ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характеристика и свойства теплоустойчивых, перлитных сталей из "Электродуговая сварка теплоустойчивых сталей перлитного класса " Повышение экономичности энергетических установок в настоящее время достигается главным образом путем увеличения параметров пара и единичной мощности агрегатов. [c.5] Реализовать высокие параметры пара возможно только, применяя материалы, обладающие достаточными физико-химически-ми и механическими свойствами, в условиях длительного приложения нагрузки при высоких температурах в паровой и газовой среде. [c.5] В течение последних лет создана большая группа легированных теплоустойчивых перлитных сталей [1, 2], применяющихся для изготовления энергетических установок, работающих в интервале температур 450—580°С. [c.5] В первых энергетических установках с да Влением пара 80— 100 атм и температурой рабочей среды 450—500°С широкое применение получила молибденовая сталь типа 15М и 20М. [c.5] Эта сталь, обладая удовлетворительными прочностными свойствами, при работе в условиях повышенных температур в процессе длительной эксплуатации оказалась нестабильной, склонной к графитизации. [c.5] Графитизация является одной из наиболее опасных форм нестабильности структуры. Процесс графитизации в полупроцентных молибденовых сталях происходит при рабочей температуре выше 485°, т. е. осуществляется распад карбида с выделением свободного углерода в виде графита. [c.5] Литые корпусные конструкции цилиндров и клапанов турбин, арматура и Т. д. [c.9] В табл. 1 приведен химический состав и указана область при- менения наиболее широко распространенных в энергомашиностроении легированных перлитных сталей для изготовления сварных, сварнолитых и сварнокованых конструкций. Химический состав этих сталей дан в соответствии с требованиями технических условий, нормалей и соответствующих гостов. Физические свойства этих сталей приведены в табл. 2. [c.14] Учитывая особенности поведения сталей при высоких температурах в условиях длительного приложения нагрузок (независимо от химического состава) внедряемая сталь соответственно должна обладать достаточной для установленной температурной области ее применения жаропрочностью, теплоустойчивостью, жаростойкостью, стабильностью структуры и ресурсом пластичности. К сожалению, до настоящего времени отсутствует строго установившаяся терминология характеристики свойств сталей, а тем более сварных соединений при высоких температурах. В основу этих определений, принятых в нашей книге, положены материалы, изложенные Л. Я. Либерманом и М. И. Пейсихис [3], П. Б. Михайловым-Михеевым [4]. [c.14] Основными характеристиками жаропрочности я1вляются предел ползучести и предел длительной прочности. Ползучесть обусловливается напряжением, температурой и временем. В инженерных расчетах используется условный технический предел ползучести Тп—напряжение, при котором скорость на установившемся участке кривой, или суммарная деформация ползучести, за определенный промежуток времени достигает некоторой условной (допускаемой) величины. В практике энергомашиностроения под условным пределом ползучести наиболее часто применяют напряжение, вызывающее суммарную деформацию 1% за 100000 ч, что соответствует скорости ползучести 10 мм1мм1ч или 10- %ч. [c.14] Сопротивление металлов разрушению от действия приложенной статической нагрузки при высоких температурах характеризуется пределом длительной прочности — Од- . [c.15] Испытания сварных соединений при проводимых нами исследованиях и соответственно обработка результатов производились двумя методами—общепринятым, или так называемым классическим, и параметрическим. [c.15] Для правильной оценки длительной прочности свариваемых сталей, металла шва и сварных соединений в соответствии с ниже приведенными графиками кратко излагается сущность обоих методов. [c.15] Вит —постоянные для данной температуры и данного материала коэффициенты. [c.15] На основании этой зависимости по результатам испытаний можно путем линейной экстраполяции (или интерполяции) прямой ga—lg0 определить предел длительной прочности за любое заданное время при заданной температуре. [c.15] Однако, как показали эксперименты, эта зависимость не всегда сохраняется прямолинетной в течение всего периода испытаний, а прямая на логарифмическом графике может иметь перегиб книзу, что приводит к уменьшению величины Од.п- Причину перегиба прямой принято связывать с изменением характера разрушения металла, с переходом внутрикристаллитного разрушения к межкристаллитному. Появление межкристаллитного характера разрушения для каждой стали обусловливается сочетанием факторов температуры и времени действия нагрузки. По данным А. В. Станюковича, при температуре выше 450°С для перлитных сталей при достаточной длительности испытания можно ожидать межкристаллитные разрушения и, следовательно, перегиб на прямой длительной прочности. [c.15] Параметрические методы. В последнее время разработано ряд так называемых параметрических методов определения пределов длительной прочности материала, позволяющих значительно сократить продолжительность эксперимента и открывающих возможность экстраполяции опытных данных не только за счет перехода к другим напряжениям, но и к другим температурам. [c.16] Зависимость lg(7—постоянная по значениям, которые вычислены по уравнению, также получает прямолинейный характер, а величина предела длительной прочности за 10000—100 000 ч в большинстве случаев мало отличается пт ее значений, полчпрнны при экстраполяции экспериментальных данных. [c.17] Обычно для определения величины - 100 000 ч рн заданной температуре параметрическим методом проводят несколько кратковременных испытаний при температурах, превышающих заданную не более чем на 50—100°С (во избежание структурных превращений). Затем строят параметрические кривые в координатах 1п(Г—Т ( +lg0), Од.п —100 000 ч определяется из этих кривых как напряжение, которое соответствует параметру, рассчитанному для заданной температуры и времени, равному 100 000 ч. [c.17] Длительность испытаний при этом сокращается в несколько раз по сравнению с классическим методом. Величина С в параметре жаропрочности для большинства исследованных перлитных сталей находится В пределах 18—22. В расчетах обычно принимается С=20. Возможная погрешность в этом случае составляет, по данным Либермана [3], 10%- Лишь в отдельных случаях ошибка может быть более значительной. В настоящее время имеется большое количество данных по сра1внительным значениям а д.п за длительные сроки службы,, определенных различными ме- тодами, включая метод Ларсона—Миллера. Они показывают, что величина а д.п, полученная по Ларсону—Миллеру, на всем протя-Г кЖении до 100 ООО ч удовлетворительно совпадает с полученной при экстраполяции опытных данных методом логарифмической зави- симости. В большинстве изученных случаев величина предела дли- . тельной прочности перлитных сталей, определенная по Ларсону-Миллеру, несколько занижена по сравнению с Од.п, полученным классическим методам. [c.17] Вернуться к основной статье