Ползучести длительной

Закономерности ползучести при переменном напряжении при сложном напряженном состоянии по существу аналогичны описанным. Экспериментально исследовали [80, 81, 82] ползучесть при переменных циклических напряжениях с изменением главных осей напряжений. Показали, что теория деформационного упрочнения, распространенная на сложное напряженное состояние, не дает удовлетворительного объяснения результатов экспериментов. На рис. 4.46 приведены результаты испытаний на ползучесть тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали при совместном воздействии напряжений растяжения и кручения. В этом случае эквивалентное напряжение постоянно а* = = (а2 -)- Зт3)1/2; кривая ползучести, рассчитанная с помощью теории деформационного упрочнения, показана на рисунке штриховой линией. Однако в действительности скорость переходной деформации при изменении главных осей напряжений увеличивается; деформационное упрочнение и возврат в направлениях, составляющих угол 45° с направлением осей, почти не связаны.

Экспериментальная проверка возможности использования основных гипотез теории пластичности в условиях ползучести проводилась путем испытания на ползучесть тонкостенных труб при различных нагружениях, вызывающих однородное плоское напряженное состояние.

Рассмотрены методы расчета на ползучесть тонкостенных и •толстостенных трубопроводов. Основные положения прикладной теории пластичности и ползучести. Решен ряд задач упругопла-стического и предельного состояния труб при комбинированном нагружении. Задачи установившейся и неустановившейся ползучести труб решены в точной постановке и с использованием приближенных выражений для функции ползучести, построенной в пространстве обобщенных сил. Даны результаты экспериментальных исследований. Применительно к расчету трубопроводов на ползучесть рассмотрены методы оценки длительной прочности.

Рассмотрены методы расчета на ползучесть тонкостенных и толстостенных трубопроводов. Изложены основные положения прикладной теории пластичности и? ползучести. Решен ряд задач упругопластического и предельного состояния труб> при комбинированном нагружении. Задачи установившейся и неустановившейся ползучести труб решены в точной постановке и с использованием приближенных выражений для функции ползучести, построенной в пространстве обобщенных сил. Приведены результаты экспериментальных исследований. Применительно к расчету трубопроводов на ползучесть рассмотрены методы о'ценки длительной прочности.

§ 7.1. Неустановившаяся ползучесть тонкостенных труб при комбинированном нагружении

§ 7.7. Неустановившаяся ползучесть тонкостенных труб. Решение в пространстве обобщенных сил

В меньшей степени исследована ползучесть труб при действии на них комбинированной нагрузки, включающей в себя изгибающий момент, т. е. при неоднородном по сечению напряженном состоянии. Для более полного исследования влияния различных силовых факторов на процесс ползучести трубы были проведены испытания на ползучесть тонкостенных труб из стали 12Х18Н10Т при 600 °С [47]. Испытания проводили на установке, описанной в § 4.3 (см. рис. 4.10), по программе, приведенной в табл. 7.3—7.5.

§ 7.10. Влияние начальных отклонений формы сечения на ползучесть тонкостенных труб

47. Стасенко И. В., Маурин А. С. Установившаяся ползучесть тонкостенных труб при комбинированном нагружении.—Проблемы прочности, 1977, № 6.

§ 5.1. Установившаяся ползучесть тонкостенных труб при комбинированном

§ 7.1. Неустановившаяся ползучесть тонкостенных труб при комбинированном нагр ужении............... 189

Рис. 13.18. Диаграммы ползучести, длительной прочности и механических свойств сплава ХН77ТЮ

В процессе испытаний при длительном малоцикловом нагру-жении осуществляется сочетание процессов ползучести (релаксации) и накопления длительных статических повреждений, с одной стороны, и процессов циклического пластического деформирования и накопления усталостных повреждений, с другой, причем эти процессы могут влиять друг на друга. Поэтому изучение сопротивления длительному малоцикловому деформированию и разрушению (длительной малоцикловой прочности) должно основываться на закономерностях ползучести и длительной статической прочности и на закономерностях малоцикловой усталости и сводится к установлению закономерностей этого взаимного влияния.

В соответствии с этим представляется целесообразным располагать данными по ползучести, длительной прочности и разрушающим деформациям при соответствующих уровнях постоянных напряжений в широком диапазоне времени до разрушения, в том числе и для кратковременной ползучести. С другой стороны, было бы важно получить данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению без учета влияния времени для того, чтобы оценить деформацию ползучести и циклическую пластическую деформацию, а также соответствующие им повреждения. Такие данные получить непосредственно из опыта представляет известные трудности, поскольку время цикла и общее время до разрушения в этом случае должны быть достаточно малы, чтобы не происходило развития деформаций ползучести и падения во времени пластичности и прочности. Следует заметить, что приемлемые в этом смысле частота и время до разрушения существенно зависят от температуры.

Длительные статические испытания с получением кривых ползучести, длительной прочности и пластичности проводятся на специально модернизированных установках рычажного типа с максимальным усилием 5 тс. Используются образцы, принятые к испытаниям на растяжение — сжатие. Так же как и при длительных циклических испытаниях, применяется нагрев пропусканием тока. Деформации измеряются поперечным деформометром с записью на однокоординатном самописце. Введенная система автоматической регистрации позволяет достоверно оценить накопление деформаций ползучести также и в условиях кратковременных опытов (порядка часа и менее).

Дальнейшие исследования по установлению взаимосвязи между приведенными параметрами качества поверхностного слоя и характеристиками эксплуатационных свойств (усталости, ползучести, длительной прочности, трения и износа, коррозии, эрозии и др.) позволят выделить из них наиболее существенные, которые будут использованы для разработки научно обоснованных спра-вочно-нормативных материалов и методов расчетов по технологическому обеспечению оптимальных свойств поверхностного слоя деталей из условий их эксплуатации для регламентации параметров качества в процессе изготовления детали.

pax (временное сопротивление разрыву — предел прочности при разрыве, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение, характеристики ползучести, длительной прочности, длительной пластичности, сопротивления циклическому и хрупкому разрушению). Для стали аустенитного класса должны быть, кроме того, представлены данные по стойкости к межкри-сталлитной коррозии.

ными в этой связи являются комплексные исследования характеристик ползучести, длительной прочности и изменения структурных состояний под действием высоких температур и длительных статических нагрузок.

Наряду с известными параметрами и зависимостями характеристики подобия кривых ползучести и длительной прочности, выражаемые через сопоставимые значения показателей степени уравнений для этих кривых, позволяют использовать результаты испытаний на ползучесть без разрушения при низких уровнях напряжений для предсказания долговечности. Предложения о построении кривых длительной прочности с использованием данных о виде длительного разрушения, об эквивалентных состояниях по структурной повреждаемости и развитии ядер деструкции направлены на активное использование результатов сравнительно кратковременных испытаний при высоких температурах для оценки долговечности в области более низких температур и напряжений.

8) характеристики выносливости, ползучести, длительной прочности и релаксации.

Вводить в сплавы для монокристаллических отливок В и С в качестве элементов, повышающих прочность границ зерен, нет необходимости. Без них не образуются бориды или карбиды, способные послужить местом зарождения разрушения в условиях циклического нагружения или в режимах, реализацию которых лимитирует повреждение материала из-за развития процессов ползучести. Zr — еще один элемент, упрочняющий границы зерен, тоже обычно не вводят в суперсплавы для монокристаллических отливок, поскольку он снижает температуру начала плавления. Чтобы достигнуть благоприятного сочетания усталостной прочности, сопротивления ползучести (длительной прочности) и стойкости против окисления, можно вместо В, С и Zr, упрочняющих границы зерен, воспользоваться добавками других элементов.

Жаропрочность — способность конструкционных материалов (главным образом металлических) выдерживать без существенных деформаций механические нагрузки при высоких температурах. Определяется комплексом свойств: сопротивлением ползучести, длительной прочностью и жаростойкостью.