Читайте также:
|
Воздействию низких температур подвергаются очень многие материалы и изделия, например трубы для газо- и нефтепродуктов, мосты, железные дороги, автомобили, летательные аппараты и т. д. В северных районах охлаждение материалов может достигать –60ºС, корпуса самолетов и космических аппаратов могут охлаждаться до температуры жидкого кислорода (–183ºС). Детали и отдельные узлы холодильной и криогенной техники, которые используются для получения, хранения, транспортировки сжиженных газов, охлаждаются до температуры жидкого гелия (–269ºС).
При низких температурах у металлов наблюдаются: 1) потеря пластичности; 2) потеря вязкости; 3) повышенная склонность к хрупкому разрушению.
Основное требование к материалам, работающим в условиях низких температур, — это отсутствие хладноломкости.
Для надёжной работы материала необходимо, чтобы температурный порог хладноломкости был ниже рабочей температуры. На склонность к хрупкому разрушению, как и при нормальных температурах, влияют концентраторы напряжений и масштабный фактор деталей.
Материалы с ГЦК решёткой, а также титан и его сплавы, обладающие ГПУ решёткой, не имеют явно выраженного порога хладноломкости, и ударная вязкость у них уменьшается плавно.
Кроме критериев хладостойкости основанием для выбора материала служат прочностные характеристики (σ 0,2 и σ в), физические и технологические свойства.
Из физических свойств материалов при низких температурах интерес представляют теплопроводность и теплоёмкость. Скорость захолаживания материала зависит от теплоёмкости и теплопроводности металла, а при низких температурах, близких к жидкому азоту (–196ºC) эти характеристики уменьшаются более чем в 10 раз. Скорость захолаживания материала при термоциклировании по-разному зависит от теплоёмкости и теплопроводности. Чем меньше теплоёмкость и больше теплопроводность, тем легче захолаживается криогенное оборудование и быстрее выходит на заданный режим.
Наиболее распространенными средами в криогенной технике являются кислород и водород, поэтому необходимо учитывать совместимость с ними используемых материалов.
Основные материалы, которые используются при криогенных температурах, — это углеродистые стали с ОЦК решётками, алюминий и его сплавы (АМц, АМг, АМг5 и др.), титан и его сплавы (ВТ1, ВТ5, ОТ4 и др.).
Нержавеющие стали переходного и мартенситного классов не охрупчиваются до –196ºC. Нержавеющие стали аустенитного класса пластичны и вязки до температур –253ºC.
Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 93 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Влияние условий эксплуатации на свойства резин | | | Рабата материалов в условиях радиационного облучения |