Трещиностойкость температуры

Представленная на рис. 2.21 и 2.22 информация в сочетании с данными по трещиностойкости при какой-либо одной температуре позволяет определить параметры Od и тт в диапазоне температур от —196 до —60°С. Необходимый расчет НДС в структурном элементе у вершины трещины проводили на основании зависимостей, приведенных в подразделе 4.2.2. [c.104]

Уравнение (4.56) относится к случаю моделирования Ki по критическим напряжениям, когда разрушение происходит по механизму скола, что обычно наблюдается при низких температурах уравнение (4.57) используют для прогнозирования трещиностойкости при вязком (ямочном) разрушении. [c.229]

Как указывалось в разделе 4.2, условие страгивания тре-Ш.ИНЫ, определяющееся трещиностойкостью материала Кс, существенно зависит от температуры и скорости нагружения. Поскольку КИН однозначно связан с интенсивностью высвобождения упругой энергии G, то трещиностойкость материала может быть выражена через этот параметр механики разрушения. При локализованном пластическом течении у вершины трещины диссипацию энергии пластического деформирования (необходимого для обеспечения условий зарождения хрупкого разрушения) можно добавить к энергии, необходимой для образования новой поверхности трещины, что равносильно переходу к исследованию упругого тела, для которого условие страгивания трещины определяется из уравнения G = Ge [253]. [c.242]

Рис. 2.9. Зависимость показателей трещиностойкости от температуры

Все вышеперечисленные методы дают качественную оценку технического состояния оборудования. При их проведении обнаруживаются объемные опасные дефекты, такие как трещины, подрезы, непровары, поры. Однако необходимо отметить, что появление таких дефектов является лишь заключительной стадией процессов, происходящих на микроуровне и сопровождающихся изменением характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости. Одним из таких процессов является охрупчивание (деформационное упрочнение) материала, вызывающее повышение временного сопротивления Св, предела текучести Пг и снижение запаса пластичности, ударной вязкости и трещиностойкости. Это, в свою очередь, увеличивает вероятность хрупкого разрушения даже при температурах выше предела хладноломкости. [c.337]

Проблема трещиностойкости конструкций особенно возрастает с применением современных высокопрочных материалов и повышением уровня нагруженности при создании ответственных и дорогостоящих объектов (реакторов, летательных аппаратов, крупных транспортных сооружений, хранилищ больших объемов при низких температурах и агрессивности среды и др.). [c.370]

Прочность оценивается уровнем предела текучести, вязкость — запасом трещиностойкости, хладостойкость — температурой вязкохрупкого перехода или температурой охрупчивания сплава. [c.5]

Определение с малоуглеродистой стали на компактных лабораторных образцах при оценке трещиностойкости крупного изделия является совершенно не правомерным. Для случаев эксплуатации конструкции при низких температурах в соответствующих экспериментах возможно определение образцах меньших размеров. [c.137]

На основе всесторонних материаловедческих исследований в настояшей книге проведен анализ влияния структурных факто-ров на жаропрочность и трещиностойкость теплоустойчивых сталей. Рассмот рены физические процессы, протекающие в металле при восстановлении служебных свойств материалов путем применения повторной термической обработки. Показаны пути повышения точности оценки жаропрочных свойств с учетом напряженного состояния, колебания температур и напряжений, структуры и кратковременных свойств материала. В заключение [c.3]

Таким образом, работа корпусных деталей турбин в условиях воздействия высоких температур, нагрузок от внутреннего давления и периодических термических напряжений, возникающих, при переменных режимах работы, а также наличие исходных микро- и макродефектов приводит к развитию в металле отливок эксплуатационных трещин. В этом случае время образования трещины критической величины определяется не только жаропрочными свойствами, но в значительной степени свойствами трещиностойкости металла. [c.40]

В условиях эксплуатации при повышенных температурах большинство материалов, применяемых в энергоустановках, термически нестабильны. Кроме того, применяемые материалы имеют широкую гамму структур в исходном состоянии. В связи с этим при длительной эксплуатации снижение ресурса материала при ползучести и высокотемпературной малоцикловой усталости может произойти за счет падения длительной прочности в результате существенного уменьшения сопротивляемости развитию трещин. Наряду с использованием при оценках ресурса критериев длительной прочности в настоящее время дополнительно разрабатываются критерии трещиностойкости материала (28, 29, 30]. [c.63]

Таким образом, предлагаемая математическая модель (21) обладает важными преимуществами. Во-первых, она содержит в явном виде характеристики циклической трещиностойкости материала, определяемые по точкам того участка, к которому они относятся, благодаря чему исключается влияние точек одного участка на характеристики другого. Во-вторых, она позволяет адекватно описать диаграммы усталостного разрушения, содержащие все известные нам аномалии. В-третьих, раздельное описание отдельных участков существенно облегчает обобщение соответствующих выражений, так чтобы они учитывали асимметрию цикла, частоту нагружения, температуру и другие параметры, влияние которых может по-разному проявляться при низких, средних и высоких скоростях роста трещины. [c.222]

Число работ, выполняемых в этом направлении за год, исчисляется сотнями, что свидетельствует об огромном интересе исследователей к такому подходу оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Исследования закономерностей роста трещин в конструкционных материалах с учетом воздействия агрессивных сред, температур и других физико-химических факторов проводят на специальных образцах с предварительно выведенными трещинами, конструкция и методы испытания которых описаны в гл. II. [c.20]

Трещиностойкость сварных соединений одной и той же толщины, выполненных сваркой под флюсами в среде углекислого газа, практически одинакова (рис. 6). Однако на величину трещиностойкости и температуру перехода в вязкое состояние заметно влияет число свариваемых слоев. В данном случае определяющими факторами, очевидно, являются изменение пластических свойств металла шва под воздействием термомеханического цикла сварки при последующих проходах, а также увеличение толщины сварного соединения в связи с ростом количества слоев, приводящее к повышению степени стеснения пластических деформаций в области вершины дефекта. [c.286]

В связи с рассмотренными особенностями деформирования и разрушения резьбовых соединений, работающих в широком диапазоне температур, важное значение может иметь температурный фактор, способствующий возникновению дополнительных деформаций ползучести, снижению усилий предварительного затяга п накоплению длительных статических и циклических повреждений. Оценка сопротивления малоцикловому разрушению резьбовых соединений при высоких температурах может быть осуществлена по критериям длительной циклической прочности (см. гл. 2, 4 и 11). Понижение температур эксплуатации приводит к возможности возникновения хрупких разрушений резьбовых соединений на ранних стадиях развития трещин малоциклового нагружения. Это требует изучения трещиностойкости конструкционных материалов (предназначенных для изготовления резьбовых соединений) с применением соответствующих критериев линейной и нелинейной механики разрушения [19, 12]. [c.211]

Рост рабочих параметров турбоагрегатов и, в первую очередь, их единичных мощностей связан с необходимостью увеличения абсолютных размеров сечений и длины несущих частей корпусов и роторов. Масса роторов турбин при различных вариантах их исполнения повышается от 30—50 до 80—150 т. При этом для цельнокованых роторов низкого давления используют уникальные слитки массой от 100 до 550 т. Такое увеличение размеров исходных заготовок и готовых роторов, вызванное рядом технологических факторов (видом заготовки — отливка или поковка, термообработкой и т. п.), может привести к повышению неоднородности механических свойств материала уменьшению пластичности на 20—50 %, ударной вязкости на 40—60 %. Для зон роторов, находящихся под действием циклических нагрузок, существенное значение имеет эффект абсолютных размеров, состоящий в уменьшении на 40—60 % пределов выносливости (при базовом числе циклов 10 —10 ) с переходом от стандартных лабораторных образцов к реальным роторам. Неблагоприятное влияние увеличения абсолютных размеров сечений подтверждается также результатами испытаний образцов на трещиностойкость. Различие в критических температурах хрупкости в центральной части поковок по сравнению с периферийной может достигать 40—60 °С абсолютные значения критических температур для сталей в ряде случаев составляют 60—80 °С, а для высокотемпературных роторов из r-Mo-V сталей 120—140 °С. Это имеет существенное значение для роторов турбин при быстрых пусках, когда температура металла ротора может оказаться ниже критической. [c.6]

Размеры трещин определяют по парку однотипных корпусов на основе статистически представительных данных, полученных при дефектоскопии и ремонте деталей. Зная размеры и ориентацию трещин в деталях, значения и / определяют в рабочем диапазоне температур при эксплуатационных нагрузках с помощью численных экспериментов. Так как ни одна из деталей с выявленными трещинами не была окончательно разрушена, то верхняя граница полосы разброса найденных значений /Си / может быть определена как предел трещиностойкости / детали [27]. [c.133]

Чижик Л. А. Метод определения трещиностойкости материалов энергооборудования при высоких температурах Руководящие указания. Л. Изд. ЦКТИ, 1981. Вып. 44. 26 с. [c.237]

Механические свойства сталей после различных вариантов упрочняющей обработки для различных температур испытаний приведены в табл. 16—18. На рис. 4 представлена диаграмма растяжения одной из сталей, а на рис. б—8 — их характеристики сопротивления усталостному разрушению в зависимости от вида используемой упрочняющей обработки. Показатели вязкости и трещиностойкости сталей приведены в табл. 19, 20. [c.25]

Из приведенного расчета следует, что при испытании стали 15Х2МФА на трещиностойкость при Г = 20°С происходит смена механизма разрушения (рис. 4.17). При этой температуре выполнены условия (Ti ((е )см) = ((еОсм) и + + тте(20 °С)/((е )см) = Od, где (е )см — деформация, отвечающая смене механизма в структурном элементе у вершины [c.236]

Получаемый массив экспериментальных данных позволяет аттестовать материалы по сопротивлению разрушению при статическом, циклическом и ударном нагружении с определением предела усталости ст.ь статической (Кю) и циклической (Ki , К, ) трещиностойкости на основе испытаний крупногабаритных образцов линейной механики разрушения с построением (при циклическом нагружении) кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), а также показателей сопротивления разрушению при ударном нагружении -критические температуры хрупкости КТХ, ударная вязкость. [c.234]

Линейная механика разрушения не ана шзирует динамику процесса разрушения, а лишь устанавливает наличие критической точки, при достижении которой трещина становится неустойчивой. При этом подходы линейной механики разрушения не позволяют прогнозировать влияние скорости нагружения и температуры на параметры трещиностойкости. [c.297]

Авторами совместно с А. В. Гурьевым, В. И. Водопьяновым, М. Б. Бодуновой и В.А. Шером изучено влияние термической Обработки, проводимой в атмосфере воздуха и применяемой для снятия остаточных сварочных напряжений, на характеристики трещиностойкости сплавов ВТ5-1 и ВТ6. При проведении опытов необходимо было учесть влияние поверхностного газонасыщения на характеристики трещиностойкости и неизбежно сопутствующий данной термообработке распад а-фазы. Мни-тывая, что распад а-фазы наиболее интенсивно протекает в интервале 500—600°С, а температура снятия остаточных напряжений, как правило, составляет 600—700°С, опыты проводили в основном после нагрева при бОО С с разной выдержкой и частично после нагрева при 700°С с различной скоростью охлаждения. [c.132]

Скорость роста трещины является основным фактором, определяющим долговечность толстостенных корпусных литых деталей, работающих в условиях ползучести. Окончательная оценка долговечности таких деталей проводится на основе определения параметров трещиностойкости. С учетом этих обстоятельств проведены исследования кинетики роста трещин ползучести в стали 15X1МФЛ с различным структурным состоянием [28]. Исследования проводились при температурах 515—615 °С и длительности нагружения 4 10 — 4 10 ч. [c.65]

В связи с чувствительностью низколегированных трубных сталей к скорости деформирования наблюдается существенное различие между температурами перехода от вязкого разрушения к хрупкому, определяемыми на стадиях инициирования и распространения разрушения. При распространении трещины переходная температура устанавливается по результатам испытаний образцов падающим грузом согласно методике DWTT, а на стадии ее инициирования — в условиях статического нагружения стандартных образцов, используемых для оценки трещиностойкости материалов по критериям механики разрушения [21. В зависимости от марки трубной стали сдвиг между температурами перехода —T l может составлять 60 С и более. [c.281]

Известно, что с уменьшением толщины проката сопротивление материалов инициированию разрушения повышается. Это связано с переходом в области трещины от условий плоской деформации к плоскому напряженному состоянию, С целью оценки влияния толщины материала на его трещиностойкость, определяемую величиной критического раскрытия вершины трещины б , были проведены следующие опыты. Из трубной стали 10Г2Ф толщиной 17,5 мм изготавливались основные образцы сечением t X t а длиной 80 мм. Уменьшение толщины некоторых образцов до 10 7,5 4 и 2 мм осуществлялось механическим сострагиванием. Другие размеры при этом оставлялись без изменения. Результаты испытаний, проведенных при комнатной температуре, показывают, что с уменьшением толщины пластины примерно до 6—7 мм величина б медленно повышается, а затем возрастает весьма существенно, превышая 0,57 мм при t = [c.283]

Максимально высокая трещиностой-кость закаленных углеродистых сталей достигается при разных температурах отпуска, определяемых содержанием углерода. С увеличением содержания углерода, в связи с уменьшением запаса пластичности стали, оптимальная температура отпуска повышается, У стали 45 максимальная трещино-стойкость соответствует отпуску прн 400—500 С, что обусловлено получением хорошего сочетания прочностныя и пластических свойств при таком режиме термической обработки. Прн переходе к более высокоуглеродистым сталям температура отпуска, при которой достигается максимальный уровень трещиностойкости, сдвигается в область более высоких температур. [c.12]

Рис.18.5. Критерии чувствительно сти суперсплавов к трещине а — минимальная условная пластичность [20] б — скорость возвратг пластичности [21] в — диапазон нулевой пластичности (ДНП) [22] г — пластичность в диапазоне средних температур [22, 23] 1 -материал трещиностойкий 2 — материал склонен к растрескиванию

Еще один критерий, позволяющий отличить сплавы, склонные к растрескиванию, от стойких к нему, - диапазон нулевой пластичности (рис. 18.5,в). Когда идет охлаждение от максимальной температуры, близкой к температуре плавления, то в некотором интервале температур пластичность остается нулевой, и лишь затем начинает восстанавливаться. Температурную протяженность интервала нулевой пластичности, начинающегося от самого плавления, так и называют интервал нулевой пластичности. У сплавов, склонных к растрескиванию, этот диапазон широкий, а у трещиностойких — узкий. И еще один критерий склонности к растрескиванию — провал пластичности в диапазоне промежуточных температур (рис. 18.5,г). Если в этом диапазоне пластичность падает до нуля, сплав считают склонным к растрескиванию, если же пластичность остается высокой, сплав считают трещиностойким. [c.273]

Рис. 18.8. Линии нулевого напряжения и предела текучести в зоне термического влияния сварного шва (а) линия предела текучести и зона существования плато нулевой пластичности у трещиностойкого сплава (б), то же у сплава, чувствительного к трещинам (в) линия предела текучести и зона провала к нулевой пластичности при средних температурах (г)

Промежуточные температуры стали классическим температурным диапазоном для работы турбинных дисков. В этом диапазоне важные характеристики -микроструктурная стабильность и стойкость против ползучести предметом постоянных забот является также регистрация и предотвращение роста межзерен-ных трещин. Специальные методы обработки обеспечивают материалам чрезвычайно высокую прочность, однако при этом страдает трещиностойкость. Так что в промежуточном температурном интервале значительное внимание уделяют проблемам разрушения. [c.309]

Дальнейшим шагом вперед в установлении критериев вязкохрупкого перехода стало использование для определения критических температур хрупкости температурных зависимостей показателей трещиностойкости на образцах линейной механики разрушения. Это позволило регламентировать напряженно-деформированное состояние в зоне трещины путем обеспечения условий плоской деформации в зоне пластической деформации у кончика трещины, повысить достоверность результатов и получить сопоставимые значения критических температур хрупкости для сплавов с различной исходной стрз турой и химическим составом. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...