Прочность кристаллических тел. Пластическая деформация и долговечность

Аудиторные примеры по прочности (разделы I II)

        I. Прочность кристаллических тел 

     

         300. Решетка

Оценить межатомное расстояние для  марганца b₀

(А = 54,9 кг/кг-ат,  r  = 7,43*10³  кг/м³).

.

301. Соотношения

Определить координационное число Ки соотношения между атомным диаметром d и параметром а кубических решеток

302. Обозначения – 1

Обозначить характерные плоскости и направления кубических решеток

303К. Обозначения – 2

Обозначить

- затенённые плоскости кристаллических решёток;

- направления  0D, АJ (0F ), AF ;

304. Упаковка

Сравнить коэффициенты упаковки решёток кубической системы

         305К. Сдвиг

        1.Сравнить плоскости ОЦК-решетки с параметром а по плотности упаковки n_s и выделить плотноупакованную штриховкой.

         2.В плотноупакованной плоскости сравнить расстояния от атома А до самого далёкого и самого близкого соседа и обозначить направление до ближайшего соседа стрелкой.

Ответ в форме:

 1. В плоскости ЖЗИК - , в плоскости ПРСТ – , в плоскости ЯЮЭМ-.

                                      2. Наибольшее расстояние – АЖ = … а, наименьшее – АИ = …а.

306К. Обобщение

Обозначить направления ЕD  и СН на рис.5-900, определить неизвестные значения n и S  в табл. 304 (распечатка 06).

Ответ:    

ЕD º…..,        n = … ,   

СН º…..,        S= …а² .   

          311К. Элементы

         Лантаноиды-А

        В табл. 1– 465К представлены данные лантаноидов с ГПУ-решёткой. Оценить прочность тербия Tb, гадолиния Gd, тулия Tm и лютеция Lu

                                                                                                                 Таблица – 465К

  Характеристики лантаноидов

Характеристика	Gd	Er	Lu	Ho	Nd	Dy	Pr	Tm	Tb
Тп, К	1585	1770	1925	1734	1297	1680	1208	1818	1629
Vа,	19,9	18,4	17,8	18,7	20,6	19,0	20,8	18,1	19,2
sв, МПа	–	300	–	260	170	250	110	–	–

 Ответ в виде:

Tb:… < s_в < … или   s_в < … , s_в > …

Tm:… < s_в < … или   s_в < … , s_в > …

Lu:… < s_в < … или   s_в < … , s_в > …

Gd:… < s_в < … или   s_в < … , s_в > …

         Тугоплавкие -В

         Выяснить, какой элемент должен быть прочнее.

Элемент	А,		Тп, оС
Ta	181	16,6	2996
Nb	93	8,4	2415

312. Колебания

Оценить параметры тепловых колебаний в кристалле железа при предплавильной температуре.

    II Пластическая деформация и долговечность

         317К.     Монокристалл-1

Если  монокристалл железа с ОЦК - решеткой растянуть в направлении <010>  под напряжением 4,48 МПа, то начнется пластическая деформация по плоскости легкого скольжения (011). Определить критическое напряжение сдвига..

      322. Сращивание

 В плакированном металле оценить глубину диффузии меди в сталь  после отжига 1000 ^оС, 500 ч.

       326К. Легирование

В металлах растворяют 0,1 мас. % других элементов: в бериллии Ве – бор В, в вольфраме W – рений Re. В  какой паре предел текучести возрастёт больше?

330. Печь

Поковки  массой  m = 100 кг отжигают и перемещают в печи по схеме на рис. 468. Диаметр стержня D = 10 мм. Печь останавливают для ремонта через год работы при температуре  950 ^оС. Необходимо:

- оценить максимально возможную продолжительность работы подвески вплоть до обрыва  стержня из сплава ЧС57 (n  = 4, А = 5*10^-10 МПа ^-4*ч^-1);

- сформулировать требование к отношению между зазором h и длиной стержня L .

332К. Печь– 2А

     После ремонта оборудования из  примера “Печь” нагрузку  повысили  на 15 кгс.  Сколько времени сможет еще проработать стержень?

        336К. Турбина -1

        А. Рабочие лопатки газовой турбины изготовлены из сплава ЧС88 (НК). Расчётные условия:

s = 240 МПа,

Т = 820 ^оС

t = 2000 ч.

Определить повреждённость. Постоянная в параметре Ларсена – Миллера С = 21,6.

       Б. Сколько ещё времени смогут проработать лопатки с температурой 874 ^оС?