Ползучести проявляется

Ниже температуры, при которой с заметной скоростью протекает процесс разупрочнения (для железа 350°С), явление ползучести практически не наблюдается. Следовательно, температура разупрочнения определяет температурную границу, выше которой металл «ползет».

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) подтверждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у' на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом. В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практически не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации на воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось; напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным,

только определяет поведение материала в режиме ускоренной ползучести и разрушения, но объясняет эффекты, наблюдаемые на стадии установившейся ползучести [18, 45, 55]. Эта гипотеза вполне разумна, но металлургические исследования лишь сравнительно недавно обратились к процессам высокотемпературного растрескивания при ползучести [11], а существующие теории установившейся ползучести практически совсем не рассматривают вклад растрескивания и роста полостей в этот процесс [1—6].

процесса ползучести практически не зависит от напряжения и близка к энергии активации объемной самодиффузии. Поэтому процесс, контролирующий скорость ползучести монокристаллов, связан с механизмом самодиффузии и определяется процессом переползания дислокаций [29].

На рисунке показаны кривые ползучести при температуре 560 °С и напряжении 100 МПа сталей, химический состав которых был приведен выше. Как видно, наименьшее сопротивление ползучести имеет сталь 12ХГНМ. Только уменьшение содержания марганца и никеля уже приводит к тому, что сопротивление ползучести повышается (рисунок, кривая 2)', введение ванадия в количестве 0,15 % также повышает сопротивление ползучести (рисунок, кривая 3). В том случае, если одновременно понижается содержание никеля и марганца, вводится ванадий в количестве 0,13 %, сопротивление ползучести сильно повышается. Для разработанной стали 12ХГНМФ при заданных температуре и напряжении (рисунок, кривая 4) скорость ползучести практически равна нулю.

Поведение субструктуры металла на третьей стадии ползучести практически не изучено.

3. При медленном нагружении влияние ползучести приведет к постепенному смещению точки состояния с линии ОК в сторону линии О А. Поэтому скорость выхода на заданный уровень напряжения влияет на характер ползучести при последующей выдержке; чем медленнее нагружение (т. е. чем ближе исходная точка при выдержке оказывается к линии стационарных состояний О А). тем меньше начальная скорость ползучести отличается от стационарной. При достаточно медленном нагружении скорость ползучести практически в каждый момент времени будет функцией только напряжения, история его изменения становится несущественной. Это соответствует опытным данным [9].

действием уменьшающихся контактных напряжений. После некоторой выдержки при 700° С процесс развития физического контакта практически прекращается в результате достижения контактными напряжениями определенной (постоянной для данных условий) величины, ниже которой процессы ползучести практически прекращаются. Площади фактического контакта в обоих случаях должны быть равны, что подтверждается равенством (в пределах ошибки измерения) контактных электросопротивлений обеих пар образцов. Дополнительные опыты показали, что при 700° С площадь фактического контакта образцов из стали Х18Н10Т формируется только за счет пластической деформации (доля упругой деформации незначительна).

держания углерода сопротивление ползучести возрастает. В области интересующих «ас температур (^>450°С) влияние углерода ничтожно. Это важно с той точки зрения, что уменьшение содержания углерода в стали приводит к улучшению пластических и других ее свойств, при этом ее сопротивление ползучести практически не изменяется.

Ниже температуры, при которой с заметной скоростью протекает процесс разупрочнения (для железа 350°С), явление ползучести практически не наблюдается. Следовательно, температура разупрочнения определяет температурную границу, выше которой металл «ползет».

ного пластического деформирования и ползучести, так как для ползучести существенны продолжительности выдержек при высоких температурах и напряжениях, а деформации пластичности вызываются изменением напряженного состояния при нагрузке и разгрузке. Выдержки деталей энергосиловых установок при высокой температуре обычно следуют непосредственно за этапом термомеханического нагружения. Поэтому кривая деформирования в точке тела при наличии деформаций ползучести практически совпадает с кривой циклического деформирования образца при трапецеидальной программе нагружения с выдержками в полуцикле нагрузки (сплошные линии на рис. 4.6.18,а).

Явление ползучести проявляется в случаях: при температурах выше температуры, при которой наблюдаются процессы разупрочнения наклепанного металла (температура рекристаллизации); при напряжениях выше предела упругости.

ПОЛЗУЧЕСТЬ ГРУНТА — деформирование во времени минер, скелета грунта при неизменном давлении, действующем на него. Св-во ползучести проявляется гл. обр. у глинистых грунтов.

влияние выдержки и возникающее при этом повреждение от ползучести проявляется в равной мере как при низких, g5Q так и при высоких значениях ^тах — кривые имеют почти одинаковые углы наклона к осям. Напомним, что в области высоких значений /тах размах напряжений существенно 80° меньше, чем при низких /тах, вследствие зависимости диаграмм деформирования от температуры. Если сопоставить

Расчет напряжений и деформаций в наиболее нагруженной зоне корпуса типа II для схематизированного цикла изменения температуры выполнен без учета (сплошные линии) и с учетом (штриховые линии) ползучести. Влияние ползучести проявляется после 20 — 25 циклов термоциклического нагружения, причем размахи напряжений и деформаций, достигнутые к двадцатому циклу, остаются примерно постоянными при последующем нагружении.

Таким образом, результаты численных исследований показывают, что подкрепляющий эффект для задач устойчивости оболочек при ползучести проявляется в по-

ТЕОРИЯ (подобия — учение об условиях подобия физических явлений, устанавливающее критерии подобия и изучающее с их помощью сами явления; ползучести проявляется при исследовании процессов упрочнения, старения и течения пластических материалов в технике, содержащих в своих частях учения о дислокациях, напряжениях, деформациях в деталях и конструкциях машин; релятивистская, как правило, применяется при скоростях движения тел, близких к скорости света в вакууме; строения вещества молекулярно-кинетическая использует теорию теплоты, в основе которой лежит представление об атомном и молекулярном строении вещества; твердых тел основывается на квантовой теории энергетического спектра электронов в кристаллах; удара является учением в механике о скачкообразном изменении скоростей взаимодействующих тел и состояние их после удара в процессах ковки и штамповки, а также в эксплуатации машин и сооружений; упругости изучает перемещения, деформации и напряжения, которые возникают в упругих телах под действием нагрузки; электронная классическая теория электромагнитных явлений и свойств вещества, основанная на изучении и взаимодействии дискретных электрических зарядов); ТЕПЛОВИДЕНИЕ — получение видимого изображения тел по их невидимому тепловому инфракрасному излучению; ТЕПЛОЕМКОСТЬ (есть величина, равная отношению полученной) телом количества теплоты к произошедшему при этом изменению

ловии протекания ползучести более сложный, чем при работе в упругой области. Если можно утверждать, что п имеет высокое значение, скажем ~4, то влияние ползучести проявляется даже если напряжение имеется не во всех сечениях конструкции, так как в точках концентрации напряжений ползучесть протекает намного быстрее, чем в остальных частях, и передает нагрузку им. Анализ упругих напряжений, например в трубах пароперегревателя, позволяет предсказать высокий уровень напряжений во внутреннем канале и низкий — в наружном. Однако формула среднего диаметра, которая предполагает однородное напряжение по всему сечению, несомненно может быть использована для расчета в условиях ползучести. Расчет распределения напряжений в сложных конструкциях, работающих в условиях ползучести, может включать в себя большое число сложных и взаимосвязанных оценок.

Расчет напряжений и деформаций в наиболее нагруженной зоне корпуса типа II для схематизированного цикла изменения температуры выполнен без учета (сплошные линии) и с учетом (штриховые линии) ползучести. Влияние ползучести проявляется после 20 — 25 циклов термоциклического нагружения, причем размахи напряжений и деформаций, достигнутые к двадцатому циклу, остаются примерно постоянными при последующем нагружении.

мер, характеризующий описанную зависимость. Приведенные данные подтверждают, что не только при неустановившейся, но и при установившейся ползучести проявляется зависимость S от напряжения.

5. Наиболее резко различие теорий ползучести проявляется в описании процесса ступенчатого нагружения. На рис. 4.7 изображены кривые ползучести при двух уровнях напряжений ai и 02-Пусть в момент времени ?* напряжение в образце ступенчато изменилось от а\ до сг2- В таком случае в соответствии с теорией старений (4.3) должно произойти мгновенное изменение деформации? ползучести, процесс ступенчатого нагружения ^описывается ломаной линией ОАВС.