ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ползучесть и длительная прочность из "Металловедение " Многие детали котлов, турбин и арматуры работают при высоких температурах. Металл этих деталей подвергается ползучести. [c.180] Повышение температуры и напряжения приводит к увеличению скорости ползучести. В углеродистой стали ползучесть заметна при температурах выше 350—400° С. [c.180] Повышение рабочих температур на тепловых электрических станциях привело к тому, что большое количество деталей работает в области температур, при которых проявляется процесс ползучести. [c.181] Для определения сопротивляемости стали ползучести образец устанавливают в захваты машины (рис. 88) и помещают в печь, где поддерживается постоянная температура. [c.181] Образец при высокой температуре под действием нагрузки деформируется. Деформацию образца измеряют с помощью эк-стензометров, укрепленных по концам его рабочей части верхние тяги экстензометра жестко связаны с верхней частью образца. В них за пределами печки закреплены индикаторы — приборы для замера величины деформации. [c.181] По результатам испытаний строят так называемые первичные кривые ползучести в координатах суммарная деформация — время (рис. 89), на которых различают участки, соответствующие трем стадиям процесса ползучести (кривая 1). [c.181] Во П стадии процесса (участок АВ) пластическая деформация нарастает с постоянной скоростью это стадия установившейся ползучести. [c.181] П1 стадия процесса (участок ВС) — стадия разрушения. [c.181] Длительность каждой стадии зависит для конкретного материала от температуры и напряжения. Иногда ползучесть может протекать в течение весьма длительного времени и практическп не достигать П1 стадии (кривая 2). При относительно низких температурах могут наблюдаться затухающие процессы ползучести (кривая 3). Если напряжения очень велики, то вторая стадия процесса ползучести может отсутствовать (кривая 4). [c.181] Согласно этой теории, ползучесть может проявиться при температурах выше температуры рекристаллизации для данного металла. Все легирующие элементы, растворяющиеся в феррите или аустените и повышающие температуру рекристаллизации, должны тормозить процесс ползучести. Эти выводы теории наклепа и рекристаллизации подтверждаются экспериментальными данными. [c.182] Согласно теории наклепа и рекристаллизации, начальная стадия процесса ползучести связана с тем, что не все зерна металла еще включились в процесс упрочнения и разупрочнения. По мере распространения процесса на большее количество зерен скорость ползучести затухает. Упрочнение преобладает над разупрочнением. [c.182] На второй стадии процесса ползучести в единицу времени упрочняется вследствие наклепа столько же кристаллов, сколько разупрочнилось вследствие рекристаллизации. Скорость ползучести остается постоянной. Упрочнение равно разупрочнению. [c.182] В процессе ползучести происходит накопление дефектов строения кристаллической решетки. Постепенно из этих дефектов образуется трещина. [c.182] Когда к металлу приложено напряжение, вак сии и дислокации начинают перемещаться направленно и образуют скопления около дефектов обработки поверхности, по границам зерен, около микродефектов структуры. Постепенно в этих местах вакансий и дислокаций становится так много, что образуется микротрещина, которая в дальнейшем служит концентратором напряжений и разрастается. В результате происходит разрушение. Микроструктура стали 15Х1М1Ф около места разрушения показана на рис. 91. Видны светлые ферритные зерна, темные границы между ними и микротрещины. [c.184] Накопление повреждаемости стали в процессе ползучести до определенной стадии является обратимым. Если в металле не образовались микротрещины, то повреждаемость типа колоний вакансий может быть устранена нормализацией или нормализацией с отпуском. Восстановительная термическая обработка может принести большую пользу, например при восстановлении паропроводных труб, отработавших расчетный срок службы. Но пока она изучена еще недостаточно. [c.184] Предел длительной прочности зависит от температуры. [c.184] Испытания металлов на длительную прочность проводят при постоянной температуре. В рабочих же условиях температура часто колеблется в определенных пределах. Эксперименты показали, что при циклическом изменении температуры предел длительной прочности для большинства сталей получается таким же, как при максимальной температуре в цикле. Для никелевых сплавов он несколько выше. [c.185] Основными способами повышения предела длительной прочности стали является рациональное легирование и применение оптимальных режимов термической обработки. [c.185] Предел длительной прочности зависит в сильной мере от структуры стали. [c.185] Вернуться к основной статье