Ползучести необходимо

Ползучесть — весьма сложное явление, которое не удается описать на основе единых физических представлений. В зависимости от температурно-силовых условий испытаний реализуются те или иные механизмы деформирования. Точность прогнозирования характеристик жаропрочности в значительной степени зависит от того, ведется ли оно в области действия одних и тех же механизмов деформирования или происходит Переход в область другой группы механизмов. В последнее время появились работы, в которых на основании анализа кинетических особенностей ползучести при различных температурно-силовых условиях предложены карты механизмов ползучести некоторых чистых металлов и сталей [1,2]. Построение таких картограмм имеет большое теоретическое и практическое значение для диагностики и прогнозирования жаропрочных свойств металла. В [3,4] представлены карты механизмов ползучести и разрушения для стали 12Х1МФ, широко применяемой в теплоэнергетике.

Табл. 6.— Пределы ползучести некоторых высокопрочных деформируемых магниевых сплавов

Торий — мягкий металл серовато-белого цвета. Плотность 11,5 г/см3, температура плавления 1842° С, кипения 5200° С. Обладает хорошей пластичностью — куется и прокатывается без нагрева. На воздухе покрывается тонкой пленкой окиси. Применяется для легирования стали, алюминиевых и магниевых сплавов, для повышения прочности твердых сплавов, повышения сопротивления ползучести некоторых легких сплавов и т. д.

Торий — мягкий металл серовато-белого цвета. Плотность 11,7 г/см3, температура плавления 1750° С, кипения 3500—4200° С. Обладает хорошей пластичностью — куется и прокатывается без нагрева. На воздухе покрывается тонкой пленкой окиси. Применяется для легирования стали, алюминиевых и магниевых сплавов, для повышения прочности твердых сплавов, повышения сопротивления ползучести некоторых легких сплавов и т. д.

81. Хуан Най-Чен. Потеря устойчивости при нелинейной ползучести некоторых простых конструкций. — Тр. Амер. о-ва инж.-мех. Сер. Е. Прикл. механика, 1967, 34, № 3, с. 203—209.

Основные характеристики ползучести некоторых материалов

55. Пределы длительной прочности и ползучести некоторых алюминиевых литейных сплавов в кГ/ммг ю ел о

5. Основные характеристики ползучести некоторых материалов

Проведена экспериментальная проверка условий моделирования деформаций ползучести некоторых конструктивных элементов, изготовленных из стали 20 и меди МЗ *. Были испытаны, в частности, круглые кольцевые пластины конического профиля, опертые по наружному диаметру и нагруженные из плоскости погонными усилиями, приложенными к контуру отверстия (рис. 10.12, а). Стальные и медные пластины одинаковых размеров (линейный масштаб /0 = 1), изготовленные из тех же заготовок, что и образцы на растяжение, равномерно нагревались соответственно до температур Tz — 480 °С и Тг — 250 °С. Температурное поле контролировалось с помощью термопар. Прогибы под нагрузкой измерялись с помощью индикаторов в сходственные моменты времени в нескольких точках пластин (рис. 10.12, а).

ползучести некоторых пластиков (§ 10.4) позволяет осуществить на пластмассовых образцах моделирование деформаций ползучести и других реологических процессов.

Чтобы полностью устранить явления ползучести, необходимо температуру рекристаллизации металла поднять выше рабочей температуры или увеличить предел упругости выше рабочего напряжения при данной температуре.

трещины при упруго] шастическом ее поведении [37] Для того, чтобы перейти к анализу разрушения при ползучести, необходимо рассмотреть механизм стадии повреждаемости при длительной высокотемпературной деформации. Как известно, повреждаемость при ползучести связана с порообразованием на границах зерен, инициируемом коллективными дислокационными процессами. Они так или иначе зависят от термически-активируемых процессов скольжения и переползания дислокаций с развитием диффузии по дислокационным трубкам или объемной диффузии. Экспериментальные данные, накопленные к настоящему времени, позволяют составить иерархическую последовательность I-»II->I1I->IV (рисунок 4.34) включения механизмов пластической деформации в зависимости от параметра ре, характеризующего эффективную энергию активации в терминах К.

При испытании на ползучесть пользуются следующими обозначениями; (71/1000 = 200 МПа, что означает напряжение, равное 200 МПа, при температуре, например, при 900°С, суммарную деформацию в 1% за 1000 ч. Следовательно, при определении предела ползучести необходимо учитывать температуру испытания, величину деформации, нагрузку и время действия нагрузки (рис. 54).

Для получения стабильной субструктуры с высоким сопротивлением ползучести необходимо после предварительной деформации провести дополнительный отдых при температуре деформирования или при более высокой температуре, т. е. осуществить механико-термическую обработку [54]. Это дает устойчивый эффект упрочнения на большие сроки службы. В опытах, проведенных на алюминии Мак-Лином и Тэйтом [55], установлено существенное снижение скорости ползучести при температуре 200° после предварительной холодной или горячей деформации алюминия до обжатий 30 и 50% и выдержки при температурах 250—400°. Однако принятые в указанной работе высокие степени деформации не позволяли получить устойчивый эффект упрочнения, так как при высоких степенях деформации трудно создать во всей массе материала однородную вторичную структуру.

Для серьезного анализа условий, в которых поверхностное и внутреннее растрескивание становится важным фактором коррозионной ползучести, необходимо более глубокое и систематическое исследование всех аспектов ползучести и разрушения. Пока же, черпая необходимые сведения из работ, не связанных непосредственно с ползучестью, и наблюдая различия в микроструктуре разрушенных образцов после испытаний на коррозионную ползучесть, мы можем лишь строить догадки в отношении влияния среды на высокотемпературное растрескивание при ползучести.

В случае малоцикловой усталости деформационная анизотропия играет определяющую роль, поэтому от соотношений (2.31) приходится отказываться. Для циклического нагружения при линейном напряженном состоянии кривые деформирования в конкретных циклах могут быть исследованы экспериментально, причем рекомендуется [18, 41, 79 J отсчитывать деформации обратного хода каждый раз от того состояния, в котором путь нагружения меняет свое направление. Применительно к ряду исследованных материалов подобные кривые, представленные схематически на рис. 2.5, оказываются общими для всех уровней напряжений [18, 42, 65], хотя могут зависеть при этом от коэффициента асимметрии цикла нагружения. Располагая наборомтаких кривых, можно определять в соответствующих циклах ширину петель гистерезиса. Для определения деформации циклической ползучести необходимо располагать еще и набором кривых деформирования в каждом цикле при прямом ходе нагружения, причем и здесь деформация отсчитывается от состояния, в котором путь нагружения изменяет свое направление (ср. рис. 1.10). Как при прямом ходе нагружения, так и при обратном (рис. 2.5, 2.6) односторонне накопленная пластическая деформация в N-м цикле равна сумме деформаций ъг + е2 + ... + % за вычетом суммы ширины петель гистерезиса Дб! + Де2 + ... + Де#. При больших числах циклов текущую величину Ae
Следовательно, с точки зрения обеспечения хорошей работоспособности стали в условиях ползучести необходимо получать равномерное по величине зерно в пределах от 3 до 7 баллов стандартной шкалы ((рис. 3-9). Это особенно относится к сталям аустенитаого класса. Регулировать величину зерна можно в процессе выплавки стали, а также при термической обработке.

деформации металл разрушается. Поэтому размеры деталей, работающих в условиях развития ползучести, необходимо непрерывно контролировать.

При назначении запаса прочности по пределу ползучести необходимо предварительно установить, допускает ли данный металл деформацию при рабочей температуре больше 1% за 100000 ч. Если нет, то применять данную сталь нельзя [127].

суммирования от единицы можно достаточно надежно только при умеренных и высоких уровнях длительной статической и циклической нагрузок. При оценке долговечности теплоэнергетического оборудования в случае длительной работы в условиях ползучести необходимо учитывать систематическое отклонение параметра суммарной относительной долговечности в сторону разупрочнения при длительном действии статических и термоциклических нагрузок.

Чтобы воспользоваться функцией (1.35) для количественного описания процесса развития трещины в условиях усталости и ползучести, необходимо установить ее конкретный вид.