ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Испытания при повышенных температурах определения ползучести из "Материаловедение " Поведение многих металлов и сплавов и их механические свойства при низких температурах отличается от определяемых при +20° С. Это вызвано прежде всего тем, что с понижением температуры возрастает сопротивление развитию пластической деформации и соответственно повышаются прочностные свойства. При низких температурах наблюдается, кроме того, значительная локализация пластической деформации могут изменяться также число действующих кристаллографических систем скольжения и механизм развития пластической деформации — от скольжения к двойникованию. В связи с этим при низких температурах усиливается отрицательное влияние крупного зерна и примесей в металлах на пластичность и вязкость. [c.162] Особенно сильное снижение этих свойств наблюдается у металлов с решеткой о. ц. к. (что и иллюстрирует существование порога хладноломкости). У металлов с решеткой г. ц. к. эти свойства или снижаются, но весьма замедленно, либо остаются на том же уровне, как и при 20 С. [c.162] По этим причинам необходимы прямые определения механических свойств для металлов, используемых в таких конструкциях, как контейнеры для сжиженных газов, оболочки ракет и космических аппаратов, детали холодильных машин и т. п. [c.162] Для испытаний при низких температурах используют такие же методы и машины, как и при 20° С. Однако в этом случае в испытательных машинах устанавливают специальные криостаты, в которых испытуемые образцы предварительно охлаждают вплоть до гелиевых температур (—269° С). [c.163] Криостаты, применяемые для температур до —70° С, представляют хорошо теплоизолированные камеры, в которых находится смесь твердой углекислоты с ацетоном либо по змеевикам циркулирует в соответствующем количестве жидкий азот. [c.163] В криостатах, работающих до —196° С, образец находится в непосредственном контакте с жидким азотом, поступающим в рабочее пространство, между стенками которого для теплоизоляции создается вакуум. [c.163] В испытаниях до еще более низких температур жидкого водорода (—253° С) или жидкого гелия (—269° С) образец находится в непосредственном контакте с этими сжиженными газами, а между стенками криостата для теплоизоляции циркулирует сжиженный азот. [c.163] Для испытаний на растяжение криостат крепится к неподвижной траверсе машины рабочее пространство криостата, в котором находится образец, тщательно герметизируется. [c.163] На растяжение испытывают образцы как гладкие, так и с надрезом или специальной формы в случае определения характеристик вязкости разрушения. [c.163] Образцы для определения ударной вязкости после охлаждения в контейнере быстро переносят на опоры копра и сразу разрушают. Для предупреждения нагрева образца при переносе его помещают в криостат в специальном бумажном чехле, вместе с которым его испытывают. [c.163] Определения механических свойств металлов при нагреве принципиально отличаются от выполняемых при 20° С. Это вызвано тем, что в области температур, лежащих вблизи или выше температур начала рекристаллизации, протекает медленная пластическая дес рма-ция (металл ползет ). Эти температуры следующие 300—450° С для сталей, 100° С для алюминиевых и - 300° С для титановых сплавов. [c.163] Поэтому прочностные свойства в условиях длительного нагружения, т. е. при нагреве в условиях эксплуатации, оказываются ниже получаемых при кратковременном нагружении в обычных испытаниях механических свойств. Снижение свойств тем больше, чем длительнее выдержка и выше температуры испытания. Надо, однако, учитывать, что при очень длительном времени нагружения и очень высоких напряжениях металлы могут медленно деформироваться и при 20° С (так называемая, холодная ползучесть). [c.163] Кратковременные испытания при повышенных температурах. Испытания чаще всего проводят на растяжение на обычных разрывных машинах, снабженных специальной печью. Испытывают стали, предназначенные для деталей машин и инструментов, подвергающихся в эксплуатации воздействию высоких температур, сравнительно короткое время. [c.164] Образцы имеют цилиндрическую или плоскую форму (рис. 100) на головках делают резьбу для закрепления в зажимах машины. [c.164] Образцы устанавливают в печи машины и нагревают до заданной температуры. [c.164] На результаты испытаний существенное влияние оказывает скорость приложения нагрузки и продолжительность выдержки образца под нагрузкой при температуре испытания. Влияние этих факторов становится значительным при нагреве сверх указанных выше температур. Поэтому испытания проводят после определенной выдержки (30—60 мин) образца при заданной температуре. Скорость разгрузки (если образец не доводят до разрушения) мало влияет на результаты испытаний. [c.164] Характеристики прочности и пластичности определяют таким же способом, как и при обычных испытаниях на растяжение. Для определения условного предела текучести, предела пропорциональности и модуля упругости строят графическим способом диаграмму напряжение—удлинение. [c.164] Испытания на ползучесть длительные испытания при высоких температурах). Прочностные свойства металла при длительном нагружении значительно ниже, чем в кратковременных испытаниях (табл. 12). [c.164] Развитие пластической деформации (ползучести) при длительном нагружении сильно зависит от условий испытания. [c.164] Ползучесть можно определять при растяжении, кручении, изгибе и при сложнонапряженном состоянии. [c.165] Вернуться к основной статье