–1,1

0,36-0,44

ГОСТ 4543-71

40х23

1.4031

420

83.705–87,65

12-14

0,35-0,44

ГОСТ 5632-72

60S2

1.0961

9260

95,63-97,33

1,5-2

0,6−0,9

0.57−0,65

ГОСТ 14959-79

60S2A

1,7108

9260

95,67-97,22

1,6-2

0,6−0,9

0,58-0,63

ГОСТ 14959-79

65Г

66Mn4

1066

96.96−98,31

0,17-0,37

0,9−1,2

0,62−0,7

ГОСТ 14959-79

h22MF

1,2601

D2

83,34-86,75

0,1−0,4

0,15−0,45

11-12.5

0,15−0,3

1,45–1,65

0,4–0,6

ГОСТ 5950-73

HN70U

2.4872

26−29

65,073-71,2

2,8-3.5

ГОСТ 5632-72

Р6М5

1,3343

Т11302

78,395-81,575

0,2–0,5

0,2–0,5

3,8–4,4

1,7-2,1

0.82−0,9

4,8−5,3

5,5-6,5

ГОСТ 19265-73

Они действуют как заменители и используются в тех же или аналогичных отраслях.

Заинтересованы в другом металле или сплавах?


Назовем цену.

Зависимость содержания кремния и марганца в металле шва от сварочного тока и способа газовой защиты

[1] Заруба И.И., Касаткин Б.С., Каховский Н.И., Потапевский А.Г. Сварка в СО2, Киев, Гостехиздат СССР, (1960).

[2] Новожилов М.Н. Основы металлургии дуговой сварки в газах, Москва, Машиностроение. (1979).

[3] Сварочные и сварочные материалы: В 3 т.Т. 1. Свариваемость материалов: справочник под ред. Э.Л. Макаров, Москва, Металлургия, (1991).

[4] Сараев Ю.Н., Чинахов Д.А., Шпигунова О.И. Методы повышения трещиностойкости стыковых швов легированной стали 30ХГСА, Технология машиностроения, № 1 (2001) 35–39.

[5] Крампит А.Г., Крампит Н.Ю. Метод определения геометрических размеров и площади сварного соединения, Welding International. 27, 10 (2013) 834–836.

DOI: 10.1080 / 09507116.2013.796637

[6] Чинахов Д.А. Расчет газодинамического воздействия активного защитного газа на каплю электродного металла при газоструйной сварке в защитных газах, прикладная механика и материалы. 379 (2013) 188–194.

DOI: 10.4028 / www.scientific.net / amm.379.188

[7] Потапевский А.Г., Сараев Ю.Н., Чинахов Д.А. Сварка деталей в среде защитных газов плавящимся электродом. Техника и технологии будущего: монография / А.Г. Потапевский, Ю.Н. Сараев, Д.А. Чинахов; Юргинский технологический институт, Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012.

[8] Гребенчук В.Г., Карасев М.В., Работинский Д.Н., Карасева С.М., Розерт Р. Влияние механизированной сварки порошковой проволокой ПовВЕР BRIDGE 60M на свойства расплавленного металла при сварке мостовых трубопроводов, Сварка и диагностика, 1 (2009) 19–24 .

[9] Справочник по стали и сплавам под редакцией В.Сорокин, Москва, Машиностроение, (1989).

[10] Чинахов Д.А., Воробьев А.В., Томчик А.А. Моделирование воздействия активного защитного газа на распределение тепла в зоне сварного шва, Материаловедческий форум, 762 (2013) 717–721.

DOI: 10.4028 / www.scientific.net / msf.762.717

[11] Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.Н.Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах, Москва, Машиностроение, (1989).

[12] Бигеев А.М. Металлургия стали. Учебное пособие, 2-е издание, Москва, Металлургия, (1988).

[13] Крампит, А.Г., Крампит Н.У., Крампит М.А. Механические свойства сварных соединений при сварке импульсной дугой, Прикладная механика и материалы, 379 (2013) 195–198.

DOI: 10.4028 / www.scientific.net / amm.379.195

[14] Чинахов Д.А., Воробьев А.В., Давыдов А.А., Томчик А.А. Газодинамическое влияние двухструйной газовой защиты на химический состав и свойства сварных швов стали 30ХГСА, Технология металлов, 5 (2012) 19–23.

Динамическое воздействие струи защитного газа на процесс сварки плавящимся электродом

(1)

Динамическое воздействие струи защитного газа на процесс

Сварка плавящимся электродом

Д А Чинахов

Юргинский технологический институт Томского политехнического университета 652055, Россия, Кемеровская область, г. Юрга, ул.Ленинградская 26 E-mail: [email protected]

Аннотация. Автор рассматривает газодинамическое воздействие струи защитного газа при Сварка плавящимся электродом на процессы в зоне сварки и свойства сварного шва стыки изготовлены из легированной высокопрочной стали 30ХГСА. Результаты исследования предусмотрено газодинамическое воздействие струи на процесс сварки плавящимся электродом. Это Установлено, что способ сварки плавящимся электродом с двухструйной газовой защитой. обеспечивает регулируемую газовую динамику в зоне сварки и позволяет контролировать электродный металл перенос, химический состав металла шва, стабилизирующий процесс сварки и обеспечивает стабильно высокие механические свойства сварных соединений.

Введение.

В настоящее время сварка применяется для изготовления неразъемных соединений самого широкого диапазона размеров. металлические, неметаллические и композиционные конструкционные материалы в условиях земной атмосферы, Мировой океан и космос. Несмотря на постоянно растущее применение сплавов легких металлов, полимерные и композиционные материалы в строительстве, основным конструкционным материалом остается сталь. Сварка плавящимся электродом в атмосфере защитных газов остается одним из основных производств. методы в процессе развития материальной основы современной цивилизации.

История тепловых процессов определяет производительность основного металла и сварки. наплавка присадки, направление и полнота металлургических процессов в сварочной ванне, условия сварки формирование структуры металла зоны термического влияния, эксплуатационные характеристики сварных соединений [1-5].

Защитный газ обычно используется для защиты зоны сварки от вредного воздействия воздуха. но при определенных условиях он может стать инструментом для управления процессами в сварном шве. зона и свойства сварных соединений.Ряд исследований [6-13 и др.], Посвященных изучению влияние потока защитного газа на процесс сварки плавящимся электродом следует отметить, что увеличение расхода газа связано с улучшением качества защиты зоны сварного шва, формирование шва, стабилизация сварочного процесса, улучшение свойств металла шва. Увеличение поток защитного газа обеспечивает повышенную жесткость газовой струи, что особенно важно при завершение сварочных работ в открытом положении [2, 6, 10].

Методология.

Существенное изменение динамики защитного газа (рис. 1) приводит к изменению процессов взятия место в зоне сварного шва (перенос капель электродного металла, металлургические процессы в капле, термическое процессы, динамика сварочной ванны и др.) и, как следствие, изменение эксплуатационных характеристик сварных соединений [7, 14].

(2)

а) б) Рис. 1. Схема истечения защитного газа из сварочного сопла:

а) традиционная одноструйная газовая защита; б) двухструйная газовая защита: 1 – сопло; 2 – электродная проволока; 3 – контактный наконечник; 4 – деталь

Воздействие струи защитного газа на каплю электродного металла в 12 раз эффективнее при двухструйная газовая защита, чем при одноструйной (рис.2).

0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 Q, л / мин двухструйный одноструйный

Рис. 2. График изменения эффективности действия струи защитного газа в зависимости от расход газа

С увеличением потока защитного газа, действующего на каплю электродного металла под при двухструйной газовой защите наблюдается рост частоты и стабильности перехода капель в сварочная ванна, когда капля занимает соосное положение с электродом, и хаотические колебания капли уменьшаются.

Условия эксперимента: автоматизированная однопроходная сварка пластин из стали 30ХГСА. укомплектован сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм в СО2 с неподвижной дугой вниз одноструйный (традиционный) и двухструйный (развитый), сварочный ток I = 195… 200 А, электродная проволока

(3) Вылет

L = 12 мм, расход защитного газа = 20 л / мин, напряжение дуги U = 26… 27 В, сварка скорость V = 25 см / мин.

Результаты и обсуждение.

Результаты анализа осциллограмм и кадров скоростной видеозаписи экспериментальные исследования (рис. 3) показали, что частота капельного переноса увеличивается в среднем на 1.6 при двухструйной экранировке по сравнению с одноструйной, вместе с уменьшением капли размер от среднего 2,4 мм до 2,00 мм.

а) б)

Рис. 3. Осциллограммы и кадры высокоскоростной видеозаписи: а) традиционная одноструйная газовая защита; б) двухструйная газовая защита

По мере увеличения газодинамического воздействия активной струи защитного газа на процессы в зоне сварного шва контролируемое изменение химического состава и структуры металла шва [7, 15] и, как В результате также происходит изменение эксплуатационных характеристик сварных соединений.Динамика сварочная ванна также изменяется, и здесь следует учитывать и принимать во внимание два аспекта (рис. 4). Во-первых, прямое воздействие активного защитного газа на жидкий металл сварочной ванны вокруг сварочная дуга. Это приводит к росту жидкого слоя под дугой, так как расплавленный металл не имеет выхода. металл в объеме, ограниченном твердым металлом, начинает течь под дугой и поднимать ее (рис. 5, б). Рост жидкого слоя (b) приводит к уменьшению глубины проникновения (h).

(4)

Во втором случае с увеличением воздействия защитного газа на каплю электродного металла при двухструйный газ, защищающий стабильность и частоту попадания капель в сварочную ванну, растет и размер капель уменьшается. Увеличение частоты капельного переноса приводит к сокращению времени между короткими замыканиями, т.е. сокращается время нагрева детали и глубина проплавления. В воспроизводимость и предсказуемость химического состава и свойств сварного шва повышаются.

а) б)

Рис. 5. График изменения глубины проплавления и размера слоя жидкости под дугой. в сварочной ванне: а) одноструйная газовая защита, б) двухструйная газовая защита

В таблице 1 представлены механические свойства образцов из стали 30ХГСА, сваренных сваркой исследуемые методы. Очевидно, что способ сварки с применением двухструйного газа. экранирование обеспечивает более стабильные и лучшие механические свойства. Металл сварного шва становится прочнее с некоторым снижением пластичности, что косвенно свидетельствует о более интенсивном перемешивании металла в сварочная ванна [7, 15].

Таблица 1. Результаты механических испытаний сварных образцов из стали 30ХГСА. Ударная вязкость, Дж / см2

при +20 ° C, надрез Твердость

Метод сварки

Ultimate растяжение прочность, МПа

Предел расхода,

МПа Вдоль

центр сварки по ЗТВ

Сварка, НRВ HAZ, HRC Одноструйные 540… 640 435… 535 138… 150 121… 163 86… 90 22… 23 Двухструйный 750… 790 590… 610 88… 126 106… 176 93… 98 24… 26

На сваренных образцах выполнен химический анализ металла шва (таблица 2).

Таблица 2.Химический анализ основного металла, сварочной проволоки и металла шва свариваемых образцов. Массовая доля элементов,%

Материал

C Mn Si Cr Ni

Основной металл 30ХГСА 0,28… 0,34 0,8… 1,1 0,9… 1,2 0,8… 1,1 –

Проволока сварочная Св-08Г2С 0,05… 0,11 1,8… 2,1 0,7… 0,95 ≤ 0,2 ≤ 0,25

Одноструйный 0,18 1,29 0,78 0,52 0,12

Двухструйный 0,18 1,2 0,75 0,57 0,12

При сварке с применением двухструйной газовой защиты содержание хрома увеличивается на 0.05%. Это свидетельствует о том, что при сварке двухструйной защитой газа перемешивание основного и

(5) Металл электрода

в сварочной ванне более интенсивен. Количество марганца снижается на 0,09% и кремния – на 0,03%. Объяснение этому факту состоит в том, что более интенсивное газодинамическое воздействие на капля расплавленного электродного металла при сварке с применением двухструйной газовой защиты приводит к увеличение частоты переноса капель, уменьшение их размеров и рост их поверхностной активности [7, 15].Изменяя газодинамическое воздействие, мы можем управлять переносом капель электродного металла, химический состав металла шва, термические и другие процессы сварки плавящимся электродом и тем самым формировать требуемые свойства сварных соединений.

Заключение.

Установлено, что при завершении сварки плавящимся электродом в СО2 скорость газ, истекающий из сварочного сопла, оказывает существенное влияние на процессы в зоне сварного шва и от характеристик сварного шва.Метод сварки плавящимся электродом с применение двухструйной газовой защиты обеспечивает регулируемую газодинамику в зоне сварного шва и позволяет контроль переноса электродного металла, химический состав металла сварного шва, стабилизация сварочный процесс обеспечивает стабильно высокие механические свойства сварных соединений.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект 16-19-10010).

Список литературы.

[1] Сварочные и сварочные материалы: в 3 т. Vol. 1. Свариваемость материалов: справочное издание / под ред. автор E.L. Макаров. Металлургия, 1991. 528 с.

[2] Сварка сталей плавящимся электродом в защитных газах. Техника и технология будущее // А.Г. Потапиевский, Ю.Н. Сараев, Д.А. Чинахов; Юргинский технологический институт. Томск Издательство Политехнического университета, 2012. 208 с.

[3] Шоршоров М.Х. Общая металлургия сварки сталей и титановых сплавов.Наука. 1965. 337с. [4] Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термической обработки сварных соединений. 2-й редакция, переработанная и дополненная. Машиностроение. 1989. 339 с.

[5] Лахтин Ю.М. Общая металлургия и термическая обработка металлов. 3-е издание, переработанное и завершенный. Металлургия. 1983. 359 с.

[6] Новожилов М.Н. Основные принципы металлургии дуговой сварки в газах. Машиностроение. 1979. 231 с.

[7] Чинахов Д.А., Зуев А.В., Филимоненко А.Г. Газодинамическое воздействие струи защитного газа на капельный перенос при сварке плавящимся электродом. Перспективные исследования материалов. 1040 (2014) с. 850-853.

[8] Федоренко Г.А., Иванова И.В., Синяков К.А. Совершенствование технологического процесса сварка в защитных газах на ветру. Сварочное производство. 2010. 1. С. 6–13.

[9] Грибовский Г., Кравчук Б., Ленинвкин В.А. Влияние двойного кольцевого обтекания защиты газы при сварке плавящимся электродом.Сварочное производство. 1996. 4. С. 6–8.

[10] Поправка Д.Л., Хворостов Н.Е. Дуговая сварка на открытом воздухе в защитных газах. Машиностроение, 1979. 64 с.

[11] Рэмси Г.М., Галлоуэй А.М., Кэмпбелл С.В., Макферсон Н.А., Скэнлон Т.Дж. Вычислительный гидродинамический анализ влияния боковых тяг и диаметра сопла на охват защитным газом при газовой дуговой сварке металла. (2012) Журнал технологий обработки материалов, 212 (8), стр. 1694-1699.

[12] Кан Б.Ю., Прасад Ю.К.Д.В., Кан М.Дж., Ким Х.Дж., Ким И.С. Характеристики альтернативного питания защитных газов при сварке алюминия GMA. (2009) Журнал технологий обработки материалов, 209 (10), стр. 4716-4721.

(6)

[13] Ley F.H., Campbell S.W., Galloway A.M., McPherson N.A. Влияние параметров защитного газа по термическим свойствам металла шва при газовой дуговой сварке. (2015) Международный журнал Advanced Технология производства, 80 (5-8), стр. 1213-1221.

[14] Чинахов Д.А. Газодинамический контроль свойств сварных соединений из высокопрочных. Легированные стали. Китайская сварка. 23. 3 (2014) стр. 27–31.

[15] Чинахов Д.А., Чинахова Е.Д., Готовщик Ю.М., Гричин С.В. Влияние сварки с двухструйная газовая защита при формировании сварного шва. IOP Conf. Серия: Материаловедение и Инжиниринг 125 (2016) 012013.

Влияние метода определения модуля Юнга на оценку усталостной долговечности элементов конструкций

(1)

ВЛИЯНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЬ МОЛОДЕЖИ ПО ОЦЕНКЕ УСТАЛОСТИ

СРОК СЛУЖБЫ КОНСТРУКЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Дариуш Бороньски

Кафедра машиностроения, Технологический и сельскохозяйственный университет в Быдгоще электронная почта: daborpkm @ atr.bydgoszcz.pl

Циклическое нагружение материала влечет за собой изменение его свойств. В В статье проблема влияния определения упругости Модуль упругости E при расчетах на усталостную долговечность элементов конструкции составил представлен. Различные значения модуля упругости, полученные различные методы использовались для моделирования циклических кривых деформации и напряжения. для анализа местных напряжений и деформаций. В расчетах деформационная долговечность был применен подход “энергия-жизнь”.

Ключевые слова: усталость, модуль упругости, свойства материала.

1. Введение

Расхождение между долговечностями конструктивных элементов. аналитически и экспериментально является поводом для непрерывного поиска путей модификации существующих методов расчета усталостной долговечности или создания новые. Исследования, проведенные на кафедре машиностроения в г. Технологический и сельскохозяйственный университет в Быдгоще (UTA) (Szala и Boroński, 1995; Szala et al., 1994, 1998) показал возможные источники ошибок в прогнозирование усталостной долговечности, например, экстраполяция диаграмм долговечности на области , не включенный в испытания на усталость или использующий модуль Юнга E, определенный в испытание на монотонное растяжение в дальнейших расчетах.

Анализ библиографических данных (например, Справочник по расчету на усталость, 1988 г .; Ko-chańda and, Szala 1991; Рессл и Фатеми, 2000; Schijve, 2001; Смит и др., 1970; Topper and Lam, 1997) указывает на общее применение Янга модуль E со значениями, заданными для монотонных нагрузок.Недавно реализованный исследование дало возможность проверить изменчивость модуля упругости E

(2)

в зависимости от типа загрузки материала. Это, в свою очередь, позволило одному для определения различий в оценке срока службы в зависимости от деформации и энергии методов расчета, вызванных изменением значения E.

2. Теоретическая база

При проведении расчетов как деформационным методом, так и энергетический (Szala, 1998), используются малоцикловые свойства материала, которые являются основой для оценки диаграмм усталостной долговечности (рис.1) и материалов, описывающих материал, например кривые растяжения (рис. 2). Модуль упругости E появляется в описании этих диаграмм как коэффициент пропорциональности для компоненты упругих деформаций.

Рис. 1. Диаграммы усталостной долговечности.

В случае описания диаграммы усталостной долговечности методом деформации с использованием Уравнение Мэнсона-Коффина (рис. 1а)

εac = εap + εae = ε0f (2Nf ) c +

σ0 f

E (2Nf )

б (2.1)

модуль упругости E не влияет на деформацию или срок службы. Это потому что усталость испытания в соответствии со стандартами (PN 84 / H04334; ASTM 606-92) используют частное σ0

f / E, а изменения модуля E вызывают только изменения σ0f с постоянное значение σ0

f / E, поэтому диаграмма усталости остается без изменений.

Иначе обстоит дело с кривыми зависимости деформации от напряжения. описание материала, загружаемого в различных условиях, описанных с

(3)

Зависимость Рамберга-Осгуда ε = εe + εp = σ E + σ K0 n0 1 (2.2) Стандартное исследование, проведенное для поиска обсуждаемых характеристик, дает только значений, описывающих пластический элемент деформации в зависимости (2.2), то есть K0 и № . Следовательно, предполагаемый модуль упругости E может изменить материал описание количественно.

Рис. 2. Свойства материала (описание в тексте).

Диаграмма напряжения-деформации используется в методе расчета на основе деформации для определить местную деформацию и напряжение, например используя метод Нойбера (Neuber, 1961), см. Рис.2а, тогда как в методе расчета на основе энергии это может быть используется для описания петли гистерезиса (рис. 2б).

Наблюдение за первым и последующим циклами нагрузки (рис. 3) позволяет заметить что происходит изменение жесткости материала, что вызывает изменение модуль упругости E. Следовательно, можно согласиться, что существует не менее двух E значения: «статический» (монотонный) и «динамический». Более того, точный анализ петля гистерезиса показывает, что на самом деле она не обладает линейно-упругой сегмент, который увеличивает количество возможных для использования значений E на статические и линейные аппроксимации.

Неопределенность, связанная с определением модуля упругости elasti-city был представлен, среди прочего, в работе Kandil (1999). Анализ методы определения пластической деформации с использованием модуля Юнга E на основе по стандартам BS 7270: 1990; ASTM E606-92; ISO / DIS 12106; prEN 3988 для образцы из суперсплава на никелевой основе Nimonic 101 показали отличия более 30%. Причем разные значения модуля упругости на растяжение и полуциклы сжатия и его декремент вместе с увеличением

(4)

Фиг.3. Петли гистерезиса для стали 45

штамм. Последние явления описаны также в работе Morestin и Boivin (1996) об исследованиях образцов, изготовленных из простой сталь и сплавы А33, ХС 38 и АУ4Г с большим поперечным сечением и по Тип листового металла XE280D с малым поперечным сечением.

Целью статьи является количественный анализ модуля Юнга E . которая зависит от условий нагружения (монотонная или циклическая переменная), а в в случае циклического переменного нагружения зависит также от амплитуды нагружения.Кроме того, различия в расчетных значениях усталостной долговечности в результате применения разных модулей E подлежат определению. Всего проведено испытаний для трех разных материалов. Кроме того, изменения модуля E в течение испытания на усталость не наблюдались.

3. Экспериментальные данные

Для определения модуля продольной упругости необходимо, в соответствии со стандартом ASTM E111 – 82/88, проведение испытания на монотонное растяжение.Полученная таким образом зависимость напряжения (силы по сечению) от деформация является основой для определения модуля Юнга. В случае линейной упругой материалов, модуль представляет собой коэффициент направленности прямой линии, описывающей диапазон линейных (пропорциональных) свойств материала.

В случае нелинейных упругих материалов тангенциальный и секущий модули представлены. Методы их определения показаны на рис.4.

(5)

Рис. 4. Методы определения модуля упругости: (а) линейный, (б) касательный, (c) секущая

В описываемом исследовании были рассмотрены три типа материалов: Сталь 45, Сталь 30ХГСА и Алюминий PA6.

Исследования проводились в лаборатории отделения Машиностроение в Технологическом и сельскохозяйственном университете в Быдгоще с помощью сервогидравлической системы определения усталости INSTRON 8501 с цифровым управлением система 8500. При испытаниях использовались стандартные образцы круглого сечения. применяемый. Основные размеры образцов показаны на рис.5.

Рис. 5. Образцы, использованные в исследованиях.

Осевые экстензометры INSTRON (взаимодействующие с каналом деформации системы управления нагрузкой) с двумя значениями габаритной длины. измерения деформации: 50 мм в случае испытаний на монотонное растяжение и 10 мм в случае испытаний на малоцикловую усталость.

Во время испытаний образцы крепились стандартным INSTRON гидравлические захваты.

Испытания на монотонное растяжение для всех трех материалов, обнаруженных в упругой диапазон почти линейных курсов. Коэффициенты прямой корреляции с описанием диапазона: r 2 = 0,99993 для стали 45, r 2 ∈ h0,9999, 1i для 30HGSA и r 2 ∈ h0.9983, 0.9988i для алюминия PA6. Полученных курсов также было описывались полиномом второй степени, а касательные модули были

(6)

определено.В этих условиях коэффициенты корреляции были следующими:

r 2 ∈ h0.9999, 1i для стали 45, r 2 = 1 для 30HGSA и r 2 ∈ h0.9997, 0,9999i для Алюминий PA6.

Полученные средние модули E представлены в таблице 1. Изменчивость коэффициенты, определенные согласно ASTM и рассчитанные на основе зависимость В 1 = 100 s 1 р 2 – 1 К – 2 (3.1)

где: K – количество пар данных, а r 2 – коэффициент корреляции, равны . дано и там.

Таблица 1

Модуль Юнга, Касательный модуль,

Материальная линейная аппроксимация, V 1 полиномиальная аппроксимация, V 1 среднее значение среднее значение

45 Сталь 222164 МПа 0,5% 226189 МПа <1,2%

30HGSA Сталь 208463 МПа <0,5% 212920 МПа 0% PA6 Алюминий 74237 МПа <1.58% 83726 МПа <1%

Петли гистерезиса, зарегистрированные при усталостных испытаниях в малоцикловом диапазоне позволил определить модуль упругости, называемый далее динамическим Модуль упругости Ed . В связи с тем, что ветви петли гистерезиса (рис. 6) не обладают линейно-упругой частью, модуль упругости был решен равным описывается по методике, показанной на рис.4.

(7)

При определении касательного модуля упругая часть петли гистерезиса была аппроксимирована полиномом второй степени при выборе такого фрагмент цикла, коэффициент корреляции которого равен r 2 = 0.9999. В связи с факт, что секущее значение модуля E не имеет физического смысла в описание диаграммы циклической деформации (полная деформация должна быть справа сторона линейно-упругой части) коэффициент направленности прямой аппроксимация начального участка петли гистерезиса была согласована значение второго модуля E (такое же, как в полиноме ), получая r 2 > 0.9999. Полученные таким образом модули E (средние) для разных уровней деформации и для разных материалов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Динамический модуль упругости Ed , линейное приближение

Материал Деформация εac % Среднее значение

0,35 0,5 0,8 1,0 2,0 значение 45 Сталь 165896 176302 180356 181431 174707 175738 30HGSA Сталь 198774 1 1 1 189422 1 PA6 Алюминий 67304 73995 73330 70799 69660 71018

Динамический модуль упругости Ed , линейное приближение

Материал Деформация εac % Среднее значение

0.35 0,5 0,8 1,0 2,0 значение 45 Сталь 209516 205587 209674 209369 201509 207131 30HGSA Сталь 213649 208898 209842 209888 216278 211711 PA6 Алюминий 68337 76057 80365 74707 72727 74439

Полученные модули также представлены на рис.7.

4. Анализ испытаний по модулю E

Анализ полученных значений показывает, что так называемая динамическая mo-dulus ниже, чем его статический аналог, обнаруженный в монотонных тестах. Кроме того, модуль изменяется в зависимости от деформации, приложенной к спе-цимен.Изменения нерегулярны, и проведение усталостных испытаний на значительно большее количество уровней деформации потребуется для определения возможная функция, описывающая зависимость модуля E от нагрузки.

Модуль упругости Ed отличается по отношению к E, максимум, примерно на 21% для стали 45 около 8% для стали 30ХГСА и около 11% для алюминия PA6.

(8)

Рис. 7. Значения модуля E; 1 – E (статическая) линейная аппроксимация, 2 – E (статическая) касательная, 3 – Ed (динамическая) линейная, 4 – Ed средняя линейная, 5 – Ed (динамическая) касательная,

6 – Ed среднее касательное

Фиг.8. Примерные графики модуля Е для образцов, изготовленных из трех испытанных материалы

В ходе исследования была выявлена ​​изменчивость модуля E в зависимости от Также учитывалось количество реализованных циклов нагрузки. На рисунке 8 представлены примеры. модулей Е для образцов из трех исследуемых материалов, нагруженных в симметричный цикл постоянного значения деформации εac . Сравнение наблюдаемых значения касательного модуля и модуля в результате линейного аппроксимация в случае стальных образцов указывает на все более слабую линейность

(9)

сегмента петли упругого гистерезиса (увеличение касательного модуля с одновременным уменьшением «линейного» модуля) и уменьшением жесткость материала.В случае алюминиевых образцов незначительное увеличение произошли значения модуля, которые могут указывать на рост материала жесткость. Различия между начальным и конечным модулями росли. вместе с усилением нагрузки на образцы. Для всех По материалам различия не превышали 10%.

5. Анализ расчетов усталостной долговечности

Определенные на основании испытаний статических и динамических значений Модуль упругости E использовался для расчета усталостной долговечности конструкции с надрезом элементов деформационным методом (для трех материалов) и энергетический метод (для стали 45).

В случае метода расчета на основе деформации зубчатый элемент был моделируется согласно гипотезе Нойбера (рис. 2а), предполагая в материале Описание модели кривая напряжения-деформации для различных значений модуля E. В случае энергетического метода расчета энергия пластической деформации рассчитывалась путем описания ветви петли гистерезиса с помощью удвоенной кривая напряжения-деформации (рис. 2b) и анализ локальной деформации и напряжения Нейбера

∆ε 2 = ∆σ 2E + ∆σ 2K0 n0 1 (5.1) при различных значениях E.

Малоцикловые свойства трех исследуемых материалов, обсуждаемых в работах. Szala et al. (1998), использовались в расчетах. Эти свойства: представлены в таблице 3. Таблица 3 Материал c b ε0 f σ0 f K0 n 0 C 0 m [МПа] [МПа] 45 Сталь −0.43915 -0,11668 0,165836 1304 1436 0,226796 2,68604 -0,5933 30HGSA Сталь −0,81030 −0,08716 2,139042 1660 1068 0,066426 PA6 Алюминий. -0,84613 -0,10016 0,117573 894 797 0,085848

Кривые напряжения-деформации, используемые в обоих методах и определенные для различных значения E показаны на рис. 9. Анализ диаграммы показывает довольно низкое значение

(10)

Рис. 9. Кривые напряжение-деформация для различных значений модуля E .

Влияние изменчивости модуля Е на качественный ход кривая моделирования материала.

Для стали 45 наибольшая разница напряжений составляет примерно ∆σ = 40 МПа для деформации ε = 0,1%, а в случае деформации около ∆ε = 0,08% для напряжения из диапазона σ ∈ h500, 440i МПа. Это означает, что максимум разница в случае определения напряжений по деформации составляет около 20%, в то время как взаимно, т.е. определяя деформацию на основании напряжения, результат может различаются примерно на 14,5%.

Для стали 30ХГСА наибольшие разности составляют примерно ∆σ = 40 МПа для деформации ε = 0.27% (разница 8%), а в случае деформации около

∆ε = 0,035% для напряжений σ ∈ h620, 660i МПа (разница 12%).

Для алюминия PA6 наибольшая разница напряжений составляет около ∆σ = 50 МПа для диапазона деформации ε ∈ h0,3, 0,5i% (что дает разницу около 24%),

(11)

и при деформации порядка ∆ε = 0,1% для напряжений σ ∈ h560, 520i МПа (разница примерно на 14,3%).

Изменения аналитически определенных локальной деформации и пластической деформации энергии (энергии гистерезиса) для заданного диапазона изменения Модель E в конструктивном элементе из стали 45 представлена ​​на рис.10. Три значения номинального напряжения S (200, 300 и 400 МПа) и два значения В расчетах использовалось коэффициента концентрации напряжений Kt (1,5, 2,5). Различия в локальных штаммах (рис. 10а) составили около 20%. В случае Расчеты на усталостную долговечность (рис. 10б) вызвали расхождения от 57 до 100%.

Рис. 10. Изменение локальной деформации (а), энергии пластической деформации (в), усталостной долговечности для расчеты на основе деформации (b) и расчеты на основе энергии (d) для стали 45

Аналогично, в случае подхода, основанного на энергии, максимальные разности энергии пластической деформации ∆W (рис.10в) для анализируемого диапазона изменчивости

(12)

модуля упругости E составляли 13-23%, что повлекло за собой различия в усталостной долговечности (Рис. 10г) от 21 до 38%.

Рис. 11. Изменения локальной деформации (а), усталостной долговечности для деформационных расчетов (б) для стали 30ХГСА

Рис. 12. Изменение локальной деформации (а), усталостной долговечности при расчетах на основе деформации (б) для алюминия PA6

Результаты аналогичных расчетов деформаций для стали 30ХГСА. и ПА6 Алюминий показаны на рис.11 и Рис. 12. Различия в прогнозирование местных деформаций и усталостной долговечности трех анализируемых материалов собраны в таблице 4.

(13)

Стол 4 Отличия Материал ε 2Nf ∆W Nc εr / εm (2Nf ) r / (2Nf ) м ∆Wr / ∆Wm (Nc ) r / (Nc ) м [%] [%] [%] [%] 45 Сталь 21-23 57-100 13-23 21-38 30ХГСА Сталь 9-10 23-104 PA6 Алюминий 15-17 27-130 , где индекс r = диапазон, m = среднее значение.

6. Выводы

На основании проведенных испытаний и расчетов несколько выводов. Относительно чувствительности модуля Юнга к переменным нагрузкам можно составить:

• циклическое нагружение в диапазоне нагрузок, вызывающих пластическую деформацию, уменьшается

модуль Юнга; в проведенных тестах явление было меньше всего виден в случае стали 30ХГСА (касательный модуль) и наиболее заметен в случае стали 45 (модуль линейной аппроксимации),

• значение модуля, полученное линейной аппроксимацией, уменьшается

с числом циклов, которое с некоторой тенденцией к увеличению касательный модуль указывает на все более слабую линейность упругого часть петли гистерезиса,

• слишком малое количество реализованных уровней нагрузки не позволяет достичь

определяют влияние амплитуды нагрузки на модуль Юнга. Проведенное впоследствии моделирование, в котором различные модули E были применен, позволил заметить, что метод определения не существенно влияют на расчетные локальные деформации и энергию пластической деформации. Тем не мение, даже небольшое изменение местной деформации может вызвать большие различия в утомительной жизни, когда применяется подход деформации-жизни, особенно для небольших значений напряжение.

Для наименее выгодного случая для алюминия PA6 с коэффициентом

Кт = 1.5 и номинальное значение напряжения S = 200 МПа, разница в оценка усталостной долговечности составила ∆ = 130%.

(14)

Несмотря на это, можно сказать, что с использованием модуля E, определенного на основании литературных данных (в том числе справочников) не производить существенные ошибки в инженерных расчетах на усталостную долговечность конструктивных элементы.

Полученные результаты расчетов указывают также на необходимость дальнейшего поиска. об источниках ошибок, возникающих в различных методах определения усталость жизни.

Список литературы

1. Справочник по расчету на усталость, 1988 г., II издание, Общество машиностроения 2. Кандил Ф.А., 1999, Возможная неоднозначность в определении пластичности. Компонент диапазона деформации при испытании LCF, International Journal of Fatigue, 21, 1013-1018

3. Kocańda S., Szala J., 1991, Podstawy obliczeń zmęczeniowych, PWN, War-szawa

4. Морестин Ф., Бойвин М., 1996, О необходимости учета изменение модуля Юнга при пластической деформации в упругопластической программе,

Ядерная инженерия и дизайн , 162, 107-116

5.Нойбер Х., 1961, Теория концентрации напряжений для деформированных при сдвиге призматических тела с произвольным нелинейным законом напряжения-деформации, Journal of Applied

Механика , 28, 544-550

6. Рёссл М.Л., Фатеми А., 2000, Усталостные свойства сталей с контролем деформации. и некоторые простые приближения, International Journal of Fatigue, 22, 495-511 7. Schijve J., 2001, Усталость конструкций и материалов, Kluwer Academic

Pu-blishers, Дордрехт

8.Смит К.Н., Уотсон П., Топпер Т.Х., 1970, Функция напряжения-деформации для усталость металлов, Журнал материалов, JMLSA, 5, 4, 767-778

9. Szala J., 1998, Hipotezy sumowania uszkodzeń zmęczeniowych, Wydawnictwa Uczelniane ATR, Быдгощ

10. Szala J., Boroński D., 1995, Сравнительный анализ экспериментальных и Расчетная усталостная долговечность конструктивного элемента из стали 45 с надрезом, Архив

Машиностроение , 1-2, 111-123

11.Сала Й., Мрозинский С., Боронски Д., 1994, Усталостная долговечность деталей машин. в условиях периодических и нерегулярных нагрузок, Отчет КБН (Госкомитет на научный грант № 7 1282 91 01)

(15)

12. Szala J., Mroziński S., Boroński D., 1998, Исследования усталостных повреждений. процесс суммирования в диапазоне малоцикловой усталости, Отчет КБН. Грант на научные исследования № 7 T07A 035 08)

13. Топпер Т.Х., Лам Т.С., 1997, Данные по эффективной долговечности при деформации и усталости для переменных амплитудная усталость, International Journal of Fatigue, 19, Supp.№ 1, 137-143 14. Стандарт ASTM E606-92, Стандартная практика усталости с контролируемым напряжением

Te-sting

15. Стандарт ASTM E111 – 82/88: Определение точки Юнга, касательной и хорды Модуль

16. Стандарт BS 7270: 1990, Метод контроля деформации постоянной амплитуды. усталость, Британский институт стандартов, 1990 г.

17. Стандарт ISO / DIS 12106, Испытания металлических материалов на усталость – осевая деформация. контролируемый метод, 1998 г.

18.Стандарт PN-84 / H-04334, Badania niskocyklowego zmęczenia metali

19. Стандарт PrEN 3988: 1998, Серия Аэрокосмическая промышленность, Методы испытаний на металл. материалы – испытания на малоцикловую усталость с контролем деформации постоянной амплитуды, AECMA, черновик нет. 2, 1998

Wpływ sposobu określania wartości modułu E na obliczenia trwałości

zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych Стрещение

W pracy przedstawiono analizę ilościowej zmienności modułu E w zależności od rodzaju obcienia (monotonicznie i cyklicznie zmienne), a w przypadku obciążenia cyklicznie zmiennego także od wartości empitudy obciążenia.Ponadto wyznaczono rónicę szacowanych trwałości wynikającą z przyjęcia rónych wartości modułu E. Badania przeprowadzono dla trzech rónych materiałów. Dodatkowo Obserwowano zmianę wartości modułu E w rónych okresach trwałości zmęczeniowej.

15 Mo3, 13CrMo44, 19Mn5, SA 213 T91 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные по ГОСТ 8731-74 / 8732-78

Трубы стальные бесшовные горячекатаные по ГОСТ 8731-74 / 8732-78

Трубы предназначены для общего применения и изготавливаются из 10, 20, 35, 40, 45, 50, 15H, 20H, 35H, 40H, 45H, 20G, 10G2, 30G2,35G2, 18HG, 33HS, 15HM, 20HM, 30HMA, 15HF , Стали 35ХМ, 40ХФА, 40ХН, 12ХН2, 12ХН3А, 20ХН3А, 30ХГСА, 40ХН2МА, 09Г2С, 16ГС, 38х3МЮА, 10ХСНД и др.

Ассортимент горячедеформированных труб из углеродистой и легированной стали по ГОСТ 8731-74 / 8732-78

Трубки с толщиной стенки от 6 мм до 22 мм поставляются от 4 шт.Длина от 5 до 9,0 м;

длина может составлять до 12,0 м по согласованию с потребителем

Поставляются трубы с толщиной стенки от 4,5 до 5,0 мм максимальной длиной до 9,5 м,

трубы с толщиной стенки более 22 мм. Поставляется длиной до 7,0 м.

Трубки с толщиной стенки от 4,5 до 5,0 мм поставляются при наличии сопутствующих заказов на трубы с толщиной стенки от 5,0 до 5,5 мм.

Трубы других размеров из других марок стали поставляются по согласованию изготовителя и потребителя

Механические свойства

Марка стали

Предел прочности на разрыв, МПа

Предел текучести, МПа (не менее)

Удлинение,%

10

360

220

24

20

420

250

21

45

600

330

9001 0 14

10Ã2

480

270

21

20X

16

40X

670

9

30ÕÃÑÀ

700

11

15XM

440

900 230

21

30XMA

600

400

13

Трубы бесшовные для котлов и пелин по ТУ 14-3-190 -82

Трубы используются для компонентов котлов и трубопроводов, работающих при умеренных температурах и давлениях

Ассортимент котельных труб по ТУ 14-3-190-82

Ассортимент холоднодеформированных труб котельных производимых по ТУ 14-3-190-82 в соответствии с таблицей ассортимента продукции по ГОСТ 8733-74 / 8734-75

Ассортимент горячекатаных труб котельных изготавливается по ТУ 14-3-190-82 в соответствии с таблицей ассортимента продукции на ГОСТ 8731-74 / 8732-78

Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности по ГОСТ 550-75

Трубы горячекатаные

Ассортимент группы «А», «Б».

Сталь марок 15Х5, 15Х5М, 15Х5ВФ, 1х3М

Ассортимент группы «А».

Сталь марок 10, 20, 10Г2

Случайная длина от 4,0 до 9,0; более 9,0 – по согласованию; заданная длина от 5,0 до 9,0

, кратная указанной длине;

для S = 4,5-5,0 мм – до 9,5;

для S> 22 мм – до 7,0

Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

ГОСТ 550-75

Трубы холоднодеформированные

Ассортимент группы «А».

Сталь марок 10, 20, 10Г2, 15ХМ

Длина труб, м

Случайная длина от 1,5 до 9,0 заданная длина от 5,0 до 9,0 кратная в пределах случайной длины

Ассортимент группы «Б» по ГОСТ 8733-74 / 8734-75

трубы из легированной стали

Допустимые отклонения внешнего диаметра и толщины стенки трубы группы «В» должны соответствовать ГОСТ 8732-78 / 8734-75

Сталь. подшипниковые трубы по ГОСТ 800-78

Ассортимент холоднодеформированных подшипниковых труб по ГОСТ 800-78

Длина труб, м

от 2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *