- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / 1935. Allmänna avdelningen /
186

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Like | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häft. 19. 11 maj 1935 - Konstruktionsstål för maskinindustrien, av chefsingenjör Sven von Hofsten

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has been proofread at least once. (diff) (history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång. (skillnad) (historik)

angående undre sträckgräns lägre värden än tidigare
måste införas.

För maskinkonstruktioner användas däremot
huvudsakligen smiden av olika slag jämte valsstål av
enkel sektion. För dylikt stål kunna
materialegenskaperna varieras i långt högre grad än för profilstål
förbyggnadsändamål, enär har lämplig
värmebehandling — vanligen seghärdning — lätt kan utföras.

Enär i stort sett samma ståltyper kunna användas
för maskindelar med vilande belastning som vid
variabla påkänningar, behandlas lämpligen stålen
härför i ett sammanhang längre fram. Här behöver
endast framhållas, att vid fordran på samma
sträckgränsvärde kan vid vilande belastning ett svagare
legerat och därför billigare material trots sin större
sprödhet mycket väl användas.

För konstruktioner med vilande belastning bör
således materialets undre sträckgränsvärde vara den
avgörande materialfaktorn. Stålets brottgräns bör
naturligen även föreskrivas, enär denna är
normerande för stålets natur och enär genom ett
riktigt fastställande av brottgränsen normalvärdet för
sträckgränsen ävenledes fastslås. För obehandlade
kolstål är därför vanligen tillräckligt att bestämma
brottgränsen och därav beräkna den normala
sträckgränsen. Sträckprovens förlängnings- och
kontraktionsvärden ha däremot ingen annan betydelse för
ifrågavarande fall än att konstatera, om materialfel
förefinnas eller felaktig värmebehandling förekommit,
och en eventuell föreskrift om ett visst minimivärde
måste ovillkorligen helt rätta sig efter ifrågavarande
ståltyps normala egenskaper. Av intresse för denna
frågas bedömande äro dock de nyare s. k.
plasticitetsteoriens, vilka beakta de avspänningar som ske
genom lokala formförändringar och flytningar på
speciellt högt belastade punkter. En god tänjbarhet
och långt avstånd mellan sträckgräns och brottgräns
äro egenskaper av värde för dylika
spänningsutjämnande små deformationer. Dessa fordringar
uppfyllas bäst av de mjuka kolstålen, vilket förklarar
dessas pålitlighet även vid relativt högt belastade
konstruktioner. Gjutjärns opålitlighet sammanhänger
även med dess bristande plasticitet.

Utmattningsgränsen.

För maskinkonstruktören äro naturligen de
variabla påkänningarna av den största betydelsen,
antingen de uppträda som regelbundet växlande
påkänningar eller som enstaka stötpåkänningar av
högre värde. Materialet måste kunna uthärda ett
oändligt antal dylika upprepade
utmattningspåkänningar, och den viktigaste materialegenskapen för
maskinstål med variabel belastning blir således den
s. k. utmattningsgränsen. Vanligen bestämmes denna
genom böjningsbelastning på roterande provstavar
(s. k. roterande utmattningsprov), varvid
påkänningarna växla mellan lika stora positiva och negativa
värden, och vanligen förlägges utmattningsgränsen
till den påkänning som materialet kan uthärda 10
mill. gånger utan att brista.

Enär bestämningen av utmattningsgränsen enligt
dylika metoder naturligen är synnerligen
tidskrävande, ha omfattande studier utförts över
möjligheterna att ur de normala hållfasthetsvärdena
beräkna utmattningsgränsen. Härvid har konstaterats,
att intet bestämt samband finnes mellan
utmattningsgränsen och någon annan materialegenskap, men
brottgränsen och i något mindre grad sträckgränsen ha
visat sig vara i huvudsak bestämmande för
utmattningsgränsens värde. En viss inverkan av
kontraktionsvärdet har dessutom påvisats bl. a. av ing.
Lundgren, men detta värde utfaller olika för ståltyper med
olika strukturbildning, varför man även kan uttrycka
saken så, att båda dessa faktorer, utmattningsgränsen
och kontraktionen, bero av stålets mikrostruktur,
särskilt ferritens förekomst och utbildning.

Som en orientering beträffande relationen mellan
utmattningsgränsen och övriga hållfasthetsvärden kan
anföras, att för stål med normal sträckgräns, dvs.
ej värmebehandlade kolstål, utmattningsgränsen
normalt ligger vid ungefär halva brottgränsen. Något
riktigare värde synes erhållas genom att man räknar
med max. 55 % för de allra mjukaste stålen (med
lägre kolhalt än 0,10 %) och med min. 45 % för
hårdare stål (med ca 0,5 % C och högre). För stål med
högre sträckgräns måste dock även hänsyn tagas till
denna, och som riktigaste relation har befunnits
utmattningsgränsen — 0,25 (brottgräns +
sträckgräns) + 5 kg/mm2
. Avvikelserna mellan den enligt
dessa formler beräknade och den verkliga
utmattningsgränsen kunna dock tyvärr vara rätt stora men
ha i medeltal visat sig röra sig inom ca ± 10 %.

Med ledning av dessa formler kan konstateras, att,
enär på seghärdade stål av riktig typ en höjning av
brottgränsen som regel medför en nära nog lika stor
höjning av sträckgränsen, brottgränsen i stort sett
har dubbelt så kraftig inverkan på
utmattningsgränsen som sträckgränsen.

Som belysande exempel på de seghärdade
specialstålens betydelse i detta avseende behöver blott
anföras, att mot en utmattningsgräns av 20—25 kg för
normalt kolstål med 45—50 kg hållfasthet svarar en
utmattningsgräns av ca 60 kg för ett seghärdat stål
med 100 kg sträckgräns och 120 kg brottgräns, dvs.
ett nära 3 ggr så högt värde.

Betydelsen av en hög sträckgräns hos stålet är
emellertid störst vid sammansatt påkänning, då
maskindelen arbetar med en variabel påkänning med
pålagrad konstant belastning, vilket enklast framgår

illustration placeholder
Fig. 1. Hållfasthetsdiagram (enl. Wiberg).


av hållfasthetsdiagrammet i den form detsamma bl. a.
föreslagits av överingenjör Wiberg (fig. 1). Vid
samma vilande belastning kan således med
oförändrad utmattningsgräns vid högre sträckgräns en
avsevärt högre variabel belastning
(spänningsamplitud) tillåtas. De högre legerade stålen med sin höga
sträckgräns ha därför sitt främsta
användningsområde just i fråga om maskindelar med dylika höga.
sammansatta påkänningar.

De hittills berörda värdena på utmattningsgränsen

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Fri Mar 8 15:46:43 2019 (aronsson) (diff) (history) (download) << Previous Next >>
http://runeberg.org/tektid/1935a/0196.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free