Ползучести испытания

Согласно [48] предельное состояние тел с трещинами в условиях ползучести характеризуется двумя поверхностями вязкости разрушения: пороговой, отвечающей началу медленного роста трещины, и критической, связанной с неустойчивым быстрым распространением трещины. Между указанными областями находится область медленного роста трещин ползучести. Нагру-жение в области параметров трещиностойкости ниже пороговых не приводит к развитию трещин в заданном температурно-временном интервале. Пороговые и критические значения вязкости разрушения определяются температурно-временньши условиями эксплуатации и с увеличением длительности эксплуа-

В условиях прохождения сверхпластичной деформации резко меняется характер прохождения микронеоднородного деформирования (рис. 3, б) . Накопление необратимой деформации в этих случаях, в отличие от нормальной ползучести, характеризуется вступлением в действие принципиально нового механизма нестабильного микронеоднородного деформирования, так что параметр деформационной стабильности структуры уменьшается до своего минимального значения (Рс=0,5). Это указывает на непрерывную сменяемость мест повышенной и уменьшенной локальной деформации.

Таким образом, сопротивление деформированию при циклическом нагружении с учетом ползучести характеризуется комбинацией изо циклических и изохронных кривых деформирования.

л ползучести характеризуется нали-

Старение резины по ползучести характеризуется: а) относительной деформацией ползучести s в % —отношением разностей удлинений в различных стадиях испытания и б) старением по ползучести в % — отношением разностей длин образца к разности удлинений на разных стадиях испытания, проводимого по ГОСТу 10269—62.

Начальную стадию ползучести, так называемый первый этап, характеризует участок кривой ВГ. На протяжении этого этапа скорость-возрастания деформации постепенно уменьшается. Второй этап процесса ползучести характеризуется участком ГД кривой ползучести. На его протяжении деформация протекает с постоянной скоростью ползучести. На этом этапе процессы упрочнения и разупрочнения приблизительно компенсируют один другого. В сталях, широко применяемых в. паровых турбинах, прямолинейный участок (ГД) может наблюдаться в-течение многих десятков тысяч часов работы.

Третий, последний, этап ползучести характеризуется участком ДК кривой ползучести. На этом участке протекают два процесса. Первый, из них связан с ползучестью металла, второй — с его разрушением. Первый процесс изображается участком ДЕ, когда возрастание скорости деформации характеризует третий этап ползучести, а второй — участком ЕК. кривой, когда пластическая деформация нарастает при интенсивном разрушении металла, связанном с достижением размеров трещин критической величины. На протяжении участка ДЕ металл еще способен работать.

Взаимодействие процессов пластического деформирования при термической усталости и ползучести характеризуется совокупным упрочняющим влиянием на структуру материала внутри зерна в области разрушения (одновременно происходит упрочнение границ зерен, препятствующее распространению разрушения в эти области).

СледовательН'0 процесс пластического деформиррвания при термической усталости и ползучести характеризуется разупроч-няющим влиянием в области разрушения на границах зерен, обусловливая увеличение интенсивности фактического суммирования накопленных повреждений, т. е. при низких уровнях

Таким образом, сопротивление деформированию при циклическом нагружении с учетом ползучести характеризуется комбинацией изоциклических и изохронных кривых деформирования.

Начало второй стадии ползучести характеризуется прекращением появления новых следов скольжения, видимых под микроскопом, хотя смещение в образовавшихся ранее следах растет. В течение всего времени протекания процесса ползучести доля деформации в приграничных зонах остается неизменной.

Предел ползучести, МПа Скорость Температура "ЖЙ?" ползучести, испытания, проч„ости, Длительность испы- Температура испытания»

Третий, наиболее общий, случай применения зависимости (1.2.9) соответствует высоким температурам, когда эффект ползучести преобладает и располагаемая пластичность зависит от времени e^ (t). В первом приближении принимается, что располагаемая пластичность материала является только функцией времени деформирования и определяется для рассматриваемой температуры по испытаниям на статический разрыв с варьируемой длительностью или из испытаний на ползучесть — длительную прочность.

Так, испытания на ползучесть (рис. 1.2.1, а) дают оценку предельного состояния по критерию длительного статического разрушения. При этом, как и в ряде работ [29,267, 285] по длительной прочности, предполагалось, что критерием разрушения является достижение предельной деформации, соответствующей разрушению при ползучести.

Испытания без выдержек при заданном размахе деформаций (рис. 1.2.1, б) и с выдержками с заданным размахом деформаций (рис. 1.2.1, в), достигаемых за счет ползучести (время выдержки менялось от цикла к циклу и определялось достижением заданного уровня деформации), позволили исключить второй член уравнения (1.2.8) и широко варьировать время до разрушения в условиях

параметров уравнения Коффина (& = 0,5; С= — In ——, рекомендованных им по результатам испытаний при умеренных значениях температуры. Значения этих коэффициентов изменяются в широких пределах. Если в процессе испытаний в материале развиваются деформации ползучести (испытания с выдержками при t=tmayi), то значение коэффициента k может быть больше единицы, а характеристика пластичности С должна отражать и реологические свойства материала.

Третий наиболее общий случай применения зависимости (6) соответствует высоким температурам, когда эффект ползучести преобладает и располагаемая пластичность зависит от времени щ (t). В первом приближении принимается, что располагаемая пластичность материала является только функцией времени деформирования и определяется для рассматриваемой температуры по испытаниям на статический разрыв с варьируемой длительностью или из испытаний на длительную прочность (рис. 1). В настоящее время получен ряд данных по основным закономерностям длительной циклической прочности и их деформационно-кинетической трактовке.

Так, испытания на ползучесть (рис. 2, а) дают оценку предельного состояния по критерию длительного статического разрушения. При этом, как и в ряде работ [10—12] по длительной прочности предполагалось, что критерием разрушения является достижение предельной деформации, соответствующей разрушению при ползучести.

Испытания без выдержек при заданном размахе деформаций (рис. 2, б) и с выдержками с заданным размахом деформаций (рис. 2, в), достигаемых за счет ползучести (время выдержки менялось от цикла к циклу и определялось достижением заданного уровня деформации), позволяли исключить второй член уравнения (6) и широко варьировать время до разрушения в условиях примерно одинакового числа циклов нагружения. Предельное состояние в этом случае достигается по критерию усталостного повреждения.

На рис. 4.6 показана установка на экспериментальном образце датчика ползучести. Испытания проводят при скорости нагрузки 1 мм/мин. В ходе испытаний замеряют нагрузку, изменение точки приложения нагрузки, перемещение раскрытия (межклиновое расстояние). Пластмассы, армированные стекловолокном, представляют собой материалы, которые обладают нелинейными характеристиками.

4.3. Для прогнозирования пределов ползучести испытания на ползучесть для каждой партии металла проводят при температурах 7\ и Т2 = Т1 + 50К (°С) (см. разд. 2.8).

ползучести, испытания, прочности, ность испы- испытания.