125778 (Влияние материала прокатных валков на их работоспособность), страница 2
Описание файла
Документ из архива "Влияние материала прокатных валков на их работоспособность", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "125778"
Текст 2 страницы из документа "125778"
Рисунок 1. Некоторые виды излома валков:
а – косой излом валка по шейке; б – излом шейки валка от скручивания; в – излом валка от усталости металла
При перегреве шейка скручивается и ломается по сечению тела, как показано на рис. 1,б.
Следует подчеркнуть, что излом шейки валка никогда не бывает ровным, подобно излому бочки.
Нередко поломка валка происходит в результате «усталости» металла. Излом от усталости металла может произойти как по шейке, так и по бочке валка.
Усталостью металлов называется процесс, происходящий в них при многократном приложении нагрузки и в известных условиях (внешние надрезы, неоднородность структуры, состояние поверхности) приводящий к внезапному (хрупкому) разрушению. Свойство металлов сопротивляться разрушению от усталости называют выносливостью.
Форма усталостного излома валка – чашевидная (рис. 1, в), направление излома – от шейки валка в сторону бочки. Сечение валка в изломе, разрушенного от усталости металла, помимо характерной формы, отличается также цветом: середина чаши, у самого основания шейки валка, более темного цвета, чем цвет остальной плоскости излома.
В отличие от обычного разрушения, возникающего при однократной или повторяемых небольшое число раз нагрузок, усталостное разрушение происходит без внешних признаков пластической деформации даже у самых пластичных металлов.
По механизму протекания процесса усталостное разрушение отличается от разрушения при однократной статической нагрузке тем, что носит избирательный (локальный) характер. Внешним проявлением усталости металлов является возникновение и распространение при многократных нагрузках характерного вида поверхностных трещин. Их возникновение обусловлено тем, что поверхностные слои валка при работе более нагружены, чем глубинные слои металла, поскольку первыми воспринимают различные нагрузки при прокатке (статические, динамические, тепловые и др.).
Трещины усталости появляются не сразу; возникнув, они постепенно углубляются внутрь валка по его сечению, пока ослабление последнего не приведет к внезапному разрушению металла. Разрушение от усталости большей частью происходит в направлении, перпендикулярном действию наибольших растягивающих напряжений. Отличительная черта излома от усталости – наличие двух зон: 1) наружного кольца с характерной затертой поверхностью мелкозернистого строения – зона прогрессивного развития трещины под влиянием переменных по знаку нагрузок внутреннего ядра остаточного излома с крупнозернистой структурой – зона статического разрушения, по которой валок ломается мгновенно (когда он по сечению вследствие развития усталостных трещин становится недостаточно прочным).
Усталостное разрушение может начаться одновременно в нескольких местах.
На изломах поверхность усталостной трещины носит название «зоны усталостного разрушения» в отличие от зоны «окончательного (хрупкого) разрушения» остальной части.
Зона окончательного разрушения представляет собой ту часть излома, которая отвечает последней стадии излома валка, уже ослабленного трещиной усталости.
Форма и расположение обеих зон зависит от условий и величины переменных нагрузок, свойств металла и др.
Механизм разрушения металла от усталости можно представить следующим образом. Под влиянием переменной по знаку нагрузки на валок прочность отдельных зерен, разделенных различными пленками, прослойками, порами и неметаллическими включениями, постепенно уменьшается.
С течением времени эти зерна в плоскостях наибольшей слабины начинают разрушаться, что приводит к образованию микротрещин, которые в процессе работы все больше и больше увеличиваются, захватывая соседние зерна, затем отдельные участки металла. Процесс возникновения, развития и слияния микротрещин в одну большую трещину (макротрещину) носит название «усталостного разрыхления» при циклических нагрузках. Когда сопротивление металла в данном сечении достаточно ослабевает, происходит мгновенный излом или разрыв металла от усталости.
Литература
1. Безнос М.П. «Валки крупносортных и рельсобалочных станов», Металлургия, 1966 г.
