Техника - молодёжи 1935-02, страница 44

ся и от попадания в отливку формовочной земли при заливке металла в форму.

Современная техника выработала различные способы борьбы с раковинами в металлах. Например, для уничтожения усадочных раковин в отливках делаются так называемые прибыли, т. е. массивные придатки, питающие отливку металлом во время ее усадки. При нагреве болванки на общем фоне раскаленного металла раковины ясно видны благодаря своему тёмнокрасному цвету. Обнаруженные раковины надо обязательно вырубить. При последующей обработке — ковке или прокатке — эта пустота уже не может завариться, и остается непоправимый дефект — расслой, тянущийся почти во всю длину листа, вала и т. д.

Если, скажем, усадочная раковина вырезана недостаточно тщательно, то под влиянием ковки или прокатки получается расслой, —- раковина сдавливается, противоположные стенки ее соприкасаются, образуя слоистые нити. Если же болванка с раковиной, еще жидкая внутри, упадет почему-либо на бок и так застынет, то усадочная раковина образует разлитую плоскую пустоту в верхней плоскости лежащей болванки. Все эти дефекты особенно часто встречаются в котельных сталях.

Красная медь страдает иногда чрезвычайно интересной болезнью — водянкой. Если красная медь при отливке была не вполне раскалена, то в ее массе равномерно распределяется кислород в виде закиси меди. При нагреве такой меди в среде углеводородов и получается водянка. Углеводороды представляют собой соединение углерода с водородом (метан, этилен, ацетилен, бензол и др.). При высокой температуре они выделяют свободный водород, который, встретившись в толще металла с кислородом, образует воду; последняя не может поглощаться металлом и потому образует в изделии опухоли и разрывы.

Один из самых серьезных дефектов, нередко заставляющий отказаться от употребления той или иной дорогостоющей отливки или поковки, — это трещины. Трещины могут быть наружные и внутренние.

Наружные трещины образуются от неравномерного нагревания и охлаждения болванок или готовых изделий. Легче всего они образуются в чугунах и высокоуглеродистых сталях. Поэтому при термической обработке последних нужно соблюдать целый ряд предохранительных мер.

Внутренние трещины могут получаться в результате' резких изменений поперечного сечения детали или неправильной механической обработки. Тогда в металле возникают узлы повышенного напряжения. Это весьма большой недостаток, особенно в деталях, ко

торые подвергаются переменной нагрузке. В таких деталях появляются сначала трещины, а затем деталь может и вовсе расколоться.

При сверлении, грубой обточке детали, штамповке возникают иногда местные перенапряжения. Это явление известно всем конструкторам. Однако немногие из них хорошо представляют себе, как велико это перенапряжение, хотя первые опыты в этой области и были проделаны более 20 лет назад.

Большинство конструкторов ведут расчеты по слабому месту, так называемому опасному сечению. При этом они не учитывают особенностей очертания деталей и методов их обработки. В результате получаются микроскопические трещины, которые постепенно увеличиваются в размерах и приводят деталь к разрушению.

Весьма опасная болезнь для металла — это утомление, или, как иногда говорят, старение. Утомление заключается в том, что в кристаллах металла образуются мельчайшие надрывы, и прочность металла резко снижается без видимых признаков, которые могли бы предупредить о предстоящей катастрофе. Усталость металла порождается многократными колебаниями нагрузки. От этой болезни особенно сильно страдают мосты, краны, поршневые штоки и вагонные оси

Если учесть громадные скорости, встречающиеся в современнной технике, например паровые турбины до 27 тыс. оборотов в минуту, то не будет удивительным, что случаи утомления встречаются все чаще и чаще. Радикального же лекарства против этой болезни еще не найдено.

Прежде считалось, что металл, находящийся долго под напряжением, устает, а металл, долго находящийся под воздействием переменной нагрузки, меняет свою структуру, т. е. кристаллы его увеличиваются в размере. Развитие молодой науки — металлографии — показало, что мнение это неправильно. При усталости металлов мы не замечаем перерождения структуры из мелкозернистой в крупнозернистую. Усталость можно объяснить только появлением в самих зернах (кристаллах) мельчайших надрывов-трещин.

Теперь мы видим, что металлы действительно могут подобно живому существу рождаться, работать, болеть и умирать. Инженер, если он хочет создать вполне доброкачественную и долговечную конструкцию, должен знать не только механические качества металла, но и его болезни. Он не должен допускать к работе «заболевший» металл. Здесь ему приходят на помощь лаборатории по испытаниям металла, своего рода поликлиники, где металл тщательно выстукивается, чросматривается, просвечивается, где ставится «диагноз» болезни металла и определяется характер его лечения.