ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оценка долговечности с учетом структурных параметров из "Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования " Т — температура т— напряжение Тр — время до разрушения. [c.120] Во-первых, в сложных жаропрочных сплавах возможно влияние легирующих элементов, особенностей структуры и типа вторичных фаз на активационные параметры разрушения, а также влияние иных механизмов ползучести (например, диффузионных, дислокационных). [c.120] В пределах границ иных температурно-силовых областей службы металла возможно увеличение вклада диффузионных и других механизмов разрушения, что влияет на величину энергии активации и, самое главное, затрудняет точную количественную оценку. Даже в случае ведущей роли диффузионных процессов не ясно, какую физическую константу материала принимать за энергию активации разрушения, так как на скорость процессов диффузии в матрице могут влиять легирующие элементы. [c.121] В указанных работах оценивались местные искажения вблизи границы раздела основной у-фазы и избыточной у -фазы путем определения разности периодов их кристаллических решеток, исследовалась микроструктура сплавов методом электронной микроскопии, рентгенографически определялся фазовый состав, изучалось изменение химического состава и количества у -фазы, при этом отдельно оценивалось количество титана, связанного в карбиде титана (точнее, в карбонитриде). [c.122] Электролитическое изолирование и последуюший химический анализ карбонидных и карбонитридных фаз показали, что их количество в исследованных сплавах невелико и мало изменяется в процессе старения, поэтому их влиянием можно пренебречь. [c.122] Установлено, что с уменьшением количества титана и алюминия в твердом растворе, элементов со значительно большим атомным радиусом по сравнению с хромом и никелем заметно уменьшается период кристаллической решетки у-фазы, т. е. изменяются межатомные связи в твердом растворе. [c.122] Выявлена зависимость скорости ползучести от размеров частиц дисперсной у -фазы, а также от химического состава, который характеризуется отношением алюминия к титану (А1/Т1). [c.122] Да = Оу - по мере уменьшения отношения А1/Т1 указывает на увеличение степени искаженности кристаллической решетки на границе раздела фаз. [c.123] Влияние последних двух факторов можно отразить введением в уравнении (3.28) поправочных членов в структурный параметр этого уравнения типа Д/., т. е. Д/, и Д/2 соответственно. [c.123] В табл. 3.1 представлены значения параметров Ь/ и с,, полученных на основании результатов исследования структуры и фазового состава сплавов. [c.124] Анализируя данные статистической обработки результатов испытаний, следует иметь в виду, что наблюдаются случаи, когда в окрестности точки минимальной дисперсии имеется область небольших изменений дисперсии, что позволяет без заметной потери точности расчета долговечности использовать набор искомых коэффициентов уравнения. В таких случаях, исходя из кинетической концепции процесса разрушения твердых тел, следует отдавать предпочтение тому решению системы линейных уравнений, в котором значение коэффициента, отражающего энергию активации разрушения, представляет лучшее приближение к величине энергии сублимации, т. е. благодаря введению дополнительных параметров в уравнение (3.28) коэффициент Ц) будет соответствовать энергии сублимации матрицы сплава. Следовательно, дополнительным критерием при определении оптимального решения служит коэффициент Ь уравнения (3.29). [c.124] Из уравнения (3.30) видно, что оценка коэффициента адекватна энергии сублимации никеля ( /о 90,6 ккал/моль), а коэффициент А соответствует периоду тепловых колебаний атомов. В этом заключается отличие уравнения (3.30) от уравнения долговечности [75]. [c.125] Сравнением математической модели и физических закономер-ноетей процесса разрушения осуществлена качественная проверка состоятельности уравнения (3.30). Из кинетической концепции процесса разрушения вцтекает, что очаги повреждений проявляются в результате разрыва межатомных сил связи [57]. [c.125] Выше отмечалось, что в исследованных сплавах увеличение содержания алюминия и титана приводит к увеличению межатомных расстояний в твердом растворе, а образование вторичной у -фазы — к уменьшению их. Следовательно, в первом случае энергия активации уменьшается, что отражено разными знаками коэффициентов А и Я, (А1 0) в уравнении (3.30). Во втором случае энергия активации возрастает, соответственно А и имеют одинаковые знаки (Я2 0). [c.125] Увеличение отношения А1/Т1 в сплаве уменьшает степень ис-каженности кристаллической решетки на границе раздела фаз и, следовательно, уменьшает коэффициент перенапряжения. Соответственно в. уравнении (3.30) коэффициенты с и имеют разные знаки (Н 0). Рост размера частиц у -фазы (уменьшение их количества) сокращает число участков локального перенапряжения, что при постоянстве внейхних нагрузок повышает степень концентрации напряжений в этих зонах. Этому соответствует совпадение знаков коэффициентов си ( 2 0). [c.125] Из табл. 3.2 видно, что в большинстве случаев разница между расчетной и экспериментальной долговечностью не превышает 15%, т. е. с помощью уравнения (3.30) по заданной температуре и напряжению можно оценить долговечность сплава с известными характеристиками фазового состава и структуры. [c.126] Сопоставление данных табл. 3.2 с соответствующими данными [75] показывает, что использованная в настоящем исследовании методика определения оптимальных коэффициентов уравнения (3.30) не снижает точность расчетов долговечности. [c.126] Анализ и статистическая обработка результатов исследований никелевых сплавов позволили раскрыть физическую сущность уравнения долговечности типа (3.28). Межатомные силы связи матрицы определяют энергию активации разрушения, и параметр, пропорциональный активационному объему,.в достаточной степени реагирует на структурные изменения и концентрацию напряжений на границах раздела фаз. [c.126] Таким образом, уравнение типа (3.28 а следовательно, и исходное уравнение типа (3.1) не противоречат кинетической концепции разрушения твердых тел и позволяют оценивать долговечность сложных жаропрочных металлических материалов, энергия активации разрушения которых не является, как правило, физической константой матрицы, а представляет сложную функцию химического и фазового состава сплава. [c.126] Вернуться к основной статье