ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Циклическое упругопластическое деформироваРеологические модели материала из "Механические свойства сталей и сплавов при нестационарном нагружении " При высоких температурах и напряжениях (кратковременная — минутная или секундная ползучесть) стадия I (см. рис. АЗ.11), характеризующаяся убывающей скоростью, может отсутствовать. В некоторых случаях отсутствует и стадия II деформация после нагружения сразу же характеризуется возрастающей скоростью и вскоре заканчивается разрушением. При низком уровне напряжения стадия установившейся ползучести распространяется на большую длительность ( 30—80 тыс. ч). При низких температурах ползучесть часто ограничена I стадией, после которой скорость ползучести практически становится равна нулю (ограниченная ползучесть). Такой характер ползучести обнаруживается, например, при испытании жаропрочных сплавов при 20 °С, а-титановых сплавов при Т = 350 °С, сплавов на никелевой основе при 20—400 °С. При высоких напряжениях стадия неустановившейся ползучести (/) иногда переходит непосредственно в стадию ускоренной ползучести III). [c.79] Результаты испытаний на чистую ползучесть обычно представляют либо в виде зависимостей скорости ползучести на стадии и от напряжения, либо в виде изохронных кривых деформирования (рис. АЗ. 12). Последние получают путем перестроения кривых ползучести, связывая между собой деформации и напряжения при ряде последовательных фиксированных значений времени выдержки. [c.79] Зависимости деформации ползучести, накопленной за заданное время t, от температуры по данным испытаний ряда сталей и сплавов (7—5) представлены на рис. АЗ. 14. [c.81] Обращает на себя внимание, что эти зависимости во многих случаях немонотонны в диапазоне 20 жение средней скорости ползучести с повышением температуры (аналогичные закономерности отмечаются и у других материалов). [c.81] Технические теории ползучести. Информации, доставляемой испытаниями на чистую ползучесть, недостаточно для того, чтобы описывать ползучесть при переменных нагрузках, необходимы соответствующие реологические модели. Простейшие из них, базирующиеся только на названной информации и применяемые чаще всего в практических расчетах, называют техническими теориями ползучести. [c.81] Теория проста и удобна в расчетах при слабо меняющихся нагрузках она позволяет получать приемлемые для практики приближенные результаты. [c.82] Реологическую функцию Ф обычно принимают равной зависимости скорости установившейся ползучести (стадия 11) от напряжения [например (АЗ.28), (А3.29)]. [c.82] Информация для определения функции Ф остается прежней после дифференцирования кривых чистой ползучести [для получения (а135)] в выражениях (А3.32) и (АЗ.33) устраняют параметр t. [c.83] При описании ползучести в неизотермических условиях обычно используют параметрическое влияние температуры на скорость ползучести модели изотермической ползучести, построенные при разных значениях температуры, полагают справедливыми независимо от истории изменения температуры. Эксперименты, однако, свидетельствуют о заметном влиянии температурной предыстории на реологические свойства материалов. [c.83] Которым заменяют t в изотермических теориях ползучести. Эксперименты на чистых металлах показывают хорошее соответствие этого подхода экспериментальным данным. [c.83] Температурные зависимости для жаропрочных сплавов часто оказываются более сложными. Это связано с возможностью структурных изменений сплавов, происходящих в рассматриваемом диапазоне температур, а также с возможной сменой механизма ползучести. [c.84] Длительная прочность. Испытание на чистую ползучесть обычно завершается разрушением образца — по достижении деформацией величины к моменту tp при заданных значениях параметров нагружения а, Т. Чем выше значение последних параметров, тем быстрее накапливается деформация и быстрее происходит разрушение. [c.84] При моделировании процессов длительного разрушения различают идеально хрупкое (бездеформационное) разрушение, идеально вязкое, протекающее по схеме Хоффа [75] (при котором нарушение сплошности материала происходит лишь в момент, когда площадь сечения вследствие поперечного сужения обращается в нуль), и, наконец, промежуточное разрушение смешанного типа. Предельную деформацию предшествующую разрушению при ползучести, называют деформационной способностью материала, или его ресурсом пластичности. Она может заметно отличаться от величины 6 (табл. АЗ.6). В качестве характеристик определяют остаточную деформацию ползучести 4 и относительное сужение Х]/, при разрушении. Эти характеристики весьма чувствительны к условиям испытания — температуре и напряжению, определяющим время до разрушения [83]. При постоянной температуре по мере уменьшения напряжения (увеличения tp) ресурс пластичности, как правило, снижается. Однако в некоторых случаях (в частности у сталей перлитного класса) по достижении некоторого минимума с ростом tp ресурс в дальнейшем снова увеличивается. Обычно это связано со структурными изменениями, происходящими в металле во время испытания. Зависимость 6, = = 6 (Т) также может иметь минимум, значение которого зависит от времени до разрушения. Для определения 8 некоторые исследователи рекомендуют проведение испытаний при постоянной скорости деформации. [c.84] Для перлитных сталей перелом ассоциируется с изменением характера разрушения (межзе-ренного при больших длительностях испытания, внутризерен-ного — при малых). Деформационная способность этих сталей до перелома и после него заметно различна. В то же время для сплавов на никелевой основе наблюдаемые переломы кривых не связаны с изменением характера разрушения. [c.86] Следует отметить, что переломы на кривых длительной прочности обычно имеют место при напряжениях, соответству-ЮШ.ИХ переломам кривых реологической функции = Ф(о). Изменение наклона кривых длительной прочности наблюдается и при весьма больших длительностях испытания (более 10— 20 тыс. ч), однако эти вопросы в настояш ем справочнике не рассматриваются. [c.86] Как показали экспериментальные исследования, для некоторых материалов существует довольно простая зависимость между скоростью установившейся ползучести и временем до разрушения произведение этих величин оказывается примерно постоянным. Этот факт позволяет использовать функции типа (АЗ.31), принятые для аппроксимации данных по ползучести, при построении соответствующих зависимостей для длительной прочности. [c.87] Щая условию, когда последующее приложение растягивающего напряжения вызывает почти мгновенное разрушение. Установлено, что при одинаковом напряжении 1а1 = (2,5—3)tp. [c.89] Результаты расчетов по данной формуле п для ряда жаропрочных сталей и сплавов приводятся в табл. АЗ.9. Они сопоставляются со значениями л,, полученными для того же пока ате-ля по структурной модели после ее идентификации. Эти значения были определены на основе совместного использования кривой неустановившейся ползучести и диаграммы деформирования (методика идентификации рассматривается в главе В1, ее обоснование дано в разделе А5.7). Различие оказывается сравнительно небольшим, в основном не более 10 %. [c.90] Цля многих материалов, как показывают опытные данные, мож-ио принять а = 0,32. [c.91] Вернуться к основной статье