Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ПРЕДЕЛ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ

ПРЕДЕЛ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ

механич. хар-ка материалов: условное напряжение, равное отношению нагрузки, при к-рой происходит разрушение образца через определ. промежуток времени, к первонач площади поперечного сечения. Обозначается бдл.

Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

Смотреть что такое «ПРЕДЕЛ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ» в других словарях:

предел длительной прочности — Характеристика деформационных свойств упругих материалов при повышенных температурах, выражаемая через наибольшее главное растягивающее напряжение, при котором при данной температуре через некоторое время после приложения нагрузки происходит… … Справочник технического переводчика

Предел длительной прочности — – механическая характеристика материалов: условное напряжение, равное отношению нагрузки, при которой происходит разрушение растянутого образца через определенный промежуток времени, к первоначальной площади поперечного сечения. [Бадьин Г. М. и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Предел длительной прочности — Пределом длительной прочности называется напряжение, подсчитанное по первоначальной площади сечения образца, при котором происходит разрушение образца при данной температуре через заранее заданный промежуток времени. Этот промежуток времени… … Википедия

предел длительной прочности — [long time rupture (stress rupture) strength] условное наибольшее растягивающее напряжение, под действием которого образец или изделие при данной температуре разрушается по истечениию заданного времени; его условное обозначение, например,… … Энциклопедический словарь по металлургии

ПРЕДЕЛ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ — характеристика деформационных свойств упругих материалов при повышенных температурах, выражаемая через наибольшее главное растягивающее напряжение, при котором при данной температуре через некоторое время после приложения нагрузки происходит… … Строительный словарь

ПРЕДЕЛ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ — [long time rupture (stress rupture) strength] условное наибольшее растягивающее напряжение, под действием которого образец или изделие при данной температуре разрушается по истечению заданного времени … Металлургический словарь

предел длительной прочности горной породы — Максимальные напряжения, выдерживаемые горной породой без разрушения при любой длительности их действия. [ГОСТ Р 50544 93] Тематики горные породы Обобщающие термины физические свойства горных пород EN duration strength DE Dauerfestigkeitsgrenze… … Справочник технического переводчика

предел длительной прочности горной породы — 103 предел длительной прочности горной породы Максимальные напряжения, выдерживаемые горной породой без разрушения при любой длительности их действия Источник: ГОСТ 30330 95: Породы горные. Термины и определения оригинал документа 103 предел… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54867-2011: Трубы полимерные многослойные. Определение длительной прочности — Терминология ГОСТ Р 54867 2011: Трубы полимерные многослойные. Определение длительной прочности оригинал документа: 3.12 длительная гидростатическая прочность σLTHS , МПа: Величина с размерностью напряжения, характеризующая прогнозируемую среднюю … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предел прочности — Предел прочности  механическое напряжение , выше которого происходит разрушение материала. Согласно ГОСТу 1497 84 более корректным термином является «Временное сопротивление разрушению», то есть напряжение, соответствующее наибольшему усилию … Википедия

Предел длительной прочности стали

Антикоррозионное оборудование

Влияние среды с температурой выше 450°С на металл трубопровода

При длительной работе трубопроводов с температурой среды выше 450°С в сталях развивается ползучесть, окалинообразование и графитизация, которые снижают прочностные характеристики сталей.

Жаропрочность. При работе паропровода с температурой пара выше 450°С на внутренних стенках труб происходит окисление металла и за счет утончения стенок труб образуются тонкие слои окалины. С течением времени толщина стенах труб уменьшается, вследствие чего в стенках труб увеличиваются напряжения и ускоряется процесс ползучести.

Способность стали сопротивляться образованию окалины при действии на нее пара с высокой температурой называемся окалиностойкостью или жаропрочностью.

Жаростойкость сталей определяется потерей массы окисляющимся металлом за определенный промежуток времени. Потеря в массе металла за счет образования окалины учитывается при расчете толщины стенки труб на прочность прибавкой на образование окалины.

Графитизация. Под действием высоких температур в стали происходит выделение свободного углерода по границам зерен. Это явление называют графитизацией стали. Наличие зерен графита в стали с практически нулевой механической прочностью равносильно появлению в стали раковин или пустот, ослабляющих металл к приводящих к ускорению ползучести.

Чтобы предотвратить графитиазацию сталей, производят специальные термические обработки стали и легирование сталей специальными присадками, связывающими углерод. Для своевременного обнаружения графитизации труб паропроводов на электростанциях организован систематический контроль за изменениями структуры стали с периодической вырезкой с наиболее горячих участков паропроводов образцов для лабораторного исследования.

Читайте так же:
Самодельный вибратор для бетона из перфоратора видео

Длительная прочность характеризует разупрочнение металла трубопровода или снижение его механической прочности при длительной работе при высоких температурах. Чем длительнее металл работает при высоких температурах, тем меньшее напряжение требуется для разрушения этого металла.

Таблица 1-3
Механические свойства металлов труб
Марка сталиПредел текучести, МПаВременное
сопротивление
разрыву, МПа
Относительное
удлинение, %
Твердость по Бринеллю
(при в толщине стенки
более 10 мм) HB
Диаметр
отпечатка,
мм не менее
Число твердости
не более
10
20
35
45
10Г2
20Х
40Х
30ХГСА
15ХМ
30ХМА
12ХН2
ВСт4сп
ВСт4сп
ВСт5сп
ВСт5сп
210
250
300
330
270



230
400
400
25
25
27
27
340
420
520
600
480
440
670
700
440
600
550
420
420
500
500
24
21
17
14
21
16
9
11
21
13
14
20


17
5,1
4,8
4,4
4,2
4,3

3,7




1370
1560
1870
2070
1970

2690






Таблица 1-4
Номинальные допустимые напряжения для труб из
углеродистых сталей при разных температурах, МПа
Марка сталиВременное сопротивление
разрыву, МПа
Рабочая температура труб, °С
200260300340380400420440460
Ст2
СтЗ
Ст4
10
15 и 15к
22к
25 и 25к
350
390
430
360
400
450
480
105
117
128
109
121
14
14
93
103
111
96
106
129
127
85
94

88
97
122
115



79
87

104



71
77

92



67
73

87



63
69

81



52
58

67



41
46

51

Длительной прочностью стали называется способность стали нести без разрушения заданную нагрузку в течении определенного времени. Предел длительной прочности трубопроводных сталей является их важнейшей прочностной характеристикой. Сравнительной величиной длительной прочности стали является предел длительной прочности, т. е. напряжение, при котором металл разрушается через 100000 ч работы при определенной температуре.

Расчеты трубопроводов на прочность обычно производятся по допускаемым напряжениям, которые связаны с пределом длительной прочности соотношением

где σ t доп — допускаемое напряжение, σд.п — запас прочности по пределу длительной срочности.

Величина σ t доп, вычисленная по этой формуле, относится к той температуре, для которой был принят предел длительной прочности. Предел длительной прочности трубопроводных сталей резко снижается при повышении температуры.

Механические свойства металла труб в состоянии поставки должны удовлетворять нормам механических свойств, приведенным в табл. 1-3.

Номинальные допускаемые напряжении для труб из углеродистых сталей для разных температур приведены в табл. 1-4.

Рекомендуемые расчетные характеристики прочности стали при высоких температурах приведены в табл. 1-5.

В качестве расчетной характеристики прочности принята наименьшая из двух величин для данной температуры — предела текучести и предела длительной прочности за 100 000 ч. Значения предела текучести (находящиеся слева от жирной ломаной линии) соответствуют минимальным опытным данным для разных плавок, а значения предела длительной прочности (находящиеся справа от жирной ломаной линии)—средним опытным данным с отклонениями ±20% среднего значения.

Таблица 1-5
Рекомендуемые расчетные характеристики прочности труб при высоких температурах, МПа
Марка сталиРабочая температура. ºС
250300350400450475500525550575600625650
20
15ГС
15ХМ
12Х1МФ
13Х1М1Ф
12Х2МФБ
12Х2МФСР
Х18Н12Т
200
250
230
250
280
210
240
210
180
230
220
240
270
200
230
200
100
200
210
230
230
190
220
200
140
170
200
220
240
190
210
190
100
130
190
210
230
170
200
185
70

190
200
220
150
190
180
50

155
190
210
120
180
170


110
150
170
100
150
165


75
110
130
80
110
160



85
95
65
85
140



60
70
50
70
110





40
60
90







70
Читайте так же:
Стол отрезной для ушм

Значения характеристик прочности для температур, лежащих в промежутке между указанными в таблице, находят линейной интерполяцией.

Предел текучести определяют по ГОСТ 9651-73. На электростанциях должен быть организовав контроль состояния металла паропроводов при температуре стенки 450°С и выше, а также наблюдения за ростом остаточных деформаций, структурными изменениями, изменениями содержания легирующих элементов в карбидной фазе.

На электростанции должна быть схема паропроводов с нанесенными на ней точками измерения остаточных деформаций, местами

Рис. 1-2. Расположение реперов на контрольном участке паропроводов.

расположения контрольных участков (рис. 1-2) сварных соединений и опор. Нумерация этих точек измерения и контрольных участков сварных соединений должна быть последовательная и единая по электростанции. Места расположения точек измерения и площадка для удобного доступа к ним должны быть предусмотрены проектом.

Для установки бобышек на паропроводах под один размер и последующего измерения по ним остаточной деформации труб применяют специальные скобы (рис. 1-3). Для каждого диаметра труб имеется своя скоба. Замеры производят по бобышкам, установленным по взаимно перпендикулярным осях (х—х иуу).

Контролю и наблюдению подлежат все паропроводы, работающие при температуре 450°С и выше, за исключением паропроводов диаметром менее 100 ми, длительность работы которых не превышает 3000 ч в гол.

Рис. 1-3. Эскиз скобы (шаблона) для измерения остаточной деформация паропроводов.

1 — корпус; 2 — сменная губка; 3 — губка, запрессованная во втулку с посадкой А1/Пр1; 4 — втулка; 5 — гайка, закрепляющая схемную втулку.

Размеры скобы для наиболее ходовых диаметров паропроводов
Диаметр паропровода, ммРазмер скобы, мм
lDСRКR не менееH
IIIIIIIIIIII
335
273
245
219
188
133
10
10
10
10
10
10
8,4
8,6
8,8
8,9
9,15
9,35
6,8
7,2
7,6
7,8
8,3
8,7
288
313
289
259
208
173
366,5
314,4
286,2
260,1
208,8
173,6
308,2
315,8
287,4
261,2
209,7
174,3
385
333
305
279
228
193
192,5
166,5
132,5
139,5
114
96,5
25
25
20
20
15
15
217,5
191,5
172,5
159,5
129,5
111,5
8
8
8
6
6
6

Ползучесть — явление, при котором в стенках труб медленно накапливается остаточная деформация, возникающая в результате длительного воздействия внутреннего давления среды даже при напряжениях ниже предела текучести, соответствующего данной температуре. Ползучесть приводит к увеличению диаметра трубопровода и соответственно утонению стенок труб и возрастанию напряжений растяжения. Протекание процесса ползучести характеризуется скоростью ползучести. Для уменьшения скорости ползучести в сталь вводят легирующие элементы: хром, молибден, ванадий, титан. Следовательно, для трубопроводов, работающих при температуре 450°С и выше, применяют низколегированные, легированные и аустенитные стали.

Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок — О взаимосвязи длительной прочности и кратковременных механических свойств

Механические свойства исследованных сталей

Продолжение табл. 6-1

В пользу существования такой взаимосвязи говорят результаты ряда исследований [44, 45]. Так, в [44] отмечается, что образцы с наиболее высокими значениями кратковременной прочности отличаются и наиболее высокими значениями предела длительной
прочности (10 кгс/мм2), в то время как наиболее низкий предел текучести (28,5 кгс/мм2) соответствовал σ580д.п=5 кгс/мм2. При исследовании жаропрочности труб из стали 12Х1МФ в [45] высказано предположение, что предел длительной прочности коррелирует с пределом текучести, определенным при комнатной температуре.
Исследование взаимосвязи между пределом длительной прочности и результатами кратковременных испытаний было проведено авторами на металле труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф. Был исследован металл практически всего применяемого сортамента паропроводных труб, термически обработанных по стандартным режимам, а также после специальной термической обработки, проведенной в лабораторных условиях. Кроме того, исследовались паропроводные трубы из сталей 12Х1МФ после различного срока эксплуатации (до 45 тыс. ч).
Механические свойства исследуемых сталей, испытанных при комнатной и высоких температурах, представлены в табл. 5-1, из которой видно, что все характеристики механических свойств сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф изменяются в довольно широких пределах, а большая часть труб из стали 12Х18Н12Т отличается пониженными против требований ТУ значениями предела прочности— 50,4—51,6 против 54,0 кгс/мм2. Трубы из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф характеризуются также большим разбросом значений механических свойств при рабочих температурах испытания.
В табл. 5-1 приведены экспериментально полученные значения пределов длительной прочности труб в исходном состоянии после стандартной заводской термической обработки и термической обработки в лабораторных условиях, а также труб, бывших в эксплуатации (сталь 12Х1МФ). Как следует из приведенных данных, значения сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф отличаются довольно большим разбросом. Кроме данных, полученных авторами, в табл. 5-1 учтены результаты испытаний на длительную прочность, проведенных ВТИ, ЦНИИчермет, ВНИТИ, ЦНИИТмаш, ЦКТИ, ЗиО и ТКЗ.
Были исследованы трубы из стали 12Х1МФ с различными типами микроструктур. Среди рекомендуемых (сдаточных) микроструктур преобладали структуры, соответствующие 2—5 баллу по шкале МРТУ и состоящие из феррита и различного количества (15—30%) сорбита отпуска и перлита. Размер зерна феррита исследуемых труб находился в пределах баллов от 3—4 до 8 включительно.
Были исследованы также трубы с нерекомендуемой (браковочной) структурой, состоящей из феррита и цепочки карбидов по границам зерен или мелких перлитных зерен (глобулей) на стыках зерен. Размер зерна феррита находился в пределах баллов 5—7 по шкале зернистости.
После нормализации при 1020—1050°С я отпуска при 730—760 С (т. е. заводской термической обработки) микроструктура стали 15Х1М1Ф состояла из различных количеств феррита и бейнита; микроструктура одной трубы была браковочной и состояла из бейнита со следами перекристаллизации по границам зерен. Размер зерна труб был в пределах баллов 3—8 по шкале зернистости.
Таким образом, для оценки жаропрочности .металла паропроводных сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф в исходном состоянии были исследованы трубы с различной структурой и с кратковременными механическими свойствами при комнатной и при рабочей температурах в широком диапазоне. Полученные значения предела длительной прочности говорят о наличии зависимости этого показателя от исходного структурного состояния и от кратковременных механических свойств.
Наиболее высоким уровнем длительной прочности при рабочих температурах отличается сталь 12Х1МФ со структурой сорбита отпуска и наименьшим — со структурой почти чистого феррита и карбидов. Предел длительной прочности снижается при этом с 11,3 до 6,1 кгс/мм2 при температуре испытания 580°С.
Исследования показали, что наиболее достоверным критерием оценки длительной прочности по показателям кратковременных механических свойств при комнатной температуре является отношение предела текучести к величине относительного удлинения.
Значения предела длительной прочности и отношения определяются значением накопленной деформации.
Величина σ0,2/δн выбрана в качестве условной характеристики сопротивляемости материала разрушению. Обработка экспериментальных данных в координатам подтвердила такую закономерность для

Читайте так же:
Температура плавления свинец в градусах

всех исследованных сталей и температур испытания на длительную прочность.

Рис. 6-3. Зависимость предела длительной прочности стали 12Х1МФ при различных температурах.
Сопоставление значений пределов длительной прочности, полученных предложенным методом и при длительных испытаниях серии образцов на испытательных машинах, показало, что максимальная ошибка метода не превышает в среднем ±1,1 кгс/мм2.
Сопоставление полученных данных приведено в табл.5-2.

Таблица 5-2

Таблица 5-3

В табл. 5-3 приведены показатели кратковременных механических свойств и предела длительной прочности паропроводных труб из стали 12Х1МФ после эксплуатации в течение 10—45 тыс. ч и сопоставлены значения предела длительной, прочности, определенные испытаниями на машинах стандартным методом при температуре 565°С и расчетным методом по отношению σ/δк; там же приведены значения предела длительной прочности, определенные методом горячей твердости.
Погрешность при определении значения длительной прочности труб из стали 12Х1МФ, бывших в эксплуатации, несколько больше, чем труб в исходном состоянии.

Это обусловлено главным образом погрешностями пересчета значений поперечных образцов на продольные и некоторым разбросом значений кратковременных свойств, полученных по твердости с помощью безобразцового контроля переносными приборами.

Анализ данных испытания продольных и поперечных образцов показал, что для стали 12Х1МФ
(5-4)
для стали 15Х1М1Ф
(5-5)
для стали 12Х18Н12Т
(5-6″ />
Из зависимостей (5-4) — (5-6) видно, что наибольшая разница между показателями прочности и пластичности в продольном и поперечном направлениях наблюдается в стали 12Х18Н12Т.

Методические указания по определению длительной прочности теплоустойчивых сталей методом горячей длительной твердости

УТВЕРЖДЕНЫ Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 27.11.84 г.

Заместитель начальника Д.Я. ШАМАРАКОВ

МУ 34-70-082-84

Вводится впервые

Срок действия установлен

Настоящие Методические указания устанавливают метод измерения горячей длительной твердости при 500 — 600 °C теплоустойчивых сталей и взаимосвязь этой твердости с длительной прочностью.

Читайте так же:
Трубогиб универсальный своими руками

Измерение твердости основано на вдавливании сферического индентора в образец под действием нагрузки, приложенной в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка, оставшегося на поверхности образца после снятия нагрузки.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Использование результатов измерений горячей длительной твердости при повышенных температурах для косвенной оценки жаропрочных свойств жаропрочных сталей возможно при следующих условиях:

— кратковременные характеристики пластичности стали должны удовлетворять требованиям ТУ 14-4-360-75;

— загрязненность сталей неметаллическими включениями не должна превышать 3,5 балла ( ГОСТ 1778-70 );

— размер микропор в стали не должен превышать 2 мк.

1.2 . При неудовлетворительной длительной прочности стали (ниже значений, предусмотренных в ТУ 14-4-360-75), определенной по горячей длительной твердости, необходимо провести дополнительное испытание на длительную прочность по ОСТ 108.030.01-75.

2. ОТБОР ПРОБ

2.1 . Для проведения испытаний стали на горячую длительную твердость необходимо приготовить не менее четырех образцов размером 20 ´ 20 ´ 20 мм. Допускается использование половинок образцов, оставшихся после их испытаний на ударный изгиб, размером не менее 10 ´ 10 ´ 20 мм только в случае, если диаметр отпечатка не превышает 2 мм.

2.2 . При изготовлении образцов из стали и подготовке их поверхностей необходимо принимать меры, предотвращающие возможность изменения свойств стали из-за нагрева или наклепа. Опорные поверхности образцов должны быть строго параллельны, а чистота их обработки — не ниже 0,65 по ГОСТ 2789-73 .

3. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

Индентор-шарик из сплава ВК с твердостью по Виккерсу при 550 °C не менее 850 ед. диаметром 5 ± 0,15 мм или цилиндрический стержень высотой 8 — 10 мм со сферической поверхностью на одном конце с радиусом кривизны 2,5 ± 0,07 мм.

Потенциометр любого типа.

4. ПОДГОТОВКА ИСПЫТАНИЙ

4.1 . Испытание проводят при температуре, соответствующей температуре эксплуатации стали, — 500 — 585 °C. Отклонение температуры в процессе испытания должно быть ± 3 °C, для чего необходимо использовать установку автоматического регулирования температуры.

4.2 . Нагрузка, прикладываемая к образцу для нанесения отпечатка, может составлять 2500 Н, 5000 Н и 7500 Н. Выбор нагрузки производится так, чтобы соблюдались требования пп. 2.1 и 5.1 настоящих Методических указаний по диаметру отпечатка и расстоянию от края образца.

4.3 . Продолжительность выдержки под нагрузкой должна составлять от 30 с до 3 ч. Рекомендуется проводить испытания при выдержках 30 с, 5 мин, 50 мин, 3 ч или при выдержках 1 мин, 5 мин, 1 ч, 2 ч.

4.4 . Во время испытаний установка должна быть защищена от ударов и вибраций.

4.5 . Опорная поверхность предметного столика должна быть чистой. Образец должен лежать на подставке жестко и устойчиво.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

5.1 . При комнатной температуре (20 ± 10 °C) образец вначале устанавливают на предметный столик, а затем вращением маховика твердомера поднимают его, не приводя в соприкосновение с индентором, и размещают таким образом, чтобы центр будущего отпечатка отстоял от края образца на расстояние не менее 2,5 диаметров отпечатков.

5.2 . Нагревательную печь устанавливают на подставку, накрывая ею предметный столик с образцом, закрывают отверстие со стороны ввода индентора асбестом, нагревают образец до заданной температуры и выдерживают в течение 15 — 20 мин. Затем вращением маховика поднимают предметный столик до соприкосновения образца с индентором, нагружают образец и выдерживают под нагрузкой заданное время.

5.3 . Количество отпечатков при каждой выдержке под нагрузкой должно быть не менее трех. На одном образце должно быть на более трех отпечатков.

5.4 . Диаметр отпечатка измеряют с помощью микроскопа или других приборов с погрешностью измерения ± 0,25 % диаметра шарика в двух взаимно перпендикулярных направлениях и определяют как среднее арифметическое значение двух измерений. При этом разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2 % меньшего диаметра.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1 . Предел длительной прочности δ g . n (МПа) сталей по горячей длительной твердости определяют по формуле

где — предел длительной горячей твердости, НВ;

Читайте так же:
Проверка конденсатора мультиметром не выпаивая видео

r, S — коэффициенты уравнения, определяемые по справочному приложению 1.

6.2 . Число твердости HB т при температурах 500 — 585 °C определяют по формуле

где Р — нагрузка, Н;

D — диаметр индентора, мм;

d — диаметр отпечатка, мм.

6.3 . Предел горячей длительной твердости определяют по формуле

или — mlg = lgA lg τ a ,

где — предел горячей длительной твердости;

τ а — время, равное 10 5 с;

А и m — коэффициенты, характеризующие состояние материала, определяемые по формулам:

где n ³ 12 — количество результатов измерений горячей длительной твердости.

6.4 . Результаты измерений должны быть оформлены в виде протоколов по рекомендуемому приложению 2 .

7. ДОПУСКАЕМАЯ ПОГРЕШНОСТЬ

Относительная погрешность определения длительной прочности должна составлять ± 20 %.

Критерии жаропрочности

При длительной работе под нагрузкой, не превышающей предела текучести, и нагреве до температур около 0,4 – 0,5 или более от абсолютной температуры плавления Тпл металл испытывает медленную пластическую деформацию. Такая деформация называется ползучестью или крипом.

В качестве температурного критерия удобно рассматривать не заданную абсолютную температуру Т, а ее отношение к абсолютной температуре плавления Т/Тпл. Эту безразмерную величину называют гомологической температурой.

При деформации нагретого металла в нем развиваются два противоположных процесса: упрочнение за счет наклепа при пластической деформации и разупрочнение в результате рекристаллизации. Если второй процесс преобладает, то в металле начинает развиваться диффузионное разупрочнение – отдых, коагуляция фаз, рекристаллизация, способствующие ползучести.

Жаропрочностью (hot strength) называется способность материала сопротивляться деформации и разрушению при высоких температурах. Основными критериями жаропрочности металлов является предел ползучести и предел длительной прочности. Кривые длительной прочности и ползучести приведены на рисунке 5.1.

Кривые длительной прочности (а) и ползучести (б)

Рисунок 5.1 – Кривые длительной прочности (а) и ползучести (б)

Пределом длительной прочности называют напряжение, которое приводит к разрушению образца при заданной температуре за определенное время, соответствующее условиям эксплуатации изделий. Предел длительной прочности обозначают , где индексы t и указывают температуру ( о С) и время испытаний (ч).

Пределом ползучести называют напряжение, вызывающее заданную суммарную деформацию за определенное время при заданной температуре. Предел ползучести обозначают , где t – температура, о С; – суммарное удлинение, %; – время, ч. Для деталей, длительное время работающих при повышенных температурах, задается обычно скорость ползучести на установившейся стадии процесса, например 0,1 % за 10 4 ч или за 10 5 ч.

Срок службы, на который рассчитана машина или механизм, определяет выбор критерия жаропрочности и материала для их изготовления.

В соответствии с некоторыми рекомендациями срок службы ряда жаропрочных конструкций в зависимости от назначения составляет (ч):

  • Ракеты и их силовые установки – 1
  • Силовые установки самолетов-истребителей – 100
  • Силовые установки гражданских самолетов – 1000
  • Газовые турбины локомотивов и судов – 10 000
  • Газовые турбины стационарных силовых установок – 30 000
  • Паровые турбины стационарных силовых установок – 100 000

Если надежность работы конструкции зависит от ее деформации при ползучести, то характеристикой жаропрочности служит предел ползучести, определяющий скорость установившейся ползучести на участке ВС (рисунок 5.1, б) при заданных температуре и напряжении. Если лимитирующим фактором надежности конструкции является опасность разрушения детали, то критерием жаропрочности служит предел длительной прочности, определяющий время до разрушения при заданном напряжении и температуре.

В предварительно нагруженных крепежных деталях (болты, гайки, шпильки) ползучесть при повышенных температурах способствует релаксации напряжений, что приводит к ослаблению натяжения и образованию зазора. Испытания на релаксацию проводят с целью определения скорости релаксации напряжений при определенной нагрузке и повышенной температуре. При испытаниях образец нагружают до заданного значения упругой деформации, а после выдержки в течение определенного времени при заданной температуре нагрузку снимают и производят замер остаточной части упругой деформации. По разности значений первоначальной и конечной упругой деформации определяют пластическую деформацию. Критерием сопротивления релаксации является падение напряжений за время при заданной температуре

— 5.2

где – первоначальное и конечное напряжение.

Релаксационную стойкость можно определять испытанием кольцевых образцов, в которых начальное напряжение создается клином, вставляемым в прорезь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector