Пружина лопнула в двух местах сразу
 

Второй раз за месяц встречаюсь со странным явлением. Пружина на часах (первый раз АВРМ, второй - будильник Слава) лопается недалеко от внутреннего конца в двух местах одновременно с интервалом около половины витка. Причем лопается не в момент завода, просто посреди ночи, не на полном заводе. Что это значит?

Или барабашка... или так совпало. А лопается почти всегда в этом месте - в зоне термовлияния на переходе между каленым и отпущенным. Еще почему то на очень старых часах пружина вообще становится как стеклянная, ломается от малейшего изгиба в любом месте.

На АРВМ это стандартный дефект. В месте перехода с каленого на отпущенное идет постоянная работа на изгиб. Я думаю, что ломается пружина сначала дальше от оси, а потом идет удар с обломом в слабом месте у оси. Это старческое явление от усталостных напряжений. Пружина в центре работает в очень тяжелых условиях, т.к. там минимальный радиус закругления.

Пужина , это легированная стальная полоса с технолоичеким внутренним напряжением внутри структуры металла.
А напряжение есть напряжение :)

Добрый вечер, всем!

Хорошо известны металлургический феномен, называется "hydrogen embrittlement" или по Русски: водородное охрупчивание.

С уважением

Душан

Я энергетик, и считаю, что водородное охрупчивание развивается только под воздействием высоких температур, например, в энергетических котлах, где рабочая температура металла более 500 градусов.

Добрый день!

Не только.

Очень часто "NOS" пружины из старого запаса страдают, они просто разрываются. Несколько лет назад мы обсуждали этой феномен и один металлург, специалист, предоставил нам объяснения того, почему пружины ломаются после длительного хранения.

К сожалению, текст на английском языке, прилагается в PDF формате.

С уважением

Душан

Ну... не знаю. Меня так учили материаловеды - нет температуры - нет и водородного охрупчияания. Ищи другую причину повреждения.

"Boeing опубликовал план тестирования для того, что они называют "Hydrogen Re-embrittlement" авиационных компонентов. Это исследование планирует исследовать HE компонентов высокопрочных авиационных частей во время при действительной эксплуатации в атмосферных условиях в течение срока действия самолета."

"Ясно, однако, что есть еще много, что является неизвестным или непонятным о HE".

Народ не скажет ли: Век живи, век учись!

С уважением

Душан

А я и не спорю! Многое еще не изучено в полной мере. Спасибо, что напомнили о таком физико- химическом свойстве, как НЕ.

Я не говорю только о Вам, все что я сказал непосредственно связано с мной, также. Материаловедение также было частью моих изучения, однако, далеко не в той же глубине, как изучают в некоторых других профессий.

С уважением

Душан

Если не ошибаюсь, то и нам профессор Бельченко (Днепропетровский мет.институт) говорил ,что Водороду необходимо диффундировать,а диффузия газа в металле в н.у.практически нулевая. Т.е.необходимы высокие температуры.
Тут ,скорее усталость,связанная с циклической деформацией(пружина все таки).

Добрый вечер!

Высокая температура присутствует во время закалки и отпуска.

Новая пружина, у ней еще не было циклической деформацией, не работала.

С уважением

Душан

[QUOTE

Высокая температура присутствует во время закалки и отпуска.






[/quote]
Если охрупчивание произошло при закалке и отпуске ,то это просто брак. Такая пружина не долго поработает. Здесь же речь идет о старом изделии.
Что же касается NOS,то возможно несколько причин: как то, не качественное легирование,нарушение технологии термо обработкии т.д. В конце концов NOS пружины рвутся не чаще чем новые. Мы же не отрицаем ,что с новыми тоже это случается.
С уважением!

Это не так. (Not true!)

Возможно, у Вас нет достаточного опыта с NOS пружин. В среднем, около семи из десяти NOS пружин сломаться сразу после помещены в барабан, несколько ломалось даже прежде размещения в барабан, сталь был очень хрупкой, когда пружины были новым, они не ломалось.

С уважением

Душан

АВРМ я еще как-то могу понять, а почему такое могло произойти в будильнике Слава начала девяностых?
Зы, в АВРМ пружина так сильно ударила по стенкам барабана, что стенка сдеформировалась в месте крючка внешнего конца и оторвала от себя зубчатую часть барабана.

все старые пружины становятся хрупкими, или те, которые долго не работали?

просто в старинных (100 и более лет) настенных и каминных часах часто стоят родные пружины (синего цвета) которые до сих пор работают
или это те редкие экземпляры, которым повезло?

Добрый вечер, Дима!

Да, это точно так, если не работали, старые пружины станут очень хрупкими. Особенно пружины синего цвета, изготовлены из углеродной стали.

Правда!

Если работают, пружины могут работать еще неопределенное время.

С уважением

Душан

У меня ,действительно, нет большого опыта использования NOS пружин. Но 70%…
Я в шоке.
Предположим,что NOS пролежали на складе 20 лет. Если 70% из них не годны,то можно ли утверждать, что у 70 % часов после 20-и лет эксплуатации лопнет пружина? По моему опыту, поломка пружины не происходит так часто даже у винтажных часов. Может у Вас есть такая статистика?
С уважением!

Вы не поняли. Речь идет исключительно о пружинах что хранились на складе 30-60 лет, они не работали в часов.

Нет. Пружины разрушаются почти сразу как размещены в барабаны.

Согласен.

С уважением

Душан

Лет 10 назад нашел на чердаке в заводской лаборатории пять или шесть пружинок к клапанам старой французской калориметрической бомбы. Обрадовался - пружинки были в масле и совершенно сине-фиолетовыми, без единого пятна коррозии.
Первая сломалась сразу. Пара проработала шесть-семь цикла и тоже лопнули, почти одновременно. И я поставил обратно старую пару - ржавые, усталые, но рабочие :-)

Я давно забыл все эти приключения, и когда прочитал дискуссию, вспомнил. Но, признаюсь, я тогда счел французов бракоделами... А тут вот оно как получается...

Добры вечер!

Существует способ для восстановления таких старых пружин. Но, является необходимым не изгибать пружины пока процесс совсем не закончен. Все что нужно : очистить их в не жирном растворителе в УЗ ванне, затем печь их несколько часов в печи с контролируемой температурой, при температуре 180-220º по Цельсию, в среднем 200º по Цельсию.

С уважением

Душан

Через год отчитаюсь, если не забуду :)
Но предварительно - это работает, черт побери!

В УЗ не очищал, промыл горячим хлороформом с метанолом 1:1, в три приема. Считаю, это не хуже ультразвука ;)
Потом - в сушильный шкаф на 200 градусов, сутки. Уевличил время темперирования из-за большей толщины пружинки, порядка 0.8 mm. Потом вставил их в бомбу, и все прекрасно и удивительно, циклов 200 уже.

Конечно, это не ходовая пружина часов, а обычная спиральная, с круглым сечением проволоки, но экспериментальный факт налицо: из одной упаковки три пружинки лопнули сразу, а две оставшиеся после темперирования на 200 градусов в течении сутки работают пока нормально. Повторю, что материал - высокоуглеродистая сталь, пружинки сделаны в начале 30-ых годов XX века.

Сказать однозначно сложно. Я покупал много NOS пружин на e-bay, судя по дизайну этикеток 30-40 -е годы. Ни одна не лопнула, все прекрасно работают. Хотя металл хрупкий, правильную оконцовку делать сложно, даже после отпуска гнется плохо и может сломаться.
Повышение хрупкости со временем есть у всех без исключения материалов имеющих структуру твердых растворов. Это и металл и стекло. Попробуйте разрезать старое стекло, треснет где угодно кроме реза, а новое режется элементарно. Проблема в кристаллизации аморфной структуры раствора, которая идет даже в твердой фазе. И тут я всецело согласен с Душаном, легкий отпуск восстанавливает аморфную структуру.

Добрый день!

В сущности это H1 водород что появляется в структуре стали, который высвобождается в длительном воздействии тепла при температуре 200º по Цельсию, это не отпуск. В зависимости от массы стали, т.е. от толщины пружины, иногда надо держать пружины 8-12 часов на теплом, при температуре 200º.

С уважением

Душан

Отпуск начинаетса с 160 градусов + время.

Думаю,что в случаях со стеклом и сталью ,это различные явления.
Стекло ,на сколько мне известно, аморфно(безформенно в переводе с греческого),поэтому кристаллизации там не бывает.
В любом случае водородное охрупчивание стеклу не грозит.
А ,что тепловое воздействие помогает- согласен.

Добрый вечер!

Не для пружины, для резцов да.

С уважением

Душан

Душан,
я долго занимался в научном плане деградацией стекол, т.к. со временем из-за появления кристаллической решетки вместо аморфного раствора менялись оптические свойства стекла и возникали искажения изображений. Естественно, что заметно было это только на больших инструментах вроде телескопов. Примерно те же процессы идут и в металле, только там идет очаговая кристаллизация углерода, который изначально находится в металле в растворенном состоянии. Явление водородной коррозии требует все-таки больших температур и давлений. Возможно, что и этот процесс присутствует, но все-таки я считаю, что большую роль тут играет углерод, который сильно сказывается на ломкости стали. В любом случае продолжительный нагрев в 150-200 град вызывает снятие локальных напряжений. Естественно, 200 град. не вызовут отпуска пружины, там надо начинать минимум с 800 градусов, чтобы быть выше точки Кюри.

При 800 гр будет уже не отпуск, а отжиг. В связи с этим никаких пружинных свойств у стали не останется вовсе. Насколько я помню отпуск "на пружину" проводят при температуре около 300 гр. (синий цвет побежалости)
С уважением!

Отпуск металла это перевод железа из гамма в альфа форму. Нагреть надо выше 800 град и медленно снижать температуру. Пружинящие свойства теряются полностью. А 200 град. это снятие напряжений.

Добрый вечер!

Отпуск, по английски "Tempering", В таблице ниже можно найти различные температуры отпуска стали для различного применения. Отжиг стали, по английски "annealing", температура зависит от сплава, или от количества углерода, температура отжига в диапазоне от 800º до 1000º по Цельсию.

Для отпуска стали, для пружины, температура должна быть 290º-300º по Цельсию.

С уважением

Душан

http://forum.watch.ru/attachment.php...1&d=1405030720

Душан,
я ошибся в терминологии. А говорим мы об одном и том же.

Добрый вечер!

Как это возможно? Вам русский является родным языком, я двуязычный и говорю одинаково хорошо на сербском и английском языках, с русским языком я просто новичок, только что начал учиться.

С уважением

Душан

Душан,
просто у нас термин отпуск часто применяется в значении отжиг. Например, отпустить конец пружины это отжечь, чтобы сталь стала пластичной. Отсюда и некоторая путаница в терминах.

Не согласен , отпуск и отжиг всегда были разными понятиями.

Забыл :( Поправлюсь.
Оставшиеся три пружинки вели себя как новодельные из стали типа 65Г. Примерно столько же циклов (около 2000) и закончили свою жизнь из-за коррозии. Газы, их омывающие, коррозионно активные и влажные.

Таким образом можно считать методику условно рабочей.
До получения результата на часовых пружин.

Вкратце повторяю: NOS пружину из углеродистой стали следует очистить и обезжирить тщательно (я использовал растворители).
Затем следует сутки продержать ее при температуре 200°C. Скорость нагрева и охлаждения не контролировалась. Далее - использовать штатно.

Теорий не строю, делюсь опытом. Без обработки три лопнули очень быстро, а три после обработки отработали нормально. Возможно, это случайность, но маловероятно.

Чуток подробнее о водородном охрупчивании/ратрескивании - http://chem21.info/info/81663/ .
В бытность мою гл. конструктором требовал в технических регламентах всех плановых ремонтов и послегарантийного обслуживания для ответственных высоконагруженных из углеродистых сталей деталей мезанизмов специального назначения (летательная и подводная техника, опасные производства) где разрушение одной пружины может вызвать гибель людей, обязательный регламентный отпуск и контроль газосодержания.
И это - при конструировании стальных пружин со сверхнормативными вдвое-втрое запасами прочности!
Если было невозможно вписаться в габариты конструкции приходилось предусматривать материалы для пружин из высоколегированной стали.
Аварии военной и спецтехники в советское время практически оставались неизвестными ...