Испытания тонкостенных

Вопросы формирования механических свойств поликристоллнче-ских материалов при различных технологических обработках, зависимость механических свойств от условий испытания, термическая стабильность упрочняющих факторов наиболее полно могут быть описаны в терминах релаксационного подхода, объединяющего на основе волновой многоуровневой интерпретации процессы пластического деформирования и разрушения.

Упрощенные методы испытания. Термическая стабильность обычно оценивается по изменению свойств испытуемого про* дукта в процессе нагрева. Если сосуд, содержащий продукт, открыт для доступа воздуха, это испытание является одновременно и испытанием на стабильность к окислению. Однако в таких условиях интенсивность окисления значительно ниже, чем

после испытания .... Термическая, стабильность при 371, Г С, 10 ч: Вязкость, ест, при 37,8° С:

Рис. 55. Изменение механических свойств стали Х10С2М (ЭИ107) в зависимости от температуры испытания. Термическая обработка: закалка при 1100° С в масле и отпуск при 850—800° С с охлаждением в воде

Рис. 120. Изменение механических свойств стали 13Х14НВФРАЛ (ЭИ736Л) в зависимости от температуры испытания. Термическая обработка:

Рис. 222. Изменение механических свойств стали Х18Н25С2 с температурой испытания. Термическая обработка: закалка с И80° С (вода)+ старение 4 ч, 800° С

В большинстве исследований влияния сложного напряженного состояния на сопротивление разрушению (особенно разрушению в условиях ползучести) опыты проводились в ограниченном объеме; при малом количестве испытаний и варьировании вида напряженного состояния в небольших пределах всего трехмерного пространства (испытания тонкостенных трубчатых образцов от чистого сдвига до двухосного растяжения), параллельные опыты на один и тот же режим в большинстве случаев отсутствуют. В связи с этим используются такие методы обработки экспериментальных данных, которые допускают совместный анализ результатов различных исследований, проведенных в разных условиях на материалах разного класса. С этой точки зрения целесообразно использование безразмерных координат, когда все параметры напряженного состояния отнесены к какой-либо характеристике механических свойств материала, например к условному пределу длительной прочности за определенный срок службы или к сопротивлению разрушения при кратковременном разрыве в условиях одноосного растяжения:

Испытания тонкостенных труб на раздачу и -сплющивание производятся при 350—500°. По требованию заказчика тонкостенные трубы испытываются на газопроницаемость и гидравлическое давление.

Испытания металлов на растяжение при объемном напряженном состоянии, в частности определение условного предела текучести и предела прочности, чрезвычайно затруднительны. Практически невозможно осуществить эксперимент с равномерным всесторонним растяжением. В то же время экспериментальное определение плоского напряженного состояния вполне возможно. Подобные опыты неоднократно проводились, причем результаты их удовлетворительно согласуются с четвертой (энергетической теорией формоизменения)' теорией прочности. Одним из таких характерных экспериментов являются испытания тонкостенных цилиндрических труб. Напряжения в стенках создавались нагружением трубы внутренним давлением и одновременным растяжением в осевом направлении. С помощью подобных опытов были установлены пределы текучести материалов испытываемых труб для различных отношений двух главных напряжений. Следует принять во внимание, что начало разрушения (появление трещин) служит критерием прочности при расчете деталей, изготовленных из хрупких материалов (например, обычный серый чугун СЧ 21-40 и аналогичные ему). При расчете деталей, выполненных из широко применяемых в турбостроении сталей, таких как 1X13, 1Х12ВНМФ, 1X11МФ, 20ХЗМВФ, критерием служит появление массовых остаточных деформаций.

Особый интерес представляют испытания тонкостенных

Упомянутые выше программные испытательные стенды предназначены для проведения неизотермических испытаний в условиям простых типов нагружения (растяжение-сжатие, кручение). Однако существенный интерес представляют методики и аппаратура для исследования закономерностей деформирования и разрушения при сложном неизотермическом нагружений. Например, стенд и методика (71], обеспечивающие неизотермические испытания тонкостенных трубчатых образцов в условиях их программного нагружения осевой силой /V, крутящим моментом Л1Кр и внутренним давлением р. Реализуется плоское напряженное состояние с различными соотношениями компонент напряжений при наложении требуемого закона изменения температуры.

Напряженное состояние элементов конструкций, как правило, является неодноосным (пщзским или пространственным). Число экспериментальных исследований ползучести в условиях сложного напряженного состояния сравнительно невелико, и эти исследования относятся почти целиком к плоскому напряженному состоянию (испытания тонкостенных трубчатых

11.7.1. Испытания тонкостенных трубчатых образцов при- сложном напряженном состоянии.........

ИСПЫТАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ

11.7.1. ИСПЫТАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ

шивство опытов, поставленных с целью выяснения этого вопроса, было проведено посредством испытания тонкостенных трубчатых образцов из стали, меди и ла-туни при совместном действии растягивающего усилия, крутящего момента и внутреннего давления. После каждой -ступени деформирования образец разгружался и в 10 различных точках его боковой поверхности измеря-

Испытания тонкостенных трубчатых образцов из ряда материалов под действием осевой силы и внутреннего давления доказали, что при повышенной температуре диаграмма oo—HV не зависит от вида напряженного состояния.