Технічні науки/

Галузеве машинобудування

К.т.н. Вольчев А.В.

Одесский национальный морской университет

О взаимосвязи параметров кривой коррозионной усталости

Совместное действие механических нагрузок и коррозионных сред приводит к значительному сокращению срока службы деталей машин и аппаратов. Причины этого явления видят в том, что при работе в коррозионных средах увеличивается скорость распространения усталостных трещин.

К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал по коррозионной усталости в средах различной агрессивности. Однако еще многие вопросы теории данного явления остаются спорными, есть и такие, которые вовсе не получили объяснений что требует проведения новых исследований как в направлении расширения объектов исследования, так и в направлении расширения диапазона свойств коррозионных сред.

Можно считать установленным фактом [1. 2], что в логарифмических координатах результаты испытаний на коррозионную усталость удовлетворительно группируются вдоль прямой линии

lgN =C – mlgσ, (1)

соответствующей степенному уравнению

. (2)

где σ и N — соответственно текущие напряжение и долговечность (число циклов) до разрушения; m и С — параметры (угловой коэффициент и начальная абсцисса в координатах ). Параметр С зависит от единиц измерения σ и N. В дальнейшем напряжения будут выражаться в мегапаскалях, а долговечность — в числах циклов.

Анализ связи параметров C и m кривых коррозионной усталости для сред различной агрессивности позволяет рекомендовать для практического использования линейную зависимость в виде C=a+bm с коэффициентом корреляции близким к единице (см. таблицу).

Как видно из таблицы величины коэффициентов регрессии a, b для различных сред весьма близки за исключением водопроводной и дистиллированной вод. Данный факт позволяет использовать осредненные значения коэффициентов a=2,45, b=5,59. По-видимому, надобность в дифференцированном выборе коэффициентов a и b или в аналитическом их определении может возникнуть в отдельных случаях, например, для слабо агрессивной среды, когда погрешности, связанные с приближенной оценкой этих коэффициентов, могут существенной превзойти погрешности самих испытаний.

Таблица

Значения коэффициентов регрессии C=f(m)

Рабочая среда	Уравнения регрессии	Коэффициент корреляции
Водопроводная вода	Cc=6.6500+2.4100mc	0.9968
Дистиллированная вода	Cc=7.1720+2.2750mc	0.9996
Пресная вода	Cc=5.6760+2.3170mc	0.9988
0,1 н.-й раствор H2SO4	Cc=5.6968+2.4825mc	0.9999
1%-й раствор олеиновой кислоты	Cc=5.75000+2.5500mc	0.9979
10%-й раствор KCl	Cc=5.6358+2.4003mc	0.9987
10%-й раствор KNO3	Cc=4.8645+2.5298mc	0.9834
10%-й раствор NaCl	Cc=4.203+2.5610mc	0.9740
20%-й раствор KCl	Cc=5.7171+2.4904mc	0.9995
20%-й раствор NaCl	Cc=3.0980+2.6840mc	0.9610
3%-й раствор NaCl	Cc=5.6140+2.51200mc	0.9970
4%-й раствор HNO3	Cc=5.5350+2.4880mc	0.9921
4%-й раствор NaCl	Cc=6.1830+2.3910mc	0.9974
4%-й раствор NaOH	Cc=5.2243+2.5442mc	0.9978
6,2%-й раствор HNO3	Cc=5.8317+2.3115mc	0.9979

Рис. Расположение параметров C и m кривых коррозионной усталости

Это же подтверждает характер расположения экспериментальных данных для деталей и образцов из различных материалов в рабочих средах, указанных в таблице и выборочно показанных на рисунке. Как видно из рисунка практически все экспериментальные точки укладываются в 95-% доверительную область, что подтверждает правомерность осреднения значений коэффициентов a и b.

Литература

1. Олейник Н.В., Магденко А.Н., Скляр С,П. Сопротивление усталости материалов и деталей машин в коррозионных средах, - К.:Наук. думка, 1987. - 200 с.

2. Расчет деталей машин на коррозионную усталость / Олейник Н. В., Вольчев А.В., Бершак С. В., Васильев Н. Р.. — К.: Техніка, 1990.—152с.