Критических напряжений

Известно, что при увеличении интенсивности наводороживания (скорости накопления водорода) быстрее происходит разрушение стали и при меньших концентрациях водорода. Это связано с изменениями условий релаксаций внутренних напряжений. При низких внешних нагрузках либо при незначительной агрессивности коррозионной среды, когда обеспечивается слабый диффузионный поток водорода, возникшие напряжения успевают частично релаксироваться за счет локальной пластической деформации у краев образовавшейся трещины, поэтому последняя не растет. В этом случае время релаксации значительно меньше времени нарастания напряжений. При интенсивном наводороживании внутренние напряжения быстро нарастают, и процессы релаксации не успевают происходить даже в начальный период наводороживания. В результате блокирования водородом дислокаций подвижность их постепенно уменьшается, что приводит к локальному упрочнению металла. При достижении критических концентраций водорода, когда у краев трещины полностью теряется подвижность дислокаций, происходит хрупкое разрушение металла без следов пластической деформации.

* В гл. 4 приводятся значения так называемых критических концентраций котловых вод для различных условий, которые практически совпадают со значениями SK.B, при которых наступает увеличение <р [170].

Приведенные на рис. 4.12 кривые критических концентраций показывают, что для всех нагрузок от JRV, макс (#о, макс) ДО минимальной, при которой еще имеет место унос вследствие вспенивания Rv,ыпп (^о,мин), значения критических концентраций уменьшаются с ростом давления. Нагрузка, до которой унос вследствие вспенивания «отловой воды практически отсутствует, выраженная в массовых единицах (Re,mm) (рис. 4.12,а), растет с увеличением р, а будучи выражена в объемных единицах (Rv, мин) (рис. 4.12,6), непрерывно падает. Значения этих величин зависят также от высоты

Как известно, в условиях, когда солесодержание концентрата достигает величин, при которых возможно вспенивание (критических концентраций), унос капельной влаги резко возрастает. Критическая концентрация зависит от солевого состава воды, рабочего давления, нагрузки испарителей и некоторых конструктивных факторов, определяющих работу парового и водяного объемов. В зависимости от солевого состава вод, давлений и нагрузок, при которых работают испарители, критическая концентрация находится в пределах от 6 000 до 12 000 мг/л.

Для сепарационных устройств, располагаемых обычно в барабанах котлов без ступенчатого испарения и в чистых отсеках барабанов котлов со ступенчатым испарением, могут быть приняты следующие расчетные1 значения критических концентраций котловой

Если же в соленых отсеках установлены не циклонные сепараторы пара, а какие-либо иные устройства, то значения критических концентраций котловой воды в сравнении с чистым отсеком могут быть увеличены только до

тие «критических» концентраций может быть также связано с

окислении химических веществ, присутствующих в воде, могут появляться и более токсичные соединения, как, например, при •окислении некоторых фосфорорганических пестицидов. В связи •с этим можно говорить о существовании «критических» концентраций загрязнений, т. е. таких концентраций, при которых возникает опасность появления в воде недопустимых количеств неблагоприятных продуктов взаимодействия. Кроме того, понятие «критических» концентраций может быть также связано с технико-экономической нецелесообразностью применения высоких доз окислителя. Ориентировочные дозы окислителей можно принимать по табл. 15.1.

Жаропрочный никелевый сплав типа нимоник ЭИ437Б (ХН77ТЮР). Сплав ЭИ437Б очень широко используется в авиационном газотурбостроении. Из него изготовляют сварные валы и роторы газотурбинных двигателей, детали соплового аппарата и др. Сварка сплава ЭИ437Б в виде тонколистового проката (толщиной до 5 мм) обычно производится аргоно-дуговым способом без особых затруднений — трещины в околошовной зоне не наблюдаются. Это можно, по-видимому, объяснить мелкозернистой однородной структурой, характерной для хорошо деформированного металла. Однако положение резко меняется, если сварке подлежит толстый металл. Сплав ЭИ437Б в виде толстолистового или сортового проката, поковок или штамповок, наоборот, обладает повышенной склонностью к горячим околошовным трещинам. Причиной этого служит большая разнозернистость и загрязненность сплава неметаллическими включениями, а также наличие в нем критических концентраций бора. Если загрязненный участок сплава попадает в зону действия сварочного высокотемпературного нагрева, в нем могут зародиться трещины (рис. 180, д). Трещины появляются и в тех случаях, когда участок перегрева околошовной зоны попадает в район крупнозернистой структуры.

На схеме р-сплавы имеют следующие обозначения: мн — механически нестабильная р-фаза (10—18% р-ста-билизирующих элементов), мс—механически стабильная р-фаза (15—20%), пс — практически стабильная р-фаза (20—50%) и ис — истинно стабильная р-фаза (более 50% р-стабюшзирующих элементов) [48]. Имеющееся перекрытие указанных пределов объясняется неодинаковой стабилизирующей силой различных элементов, характеризующейся значениями критических концентраций, приведенных выше (рис. 96).

Существует представление [11], что путем старения нельзя удалить весь водород из стали, наводороженной электролитически, однако восстановить механические свойства стали возможно. Это мнение безусловно справедливо для некоторых концентраций водорода. Очевидно, что небольшое количество водорода, находящееся в коллекторах в молекулярном состоянии и не поддающееся дегазации, не...вызы-вает изменения механических свойств стали при условии, что давление в коллекторах не привело еще к образованию третий^ Поэтому наводороживание при корроз"ии"й травлении, обычно не вызывающее критических концентраций водорода, является более благоприятным в отношении старения, чем катодное наводороживание при значительных плотностях тока, что подтверждают опыты [48] по восстановлению старением пластических свойств наводороженной стали в результате коррозии. Эти опыты, описанные во введении, показали почти полное восстановление пластических свойств стали после старения (см. фиг. 5).

Обнаружено, что в присутствии всех органических окислителей тафелевская зависимость имеет место только в области малых токов. На всех анодных кривых появляется "пик", обусловленный разблагораживанием потенциала коррозии в области критических концентраций окислителя. После острого "пика" наблюдается тенденция к переходу металла в пассивное состояние. Только динит-робензоат проявляет ярко выраженные пассивирующие свойства, заметно смещая потенциал коррозии уже при низких плотностях коррозионного тока в положительную область. Получено соответствие между расчетными и экспериментальными значениями крнти-

Если при испытаниях моделей контактное упрочнение Кх реализуется полностью, то можно говорить о вязком разрушении. В некоторых случаях, из-за контактного разупрочнения металла, вязкое разрушение возможно и при Р<Ркр. В этом случае поле линий скольжения изменяется таким образом, что предельная нагрузка будет меньшей, чем Ркр. Не исключена возможность разрушения мягкой прослойки в результате потери устойчивости пластических деформаций. С использованием критерия ткр производят оценку предельного состояния моделей с вырезами (или трещинами) из пластических, но деформационно слабо упрочняющихся материалов [1]. В модели с односторонним вырезом (плоская деформация) поле линий скольжения состоит из двух наклонных под углом 45° к оси образца плоскостей, исходящих из кончика надреза. Равенство работ на приращение скольжения по указанным плоскостям и от внешней нагрузки дает следующие значения критических напряжений:

Первоначально устойчивый цилиндр (сфера), предназначенный для работы в коррозионной среде при постоянном во времени внешнем давлении, может потерять устойчивость в процессе эксплуатации в результате постепенного уменьшения толщины стенки из-за коррозии. Долговечность до нарушения устойчивости формы цилиндра зависит от совершенства его первоначальной формы и размеров, коррозионной среды, критических напряжений акр, коэффициента запаса по устойчивости

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ. ПРОВЕРКА СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

§ 3. Эмпирические формулы для определения критических напряжений. Проверка сжатых стержней на устойчивость . . . 213

Как правило, многие конструкции имеют стержни с гибкостью меньше предельной. Разработку современных методов расчета на усталость таких стержней начал Ф. С. Ясинский *, который предложил приближенные формулы для определения критических напряжений за пределом пропорциональности, проанализировав предварительно обширный экспериментальный материал и построив графические зависимости между 0кр иХ для многих материалов.

3.6. По величине скорости коррозии v0 и критических напряжений определяется величина

По величине скорости коррозии v0 и критических напряжений определяется величина

рождаются и мигрирует дефекты, взаимодействуют поля микроне-пряжении областей различного масштаба. Поэтому актуальной представляется аадачо изучения механизмов образования и существования дефектов у процессе изготовления материала и при дальнейшей его обработке. Ив менее интересно изучение корреляции полученной информации с количественными характеристиками материала. При этом желательно проведение намерения с помощью методов исследования, основанных на одних принципах. Широкие перспективы для проведения таких исследований предоставляют методы акустической микроскопии, развиваемые я мире я последние 10^15 лет (1, 2. Они основаны но взаимодействии акустических ноли (ЛИ) с частотами от 10 МГц до нескольких ГГц со структурными образованиями исследуемых объектов, Режим визуализации позволяет формировать акустические изображения дефектов различной природы, размеров, типов. Проведенные исследования достоверно показали, что в чистых металлах, спла-нпх можно обнаруживать и определять размеры фазовых включений, двойниковых структур, упругих неоднородностей, питтикговых пор, микротрещин и т. п. Причем, благодаря тому факту, что большинство металлов и сплавов являются прозрачными для АВ используемого див-н'ааона, перечисленные дефектные образования можно визуализировать ме только но поверхности, но и в объеме исследуемого объекта или под сдоями различных покрытий. Значительные преимущества представляет количественный метод определения упругих характеристик по значениям скорости Уц„и поверхностных акустических ноли. Наученные дефектные обриаоиания ими.чи характерные размеры от К)8 м до Ю4 м И ГЛУЙННЫ аалрганил ОТ 10й до JO'11 м. расчеты знамений упругих моделей и сталях различных кл истов, основанные на лучевой модели и работе* (4, 5], показали; что вблизи дефектов типа микротрещим, питтин-ГОВ, включений, скоплений дислокаций, эти характеристики образце изменяются* ЧТО приводит к изменению акустического контраста на ИаобраЖОНИИХ, Полученные результаты позволяют перейти к разработ-КР способе ОП{Н<ДОЛ*ИИЯ локальных областей критических напряжений К областей заюжлеини дефектов, а также трансформации образовавшихся структур и упругих характеристик в процессе деформации образца. Акустические методы позволят существенно повысить объем и достоверность информации при изучении образования о неравновесных днесигштшшых уродах устойчивых регулярных структур. Происходящие и)Ж $ггом процессы самоорганизации идут с образованием локализованных дефектов, дислокаций, чисти неподобных структур. Существующие сканирующие акустические микроскопы (3] позволяют научать И сами вти дефекты, а их влияние на упруго-механические ха-pHRTppHfttiiKH образцов кик в статическом режиме, так и в условиях динамического погружение и деформации. Зги предоставляет возможность понимания механизмов образовании м развития локальных

2. При проведении расчетов по двум критериям (с целью определения Рс, /с) необходимо иметь в виду следующее. При расчете по Кс с уменьшением длины трещины критическая нагрузка неограниченно возрастает, и это обстоятельство обусловливает применение теории только в области достаточно больших длин трещин и малых уровней критических напряжений по сравнению с 0о,2 (что обеспечивает малые размеры пластической зоны). При расчете по бс даже в области малых длин трещин напряжение может стать близким к пределу текучести или к пре-

4. Зависимость (12.3) в критическом состоянии Сс==о„бс может быть получена из сравнения решений для критических напряжений при растяжении плоскости с трещиной с использованием обоих критериев. По критерию Ирвина

Отсюда рассчитываем предел трещиностойкостм JC~K, подставив разрушающее число оборотов диска. Подчеркнем, что результаты, приведенные на рис. 35..8—35.9, показывают, что можно вести расчет критических напряжений но неослабленному сечению (брутто-нанряжение) в соответствии с уравнением (33.5) и предела трещиностойкостн— по формуле (33.4), полагая в них '/ = 4, я характеристики материала ол, К и Кс можно определять независимо, по на образцах той же толщины, что и деталь (и разумеется при той же температуре). Если отношение ширины образца к его толщине меньше трех, то критические напряжения вычисляются по ослабленному сечению (петто-папряжеиие).