Разрыв при ползучести

Основными задачами, которые приходится решать каждому конструктору при анализе прочности и выборе средств предотвращения разрушения конструкции, являются установление наиболее вероятных из разнообразных видов механического разрушения, встречающихся в инженерной практике, и оценка возможности разрушения конструкции в процессе ее эксплуатации. В соответствии с этим в книге сначала приводятся определения и указываются характерные признаки различных видов механического разрушения, а затем наиболее важным из них посвящаются целые главы. Вследствие большого практического значения очень подробно рассматривается усталостное разрушение, причем уделяется внимание как многоцикловой, так и малоцикловой усталости. Достаточно подробно рассматриваются также хрупкое разрушение, ползучесть, разрыв при ползучести, фреттинг-усталость, фреттинг-износ, удар, выпучивание и некоторые другие виды разрушения. Отдельная глава посвящена концентрации напряжений. Основные понятия механики разрушения излагаются при описании хрупкого и усталостного разрушения. [c.7]

Деформация ползучести и разрыв начинаются на границах зерен и проявляются в виде скольжения вдоль границ и разделения зерен. Таким образом, разрушение при ползучести является межкристал-лическим в противоположность, например, транскристаллическому разрушению в ироцессе усталости при комнатной температуре. Хотя ползучесть представляет собой явление пластического течения, в результате межкристаллического характера разрушения поверхность разрыва выглядит так же, как и при хрупком разрушении. Разрыв при ползучести происходит обычно без образования шейки и без каких-либо предупредительных эффектов. Современное состояние знаний не позволяет теоретически надежно предсказать характеристики поведения материала в момент разрыва при длительной или при кратковременной ползучести. Кроме того, корреляция между свойствами материала при ползучести и его механическими характеристиками при комнатной температуре, по-видимому, мала или отсутствует совсем. Поэтому данные испытаний при комнатной температуре и эмпирические методы экстраполяции этих данных трудно использовать для прогнозирования поведения при ползучести в ожидаемых эксплуатационных условиях. [c.433]

Гл. 13. Ползучесть, разрыв при ползучести и усталость [c.434]

В качестве примера на рис. 5.17 приведена карта механизмов разрушения для молибдена [435]. Отметим, что при разрушении ОЦК-ме-таллов в интервале от абсолютного нуля до температуры плавления Эшби различает семь механизмов разрушения скол, межзеренное разрушение, низкотемпературное пластичное разрушение, внутри-зеренное разрушение при ползучести, межзеренное разрушение при ползучести, разрыв и динамическое разрушение. В разрушении сколом Эшби выделяет три вида скол 1 — разрушение сколом, когда не наблюдается общая пластичность, хотя микропластичность в вершине трещины может быть, скол 1 — это скол от существующих дефектов [c.211]

Оценка прочности основных деталей паровых турбин не ограничивается сопоставлением истинных напряжений с пределом ползучести. При малых величинах суммарной деформации за период испытаний последние не дают представления о предельной способности металла к пластической деформации при ползучести. Последнее обстоятельство очень важно, так как эта деформация для большинства сталей очень ограничена [54, 64, 105, 117]. Вследствие этой и других причин обязательно проводят испытания на длительный разрыв, когда образцы доводят до третьей фазы ползучести. За основной критерий длительной прочности данной стали или сплава, при данной (постоянной) температуре, принимают предел длительной прочности напряжение, вызывающее разрушение по истечении заданного срока. Для деталей паровых турбин, как правило, предел длительной прочности определяется для 100 ООО ч работы. [c.18]

Несмотря на то, что предлагаемая структурная модель прогнозирования характера суммирования повреждений при ползучести и термической усталости получена при рассмотрении механизмов взаимодействия термоциклической и длительной статической нагрузок для ограниченных диапазонов изменения сг и е, нетрудно показать тенденции характера суммирования повреждений при приближении к предельным значениям независимых переменных. Как слева, так и справа от выбранного диапазона параметр суммирования Слева предельным состоянием будет кратковременный разрыв при рабочей температуре, характеризующийся по напряжению пределом прочности [c.57]

Разрыв при кратковременной ползучести. [c.16]

Рис. 13.1. Иллюстрация ползучести и разрыва при ползучести (е . — деформация ползучести). 1 — разрыв при кратковременной ползучести 2 — разрыв при длительной ползучести 3 — ускоренная ползучесть (стадия 1П) 4 — установившаяся ползучесть (стадия II) 5 — неустановившаяся ползучесть (стадия I).

Важными последствиями процесса ползучести являются не только недопустимо большие перемещения, но также и разрыв вследствие ползучести, термическая релаксация, динамическая ползучесть при циклических нагружениях и циклических температурных воздействиях, ползучесть и разрыв в условиях многоосного напряженного состояния, накопление эффектов ползучести и совместное проявление эффектов ползучести и усталости. Все эти вопросы заслуживают пристального внимания. [c.433]

С ПОМОЩЬЮ соотношения (13.41) можно также предсказать разрыв при кратковременной ползучести, если величины Li соответствуют такому разрыву. Описанный метод расчета дает относительно точные результаты, если величина деформации при ползучести определяется в основном стадией II установившейся ползучести. В других случаях метод может привести к ошибочным результатам. [c.446]

I. Подробно определите термины ползучесть, разрыв при длительной ползучести и разрыв при кратковременной ползучести, указав сходство этих трех видов разрушения и их различие. [c.467]

Для подвески чувствительного к ударам прибора весом 200 фунтов и стон-мостью 300 000 долл. предполагается использовать новый жаропрочный сплав. Прибор с подвеской должен в течение 3000 ч находиться в испытательной камере при температуре 1600°F (870°С). В процессе лабораторных испытаний образцы нового сплава диаметром 0,125 дюйма нагружались усилием 200 фунтов при этом установлено, что при температуре 1800°F (980°С) через 100 ч происходит разрыв вследствие ползучести. Свидетельствуют ли результаты испытаний о возможности использования подвески в указанных условиях [c.468]

Ползучесть и релаксация напряжений. Эти эффекты проявляются обычно при повышенных температурах. Приложим к образцу постоянную растягивающую силу Р при, которой P/Fq меньше предела текучести. Под действием этой силы в начальный момент времени образец получит деформацию ец (рис. 61, а). Со временем остаточная деформация увеличивается на участке AB равномерно по длине образца, в точке В образуется шейка, а в конечный момент времени (точка К) произойдет разрыв. Медленное увеличение остаточной деформации при напряжениях меньше предела текучести называется ползучестью. При ползучести происходит непрерывный переход упругой деформации в пластическую [c.160]

Цирконий мало влияет на механические свойства сплавов титана с алюминием при испытании на разрыв при комнатной температуре, но в его присутствии значительно увеличиваются сопротивление ползучести и длительная прочность. Наиболее высоким сопротивлением ползучести обладают сплавы, содержащие 4—6% А1 и 12— 14% 2г. Таким образом, цирконий может быть весьма полезным компонентом жаропрочных титановых сплавов. [c.414]

Была исследована термостойкость покрытий и их способность противостоять эрозионному воздействию горячих газов. Испытания на разрыв при температурах до 1800° С показали отсутствие существенного влияния покрытий на свойства основного материала. Испытания на окисление под напряжением (10—20% от предела текучести) на воздухе при температурах до 1850° С показали, что покрытия сохраняли свои защитные свойства при скорости деформации ползучести 1 % в час. Разработанные покрытия с успехом использовали для защиты мелких деталей летательных аппаратов. [c.328]

Машины для испытания на разрыв при высоких температурах можно разделить на три группы машины для кратковременных испытаний, машины для испытания на длительную прочность и машины для испытания на ползучесть. [c.205]

Обш,еприняты одноосные испытания на ползучесть и разрыв при ползучести продолжительностью 100 ч (4 суток), 1000 ч (42 суток) и 10 ООО ч (420 суток), известно несколько испытаний большей продолжительности — 100 ООО ч (11,5 года) . Использование в последнее время материалов в машинах с улучшенными характеристиками дало толчок проведению кратковременных испытаний на ползучесть, продолжительность которых измеряется минутами, а не часами и годами. Например, в ряде случаев проводились испытания на ползучесть продолжительностью 1000, 100, 10 и 1 мин. Примеры результатов таких испытаний для некоторых материалов [4] приведены на рис. 13.5. Однако для кратковременных испытаний при температурах ниже 300°F (150°С) для алюминиевых сплавов и ниже 700°F (370°С) для сталей ползучестью можно пренебречь. [c.439]

СКОЛ /, ялн хрупкое межзеренное разрушение и 2 — скол 2, или хрупкое межзеренное разрушение 2 3 — скол J, или хрупкое межзеренное разрушение 3 4 — динамическое разрушение 5 — пластичное 6 — внут-рнзеренное 7 — межзеренное разрушение при ползучести 8 — разрыв. [c.212]

Таким образом, необходимо отметить, что явление холодной ползучести, отя и требует определенного внимания, но не может рассматриваться в качестве отрицательной характеристики конструкционных титановых сплавов по ряду причин. Действительно, при коэффициенте запаса 1,5 (минимальный для машиностроения) рабочие напряжения составляют 0,7 ia, т. е. близки к условному пределу ползучести и деформация ползучести ничтожно мала (--1% за 100 000 ч). При коэффициенте запаса 2 СТрад = 0,5(1 и, в частности, на сплаве Ti—6А1—2Nb—ITa—0,8Мо накопленная деформация не достигает 0,3% за 30 лет [9]. Следовательно, даже при минимальных запасах прочности явление ползучести в конструкциях не реализуется. Следует учитывать, что в плоском напряженном состоянии, а также в результате наклепа или поверхностной пластической деформации сопротивление ползучести увеличивается. Наконец,, важным обстоятельством является то, что титан, а-сплавы, отожженные а + р-сплавы не охрупчи-ваются под напряжением. При ползучести образец разрушается после накопления такой деформации, при которой он разрушается при испытании на разрыв. Поэтому на основании известных значений б. If, 6 , и т. п. долговечность элементов конструкций надежно прогнозируется путем несложных расчетов. [c.129]

Разрыв при кратковременной ползучести тесно связан с процессом ползучести, однако при этом зависимость напряжений и темпе-затуры от времени такова, что элемент разделяется на две части. Лри этом напряжения и температура, как правило, таковы, что период установившейся ползучести очень непродолжителен или совсем отсутствует. [c.21]

Рис. 13.2. Иллюстрация метода экстраполяции результатов испытаний на ползучесть (все данные соответствуют температуре 0= onst). 1 — разрыв при кратковременной ползучести 2 — расчетное напряжение Sj,. . ., Sj — уровни напряжения. Точка А соответствует предельной расчетной деформации, В — продолжительности испытания, С — расчетному сроку эксплуатации.

Учитывая приведенные сведения и другие аналогичные результаты, можно сделать вывод, что пока не существует общей теории, которая позволяла бы точно описывать ползучесть и предсказывать разрыв при циклическом изменении температуры в условиях действия постоянного напряжения или при циклическом изменении напряжения в условиях действия постоянной температуры. Тем не менее в последнее время достигнуты некоторые успехи в разработке методов оценки долговечности с учетом одновременного проявления эффектов ползучести и усталости. Например, при прогнозировании возможности разрушения в условиях совместного действия ползучести и усталости при изотермическом циклическом нагружении иногда предполагается, что процесс ползучести определяется величиной среднего напряжения цикла а , а процесс усталости — амплитудой напряжения цикла о , причем эффекты обоих процессов суммируются линейно. Такой подход сходен с построением описанной в гл. 7 диаграммы Смита, за исключением того, что вместо отрезка Стц на оси Ощ (рис. 7.59) используется показанный на рис. 13.15 отрезок (Т,,,, соответствующий значению предельного статического напряокения ползучести. Предельное статическое напряжение ползучести представляет собой либо напряжение при предельной деформации ползучести, либо напряжение при разрыве в процессе ползучести в зависимости от того, какой вид разрушения более опасен. [c.454]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...