ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение трещин в жаропрочных сплавах из "Материалы и прочность деталей газовых турбин " Условия и характер образования трещин. Образование по границам зерен в жаропрочных сплавах микротрещин, обусловливающих повреждение при статическом нагружении в условиях повышенных температур, связано с развитием процессов межзеренного проскальзывания. [c.217] Также исследовали особенности межзеренного проскальзывания в процессе испытаний на термоусталость по методике [116] сплавов на никелевой основе. [c.218] Анализ показал следующее. [c.218] Таким образом, процесс взаимного смещения зерен в условиях термической усталости значительно больше напоминает тот же процесс в условиях деформации одного знака, чем в условиях знакопеременной изотермической деформации. Такой вывод связан с тем обстоятельством, что в условиях испытания на термическую усталость межзеренное проскальзывание не наблюдается при нижней темп атуре цикла (при 0,4Т л) и развивается только в области температур, соответствующих верхней температуре цикла, т.е. в условиях деформации одного знака. [c.218] При анализе причин, вызвавших разрушение детали в условиях эксплуатации при повышенных температурах, широко используются результаты металлографических исследований характера излома. Поэтому важно знать, какой характер разрушения свойственен тому или иному виду нагружения. [c.218] В дальнейшем будем применять термины межзеренный и внутризеренный характер раз] шения, имея в виду, что в первом случае в зоне излома сюразца обнаруживаются межзеренные трещины. Возможны случаи, когда характер разрушения смешанный, что связано с повышением скорости распространения уже образовавшейся трещины или, наоборот, с замедлением распространения внутризеренной трещины, например, из-за особенностей напряженного состояния. [c.218] Рассмотрим специфику характера разрушения при высоко- и низкочастотной усталости, термоусталости, ползучести, мгновенном деформировании образцов, лопаток и дисков из разных жаропрочных сплавов в условиях повышенных температур. [c.218] На изменение наклона указанных кривых оказывает влияние также изменение микромеханизма повреждений образование межзеренных микропор или клиновидных трещин [133]. [c.219] В сталях ферритно-мартенситного класса трещины при рабочих температурах образуются и развиваются транскристаллитно. [c.219] Трещины в аустенитных сталях в основном развиваются меж-зеренно. [c.219] Для определения особенностей зарождения и развития трещин в условиях низкочастотного знакопеременного нагружения проводили металлографические исследования образцов и лопаток, разрушившихся при различных частоте, амплитуде, температуре, видах деформации, условиях нагружения. [c.219] Увеличение периода цикла при I 900С изменяет характер разрушения. Повышение степени легирования сплава несколько увеличивает критическое значение частоты нагружения, вызывающей изменение характера разрушения. [c.220] За соотношением между числом циклов до зарождения микротрещин и до разрушения образца можно наблюдать по данным, представленным в табл. 2.25. [c.220] Увеличение степени асимметрии цикла от -1 до, -0,3 в испытаниях при постоянных температурах и примерно до О - при циклически меняющихся температурах в испытаниях на термическую усталость не оказывает влияния на характер развития трещин. Уменьшение жесткости нагружения способствует развитию процессов, вызывающих межзеренное разрушение. [c.220] Полученные данные исследования характера разрушения сплавов на никелевой основе могут быть обобщены с помощью диаграммы (рис. 2.97). Для жаропрочных аустенитных сталей, как и для сплавов на никелевой основе, наблюдаются аналогичные зависимости характера образования трещин при циклическом деформировании от периода цикла (времени выдержки при та ). Так, например, в дисках из стали ЭИ612, испытанных на термоусталость с выдержкой при 650 С, трещины развивались по границам зерен, а в дисках, испытанных без выдержки, - внутри зерна. Аналогичные результаты получены для стали с 19,4% Сг и 34,4% . [c.220] Определенная специфика поведения в условиях циклического нагружения обнаружена при испытании литых образцов из жарот прочных сплавов на термическую усталость. Трубчатке образцы из сплава ЖСбУ испытывали по режиму с im 900 С без выдержки при im x. Установлено, что в отличие от данных, полученных по схеме (см. рис. 2.97), образующиеся трещины могут развиваться совершенно различно по границам кристаллитов, поперек кристаллитов, а также в виде мелких надрывов перпендикулярно к кристаллитам (рис. 2.98). [c.221] Характер разрушения при циклическом знакопеременном нагружении жаропрочных сплавов на кобальтовой основе также зависит от частоты нагружения. Так, для сплава HS 188 [14] построена диаграмма, разделяющая области межзеренного и внутризеренного разрушения в зависимости от частоты и температуры испытаний. [c.221] Как показали Катеразова и Ивата, в опытах с аустенитной сталью 18-8 в процессе циклического знакопостоянного нагружения при высоких температурах характер разрушения зависит как от времени выдержки при о тах, так и от значений коэффициента интенсивности напряжений. Трещины, зародившиеся внутризеренно, на более поздней стадии по достижении К - Хкр распространяются по границам зерен. С увеличением времени выдержки значение /Скр уменьшается [149]. [c.221] Скорость распространения трещин. Для описания закономерностей, которым подчиняется рост трещин ползучести, усталости и малоцикловой усталости, используют методы механики разрушения [149-153], основанные на том, что параметром, определяющим скорость роста трещин (СРТ), является коэс и-циент интенсивности напряжений Ki или размах коэффициентов интенсивности напряжений йК. Значения Ki рассчитываются по формуле Kl = Y r V ni где Y - геометрический фактор, значения которого определены для различных тел [151]. [c.222] Вернуться к основной статье