Cimmerman (523120), страница 42
Текст из файла (страница 42)
ьюа Яиагююр ппелзг(ооаогг е(г Рис. ьззз 1ЗВ ле тока. Сразу же после этого сварнвают второй шов с противоположной стороны (толщина его на 20зь меньше, чем первого шва). Через 30 мин после охлажлення второй шов обследуют иа наличие трещин. Если в сварочном шве второго валика возникаю- щие напряжения не релаксируют, то возникают тепловые трещины.
6. Испытаяие усталостной прочности ПЪЧ-образец для растяжения при пульсирующем режиме (рис. 1.369, для сталей). Исполыуют от 1О до 20 образцов, так как сильный разброс. Оценивают усталостное поведение сварных соединений. 7. Испытание на свариваемость. Проводят для опенки: а) пригодности для сварки данного материала (оценива- ют путем сварки образцов и определения прочности на разрыв); б) надежности сварного соединения (материал должен по возможности без последукяцей термичес- кой обработки сваренной конструкции ос- таваться неохрупченным).
К материалам, обеспйчнваюшнм надеж- ноеть сварного соединения, предъявляют- ся высокие требования, которые соответ- ствуют практике ислолыования этих сое- динений, Прежде всего нужно иметь в виду испы- тание сварных конструкций на восприим- чивость к хрупкому разрушению. Согласно (1 1]: а) многоосное напряженное состояние нежелательно, так как препятствует воз- никновению достаточных по величине ка- сательных напряжения, необходимых для релаксации напряжений путем деформации скольжением; б) при высоких скоростях нагруження на материал могут быть наложены большие упругие напряжения; появляется опасность хрупкого разрушения до того, как начнет- ся пластическая деформация; е) при понижении температуры умень- шается возможность релаксапии напря- жений деформацией скольжением, благо- ларя чему появляется повышенная склон- ность к хрупкому разрушению.
72. Испытание на ударный изгиб свар- ного образца (по Пеллини), 7.2. Испытание на изгиб сварного образ- ца (ТО). 7060). Образец вырезают путем газовой резки. Продольные края затем обрабатывают: пластина имеет толщину, равную толщи- не испытываемой пролукпнн (рис. 1.360). Проводят негибкое нагружение (медленное, равномерное). Определяют угол изгиба н изучают вид излома. Трещина, расположенная на расстоянии 3 мм ог края сварного шва, обычно проникает в основной материал.
7.3. Испытание на распространение трещины (по Робертсону). Образец нагружают в поперечном направлении и нагревают его продольную сторону; опредечяют затухание (задержку) распространения трещины (рис. 1.361). Испытания служат для опенки восприимчивости к образованию трещин в свар- Рнс. !ЛВ! ГЛБЛИЦЛ Сг З ЕЕ. кв Металл ккк окксск Металл ккк окксск 4,91 5,36 4,70 4,54 !.94 4.27 1,0 0,30 2,63 0,00! 4.63 4,71 3,20 4,25 4,48 3,70 4,24 А! Ва РЬ Ре Аи Сб Са Со Сп мй Мо М Р1 Ай % Сз 2п Яп ВаОсР, М Ва с%, %0„ ТЬ с% Сзс%, %0а ЬŠŠ— Работа выхолв. 139 ных соединениях, в том числе восприимчивости к образованию трещин в переходной зоне. рагпргсугйагбчее наппямпапе раепптмпуэзухрде пурегааиы )ф Йеегпенайуега галана фы [ [ [ ) 1 пейеелпаггйеиа Нагребаеиый дбягидгеиый лрнщ неаш! й![[йй Нераурратен г Теиперапгура ееиигнаена пгрее(ены $Л $.3.
Физические свойства и испытания 1.11.3.1. Эдектропроводность Иоккия лроаодимосгь — электропровод- ность, при которой электрический заряд переносится свободными ионами, перемещающимися в веществе под действием электрического поля. Различают собственную и примесную ионную проводимость.
Подаиягмость ионов ч. Связана с коэфициентом диффузии формулой ч=ЕП7 КТ, где П вЂ” коэффициент диффузии; Е— величина заряда носителя; К вЂ” постоянная Больцмана; Т вЂ” температура, 'С. Подвижность ионов в твердых телах при низких температурах относительно мала. В керамических веществах с ростом температуры изолирующие свойства падают. Это имеет особое значение при высоких температурах.
Электронная проводимость. Обусловлена направленным движением электронов. Элсктролроводкость мсгеллов. В основе электропроводности металлов лежит металлическая связь. Атомы располагаются в решетке в определенных положениях, а их электроны частично коллективизированы (электронный газ, состоящий из свободных электронов в количестве !Озт см-к).
Модель лотекциилькоа ямы. Модель исходит из представления о том, что свободные электроны при приложении электрического поля приходят в напранленное движение. Благодаря этому металлы характеризуются электронной проводимостью. Согласно модели потенциальной ямы, электроны в ней находятся на постоянной глубине (рис.
1.362) [131 Потенциал решетки металла равен нулю. При абсолютном нуле электронные состояния до уровня энергив Ферми заполиены. При возбуждении электроны перекодят через уровень эиергян Ферми Электроны в потенцяальяой яме рассматриваются как плоские волны н описываются с помощью волновых функций. Так как электроны находятся только в дискретных энергетических состояниях, каждое из ник соответствует' определенной собственной функции (описание с помощью уравнения Шредингера).
Ркс. !.аая. Схема рксеокожеккя э сргетнческкк уровней Р о — котенцякк в вакууме; Е Е уровень Форме: ŠΠ— потенциал Решетке истаяла При абсолютном нуле электропровод- ность идеальной решетки бесконечно велика. Дефекты в реальной решетке являются причиной появления злектросопротивления. Из теории потенциальной ямы следует, например, объяснение таких понятий, как контактное напряжение, термоэлектричество (см. 1.!!.3.3) и работа выхода.
Соответствующие данные для ряда металлов и окислов приведены в табл. 42. удельное электросопротиаление р. Включает две независимые составляющие: фононную часть (с ростом температуры усиливаются тепловые колебания) и часть, обусловленную дефектами решетки (эта составляющая сопротивления не зависит от температуры), поэтому оценку дефектов решетки можно производить с помощью измерения остаточного сопротивления. Правило Маггиееио.
С помощью этого правила определяется общее удельноеэлектросопротивление (фононная+решеточная Рнс. !.366 Р «1.366 Ас Япс% 1аемасте/ Си, ' 1аа пасте) к Холл, 16-П 'ка — ' кхолл, ю — м и'кл Металл Металл А! Аи Сб Си — 8,6 — 2,0 — 8,9 +6,4 Рв Р1 Ая Еп — 3,5 — 7,2 +5,9 — 5,2 140 составляющие) металла с дефектами решеткн: р рвач+раас, где ри — прсдстазляет составляющую, характеризующую материал и зависящую от его кристаллической и электронной структуры. реса с увеличением температуры растет пропорционально Т'. Вследствие магнитного эффекта в ферромагнитных металлах наблюдаются отклонения от этого правила. Техники измерений и особенности а. Основные величины: р4 Х вЂ” ', К=01/4, где Х вЂ” электрическая проводимость; 1 — длина; Ю вЂ” электрическое сопротивление; д — поперечное сечение; р — удельное сопротивление.
б. Зависимость р от температуры: Рт = Ро('+ ссАТ) и= ро ' (Ф18Т)- Здесь сс — температурный коэффициент электросопротивления. При образовании Ркс. 1.363. Полчаа растаореиость е таердок состоаенн Рес. 1.364. Иетсристаллвческке соедексеаа 1 — стеун1ее, уооредочевт Ы вЂ” оакааек нсуворадочсв твердого раствора а уменьшается. Отрицательное значение а( — а) представляет особый случай для С, 81С, В1, когда с ростом температуры Й уменьшается. в. Зависимость р от направления различна у разных типов кристаллической решетки.
Для кубической решетки имеет место нзотропия. В сплавах необходимо различать следующие возможностн1 1. А и В взаимно не растворяются (могут быть два случая: А и В расположены последовательно — закон Кирхгофа для последовательного соединения и А и В расположены параллельно — закон Кирхгофз для параллельного, соединения). 2. А и В образуют твердый раствор, который приводит к увеличению р и уменьшению а.
Примеры приведены на рис. 1.363 и 1.364. Различные методы измерения электросопротивления К„1 а) простой мост Унтстона (рис, 1.366)1 Й =ЮиКл/Йв', б) двойной мост Томсона (рис. 1.366). Эффект Холла — появление в проводнике или попупроводнике с током 1 при приложении к нему перпендикулярного магнитного поля (В) разности потенциалов в плоскости, перпендикулярной магнитному полю (В) и току (1). Эффект Холла применяют при измерении электропроводности по данным плотности электронов проводимости и подвижности электронов: ()хола — — Кхокк Ро Н!сц Кх~~ — — ~3п18сл.
Здесь Нх, — э.д.с. Холла; а — толщина пластины; е — элементарный заряд," и— концентрация носителей тока, м-а; Кх, постоянная Холла, ма К '. Схема измерения электропроводности с помскцью эффекта Холла приведена на рнс. 1367. Рнс. 1.361 Постоянная Холла дли металлов (20оС) приведена в табл. 43. УАБЛПСГЛ 43 Леьируп и/ай ьхгь(гьяяг 141 Виды проводимости в твердых телах: 1.