Влияние внешней среды и коррозии трения на сопротивление усталостному разрушению

Все металлы, находясь в контакте с газообразной или жидкой средой, подвергаются коррозии. На поверхности детали появляются язвинки коррозии, являющиеся причиной высокой концентрации напряжения. Особенно интенсивно развивается коррозия при действии растягивающих напряжений. Другой вид коррозии - коррозия под напряжением проявляется в виде межкристаллических и внутрикристаллических трещин почти без всяких признаков образования продуктов коррозии.

При переменных нагрузках коррозия существенно снижает сопротивление усталости, особенно легких сплавов.

В сталях снижение предела выносливости от коррозии тем больше, чем более высокопрочна сталь.

При наличии коррозионной среды на сопротивление усталости оказывает влияние и время испытания; разрушающее число циклов уменьшается при уменьшении частоты изменения напряжений, а кривая усталости даже у черных металлов не имеет горизонтальной асимптоты. Количественные характеристики снижения выносливости зависят от агрессивности внешней среды. Например, морская вода больше снижает долговечность, чем пресная, и т. п.

Влияние коррозионной среды учитывается в расчетах коэффициентом

,

(17.23)

где в числителе стоит предел выносливости при наличии агрессивной среды. Значения коэффициента β приводятся в справочной литературе.

Средством борьбы с влиянием внешней среды являются различного рода антикоррозионные покрытия.

Коррозия трения возникает в местах контакта деталей, подвергающихся циклическому нагружению, например в заклепочных и болтовых соединениях листов обшивок самолетов. Коррозия трения возникает и в сварных соединениях из-за упругих перемещений соединяемых деталей друг относительно друга по плоскостям их контакта.

Трение в местах контакта деталей даже в случае чрезвычайно малых относительных перемещений сопровождается разрушением поверхности соприкасающихся частей, выпадением окислившихся частей материала и постепенным образованием и развитием усталостных трещин. Признаком начала коррозии трения является выпадение окислов в местах соединений в виде красно-коричневого порошка при соединении стальных деталей и черного порошка - при соединении деталей из алюминиевых или магниевых сплавов.

Характерной особенностью разрушения от коррозии трения затянутых болтовых соединений дюралюминиевых пластин при циклическом нагружении является не только выпадение черного порошка, но и то, что разрушение происходит как правило не по ослабленному, а по сплошному сечению, проходящему под головками болтов.

Чтобы коррозия трения проявила себя, необходима наработка соединением достаточно большого количества (порядка миллиона) циклов. При больших значениях максимальных напряжений, соответствующих левой части кривой усталости, разрушение наступает после относительно небольшого числа циклов, и коррозия трения не ускоряет этот процесс.

В литературе приводятся данные о том, что эффект коррозии трения для соединений листов обшивок из алюминиевых сплавов может быть эквивалентен концентрации напряжений, обусловленной геометрией детали, с коэффициентом концентрации порядка 10.

Средства борьбы с коррозией трения - различного рода покрытия и упрочнение поверхностей трения, постановка прокладок между трущимися поверхностями, окраска этих поверхностей и т. д.



 Предыдущая  Влияние внешней среды и коррозии трения на сопротивление усталостному разрушению  Следующая 
 
Наш сайт работает на Sapid CMS
Яндекс цитирования
MYsopromat.ru - сопромат в режиме on-line