В модуле 2 мы подробно рассмотрим основные факторы, определяющие работоспособность литых сталей при криогенных температурах.
К ним относятся:
1. Внешние факторы
2. Внутренние факторы
3. Технологические факторы.
Из внешних факторов большое влияние на работу литых сталей при криогенных температурах оказывают:
– характер и скорость приложения нагрузки
– концентраторы напряжений
– масштабный фактор
– циклические нагрузки
– среда.
Их влияние и особенно сочетание их в различной степени могут предопределять хрупкое разрушение изделий, при этом особенности собственно литой структуры оказывают сильное влияние на разрушение литых конструкций.
Мы также подробно рассмотрим влияние внутренних факторов. К ним относятся:
– температурный порог хладноломкости, характерный для стали
– тип кристаллической решетки
– величина зерна и особенно литого зерна (дендрита).
Для литых сталей особенно выражено и влияние технологических факторов, способных уже на этапе изготовления отливки получить набор дефектов, которые в дальнейшем станут источниками хрупкого разрушения.
Чаще всего разрушение конструкций происходит под действием не одного, а многих факторов из вышеуказанных. Каждый из них способствует охрупчиванию материала. Чувствительность материала к одному из факторов не находится в однозначной связи с чувствительностью к другому фактору. Поэтому испытания материала желательно проводить в условиях, как можно более близким к реальным условиям работы этого материала. Для литых изделий особое внимание надо обращать на такие факторы, как понижение температуры, наличие надрезов и трещин, размеры образцов и конструкций, т. к. именно они являются основными.
Хладноломкость литых сталей в значительной степени отличается от механизмов формирования хладноломкости деформированных сталей. Деформирование во многом исправляет и облагораживает грубую литую структуру. Чтобы понять механизмы хладноломкости литой стали необходимо применять те теоретические положения, которые в наибольшей степени описывают изменение механических свойств литых сталей с температурой. Такой теорией является теория синтеза литых сталей на основе физико-химического анализа диаграмм состояния профессора Б. Б. Гуляева. В дальнейшем при описании изменения свойств литых сталей с температурой и нахождении оптимальных составов сталей мы будем пользоваться именно ею.