Жаропрочность — Определение

Доказано, что в результате образования непрерывных и ограниченных твердых растворов термически стабильных соединений повышается прочность межатомной связи этих фаз. В результате образования гетерогенных структур с мелкодисперсным выделением избыточных фаз из пересыщенных твердых растворов создаются дополнительные условия для упрочнения сплавов. Эти факторы, повышающие жаропрочность металлов, объясняют то, что на диаграммах состав - жаропрочность при определенных интервалах температур наблюдаются максимальные значения жаропрочности. Эти максимальные значения в металлических системах расположены вблизи границы предельного насыщения. [c.47]

Основные определения. Под жаропрочностью понимают комплекс свойств сталей и сплавов, обеспечивающих работоспособность деталей при повышенных температурах без существенной пластической деформации и разрушения. Наиболее важным методом испытания жаропрочности является определение характеристик ползучести, длительной прочности и релаксации напряжений. [c.350]

Наиболее простым методом испытания на жаропрочность является определение механических свойств (предела пропорциональности, текучести, временного сопротивления, удлинения и сжатия) при высоких температурах. Для производства [c.30]

Получаемый при такой скорости нагружения модуль упругости также обычно используют для упругопластического расчета, хотя модуль упругости, определенный при измерении частот собственных колебаний, является более точным. Значения модуля упругости, полученные при высоких температурах с обычными скоростями деформирования —5-10 %/с), как правило, занижены по сравнению с динамическими модулями, так как в значения деформаций, измеряемых при статических испытаниях, неминуемо входят деформации ползучести. Значения модулей упругости для ряда жаропрочных материалов, определенные на образцах-камертонах по относительному изменению частот собственных колебаний, даны в табл. 3.2. Здесь указаны значения модулей упругости, определенные при статических испытаниях. [c.33]

Так, стационарная турбина работает несколько лет естественно, что жаропрочность материала должна быть такова, что за это время деформация под действием ползучести не превзойдет определенной расчетной величины, например 1% за десять лет. [c.457]

Жаропрочность при разных температурах чаще всего оценивают по длительной прочности н виде сводного графика, где каждая линия соответствует длительной прочности при определенной температуре (рис. 342). [c.460]

Поскольку жаропрочность различных сплавов в определенной области температур может быть почти одинаковой, при выборе того или другого сплава для работы при высоких температурах часто руководствуются другими характеристиками. Наиболее хрупким, трудным в технологическом отношении является вольфрам, поэтому сплавы на его основе применяют обычно при рабочих температурах, превышающих 2000°С в условиях сильного эрозионного износа. Сплавы на основе тантала являются наиболее дорогими и поэтому в интервале температур 1000—1500°С используют преимущественно сплавы на основе ниобия и молибдена. Наиболее жаропрочны сплавы молибдена. Их применяют при температурах выше 1200°С и иногда до 2000 С. Выбор молибденового или ниобиевого сплава определяется требованиями пластичности, свариваемости, коррозионной стойкости и т. д. [c.530]

Жаропрочность сталей и сплавов, характеризуемая и о , зависит от природы и свойств твердого раствора основы температур плавления, рекристаллизации и атомных связей, соответствующих определенному типу кристаллической решетки основы легирующих элементов термической обработки величины зерна и характера обработки поверхности деталей. [c.201]

Влияние твердого раствора основы. Установлено, что максимальной жаропрочностью обладают сплавы, структура которых состоит из насыщенного твердого раствора и упрочняющих составляющих — карбидов или металлических соединений. Такая структура характерна для сплавов весьма сложного состава, содержащих определенные легирующие элементы. [c.201]

Неприменимы ряды предпочтительных чисел и для определения параметров прогрессивно развиваемых и модернизируемых машин, параметры которых на каждой стадии зависят от технических возможностей и потребностей соответствующих отраслей народного хозяйства. Так, мощность тепловых машин зависит от их начальных параметров (давления и температуры) и частоты вращения. Ни один из этих параметров невозможно произвольно увеличить. В некоторых случаях они имеют оптимальное значение (например, степень сжатия в газовых турбинах), изменение которого ухудшает показатели машины. Увеличение температуры и частоты вращения возможно только на базе технических усовершенствований (повышения жаропрочности материалов, улучшения охлаждения термически напряженных деталей). Результаты этих поисковых работ невозможно уложить в ряды предпочтительных чисел. [c.63]

При изготовлении литых деталей в двигателестроении для авиации и космических кораблей, буровых установок применяются многообразные металлы и сплавы особого назначения (жаропрочные, жаростойкие, износостойкие и др.). Как правило, свойства чистых жаропрочных металлов соответствуют одновременно всем этим требованиям. Определенным и заданным физико-механическим свойствам отвечают специальные сплавы на основе жаропрочных металлов, легированные тугоплавкими элементами. [c.30]

Сплавы-, обладающие одновременно высокой жаропрочностью и жаростойкостью, содержат в определенных сочетаниях большое количество легирующих элементов (Ni, Со, Fe, Ti, Сг, Zr, V, Nb, Mo, Та, W, Re и др.) и являются высоколегированными. [c.32]

При проектировании литниковых систем для производства жаропрочных отливок на основе железа необходимо учесть следующие требования литниково-питающая система должна заполнять форму металлом за определенное время и обеспечивать минимальное количество неметаллических и газовых включений в металле она должна обеспечить рациональный режим затвердевания и охлаждения отливки, занимать небольшое место в опоке и форме и обеспечивать технологическое удобство при формовке. [c.147]

Расход едкого кали зависит от степени предварительного механического удаления керамики и составляет от 100 до 140 г на 1 кг отливок. С экономической точки зрения выщелачивание в растворе КОН относительно дорогой процесс, так как едкое кали приблизительно в 2 раза дороже едкого натра. Преимущество использования растворов щелочей заключается в относительно простой механизации или автоматизации процессов выщелачивания. Такие механизированные устройства для выщелачивания в растворах щелочей используют в литейных цехах России в двух вариантах конвейерные и барабанные. Первый вариант применяют при производстве крупносерийных отливок из конструкционных сталей. Жаропрочные отливки в основном производят определенными партиями и их следует очищать только в специальных барабанах. [c.355]

Роль затравки при кристаллизации жидкого гетерогенного расплава заключается в том, что, во-первых, зарождение дендритных структур и расположение их параллельными рядами должно происходить вдоль плоскости (001) и, во-вторых, необходимо создать условия теплоотвода в стартовой зоне, обеспечивающей определенную скорость кристаллизации. Схема процесса затвердевания жаропрочного сплава лопатки с монокристаллической структурой показана на рис. 212. [c.427]

С целью создания более гомогенного жидкого расплава необходимо перегреть жаропрочный сплав на 150 -200°С (Д/) выше температуры ликвидуса (/л) и выдержать определенное время. Эти показатели для жидкого сплава устанавливают экспериментально. Например, при заливке жаропрочного сплава при 1550°С с температурой формы 1050°С и опускании в алюминиевый сплав [c.428]

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной. прочности Одп— напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре условный предел ползучести % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Уд = Ю %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Va = Ю мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 °С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч. [c.222]

В жаропрочных сплавах в области малоцикловой усталости, когда предельное состояние достигается в условиях отрицательной асимметрии цикла, имеет место возрастание СРТ по сравнению с развитием трещины при отнулевом (пульсирующем) цикле нагружения [22]. С возрастанием уровня напряжения влияние отрицательной асимметрии цикла становится существенней и СРТ значительно возрастает. Сопоставление последовательно снижаемого уровня напряжения на СРТ показало, что при достижении уровня напряжения 500 МПа отрицательная асимметрия цикла и пульсирующий цикл нагружения оказывают эквивалентное воздействие на рост трещины. Это связано с тем, что локальная асимметрия цикла нагружения, определяемая протеканием процесса пластической деформации перед вершиной концентратора напряжений, оказывается недостаточной для заметного влияния на процесс разрушения. Следовательно, определение закрытия вершины трещины в разных зонах вдоль фронта трещины при отрицательной асимметрии цикла должно быть осуществлено в зависимости от размера зоны пластической деформации. Для длинных трещин с возрастанием размера указанной зоны по длине трещины имеет место ослабление влияния отрицательной асимметрии цикла на СРТ. В области малоцикловой усталости ослабление роли отрицательной асимметрии цикла на рост малых трещин в пределах нескольких миллиметров от вершины концентратора напряжений происходит по мере снижения размеров формируемой перед ним зоны. [c.294]

Применительно к решению задачи об определении причины разрушения элемента конструкции реализованный процесс роста трещины уже имеет указанный показатель степени. Он может быть определен в результате измерений шага усталостных бороздок по длине трещины, поэтому решение обратной задачи становится достаточно простой процедурой. По известным или предполагаемым значениям поправочных функций, полученным на основе испытания образцов, производится оценка реализованных условий процесса усталостного разрушения жаропрочных и нержавеющих сталей. Она позволяет дифференцировать процессы, реализованные в области низкочастотного, высокотемпературного нагружения и с выдержками материала под нагрузкой. [c.359]

Рассмотрим другие способы. Способ" ускорения определения сопротивления усталости сталей и сплавов с дисперсионным упрочнением на больших ресурсах и при высоких температурах (жаропрочные и другие материалы) заключается в том, что с целью сокращения длительности цикла испытаний на усталость испытаниям подвергают материал в состоянии, соответствующем его состоянию после термической обработки и после дополнительного старения при рабочей температуре в течение времени до начала разупрочнения материала, происходящего вследствие коагуляции упрочняющей фазы. [c.118]

Метод определения долговечности предусматривает испытания жаропрочных материалов при одновременном действии статических растягивающих и переменных изгибающих напряжений в условиях ползучести при высоких температурах. С целью ускорения испытаний пределы ограниченной выносливости определяют как разность между пределом ограниченной выносливости при симметричном. .цикле и статическим растягивающим напряжением при сохранении прежней базы. [c.118]

Наряду с определением свойств длительной прочности вольфрамовых проволок в [38] проведены металлографические исследования, испытания микротвердости и измерения пластичности разрушенных проволочных образцов. Обнаружена корреляция между рекристаллизацией вольфрамовой проволоки (между 982 II 1093 °С) и изменениями, наблюдаемыми в значениях долговечности выше этих температур. Основной результат исследований состоял в том, что свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки оказались лучше известных данных, полученных для других форм вольфрама, других тугоплавких металлов и жаропрочных сплавов. [c.277]

Рассмотрены основные типы повреждений металла оборудования тепловых электростанций, работающего при высоких температурах. Показано влияние физических и технологических факторов на характеристики жаропрочности, работоспособность и долговечность теплоустойчивых сталей. Приведены расчетно-экспериментальные методы определения характеристик жаропрочности и прочности сталей и средства технической диагностики оборудования. [c.2]

Оценка остаточного ресурса проводится по запасу прочности как отношению предела длительной прочности стали к эквивалентным напряжениям. Поэтому на точность определения ресурса влияет надежность выбранных характеристик жаропрочности. Методы повышения надежности этих характеристик описаны в гл. 2,3. При низких значениях коэффициента запаса прочности рекомендуется [16, 22] проводить оценку поврежден-ности рассматриваемых деталей. [c.30]

Реальная оценка ресурса энергооборудования является одной из важных задач современного этапа эксплуатации тепловых электростанций. Расчет ресурса по принятым схемам [36] не в полной мере учитывает имеющийся разброс свойств металла, что может в значительной степени исказить точность оценки срока службы оборудования. Для деталей, работающих в условиях ползучести, достоверность оценки ресурса определяется в основном двумя факторами — точностью оценки жаропрочных свойств материала и точностью определения температурно-силовых условий работы оборудования в процессе эксплуатации. Повыщение точности оценки жаропрочных свойств может быть осуществлено, если при выборе расчетных характеристик учитывается связь между свойствами материала и его структурой. [c.49]

В целях определения возможности использования характеристик жаропрочности работавшего металла было проведено исследование температурно-временной зависимости процесса разупрочнения приграничных объемов в эксплуатации и при испытании образцов. В качестве структурного признака бьшо выбрано строение приграничных зон, а именно низкая плотность дислокаций и карбидных частиц по сравнению с матрицей. [c.57]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЖАРОПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ [c.67]

В Проблеме оценки конструктивной жаропрочности большое значение имеет изучение поведения материалов в условиях трехосного растяжения, которое является одной из причин наступления хрупкого разрушения. Специальные опыты на трехосное растяжение методически трудно осуществимы, поэтому при изучении работоспособности материалов часто прибегают к разного рода качественным пробам. Этим объясняется тот интерес, который проявляют исследователи при определении чувствительности к надрезу жаропрочных материалов — испытаниям на длительную прочность цилиндрических образцов с кольце- [c.157]

Для оценки долговечности жаропрочных сталей в условиях сложного нагружения возможна аналогичная модернизация уравнения типа (3.1), точнее, (3.28), в которой кроме параметров нагружения вводится величина эквивалентных напряжений, определенная [137] по критериям типа (4.10). [c.167]

ОСТ 108.901.102-78. Котлы, турбины и трубопроводы. Методы определения жаропрочности металлов. Л. Изд. НПО ЦНИИТМАШ. 1979. [c.264]

Более полно, чем какой-пнбудь один показатель, например 1<Тпл или Од, жаропрочность материала характеризуют сводные графики. На рис. 341 приведен график для сплава, из которого изготавливают турбинные лопатки. Диаграммы в логарифмических координатах (Iga —Igt) характеризуют жаропрочные свойства при какой-то определенной температуре для разной продолжительности испытания. [c.458]

Линии на этой диаграмме, как и на диаграмме рис. 341, характеризуют свойства стали определенной плавки. Разные плавки сплава одной марки имеют некоторые различия в составе в соотпетствии с допускаемыми колебаниями в содержании элементов, что вызывает и колебания в свойствах жаропрочности. Поэтому марочной характеристикой жаропрочности является не определенная линия (в координатах Iga —Igx), а полоса, как это изображено на рис. 343. [c.460]

Для некоторых металлов (например алюминия, титана, монокристаллов молибдена и вольфрама) в процессе возврата и поли-гопизации происходит заметное понижение прочности и повышение пластичности. Однако их жаропрочные свойства при этом повышаются. У меди, никеля и их сплавов на определенной стадии поли-гонизации твердость, пределы текучести, упругости и выносливости, а также пластичность повышаются. Одновременно сиижаючся неупругие эффекты. Упрочнение происходит в результате закрепления подвижных дислокаций атомами примесей в дислокационных стенках, возникающих при полигонизации, ( ,е([)ормировациого металла. [c.54]

С участием научных сотрудников центра разработаны уник ип.ные технологии ремонтной сварки нефтепродуктопроводов и колонной аппаратуры под рабочим давлением способами ручной электродуговой и полуавтоматической сварки в среде углекислого газа. Впервые в отечественной практике нефтеперерабатывающих предприятий внедрена технология объемной термической обработки крупногабаритных змеевиков трубчатых печей из жаропрочных хромомолибденовых сталей со значительным экономическим эффектом. Проводятся комплексные исследованм по обеспечению конструктивной прочности нефтегазохимического оборудования. Центром совместно с АООТ ВНИИнефтемаш разработаны и введены в действие Программа обследования технического состояния сосудов и аппаратов технологических установок нефтеперерабатывающих и химических производств , Методика оценки технического состояния и определения срока эксплуатации трубчатых печей нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств , Программа обследования технического состояния хранилищ жидкого аммиака . [c.409]

Эти данные определенно указывают на фрактальную природу фаниц зерен, независимо от степени их изрезанности, наблюдаемой при микроскопических исследованиях. Просматривается также корреляция между фрактальной размерностью фаниц и жаропрочностью сплавов. Фракгальность исходной [c.97]

Литье жаропрочных сплавов широко применяется н литейных цехах моторостроительных заводов для производства отливок двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных реактивных двигателей. В 1970 - 1980 гг. вопросы технологии литья и др. в определенной степени отраж шись в научно-технической и специальной литературе, однако их изложение было не систематизировано. С 1990 г. публикации в научно-технической литературе по вопросам этой отрасли стали заметно снижаться. [c.8]

Отливки из жаропрочных сплавов в основном содержат тугоплавкие металлы, и они особенно склонны к дефектам. Такие дефекты, как газовые раковины, шлаковые включения, неспаи и коробление, при определенной технологии мог-ут быть исправлены. Для исправления коробления [c.382]

При выращивании монокристалла жаропрочного сплава необходимо создать определенные условия для роста только одного кристалла. Однако в производственных условиях выращивать идеальную монокристаллическую структуру весьма сложно. Поэтому под монокристаллической отливкой условно понимают изделие, выросшее из одного макрозерна, хотя в микроструктуре имеются фазовые включения, отличающиеся от матрицы как типом, так и параметром кристаллической решетки. [c.424]

Низколегированная сталь. Сталь 15Х1М1ФЛ, закристаллизованная под давлением 200 МНУм , по механическим свойствам не уступает катаной трубной стали того же состава и значительно превосходит литую обычными методами сталь Ств=800 МН/м2, б=8%- Кроме того, ее жаропрочность в 1,4 раза выше, чем у обычной стали. Это объясняется улучшением состояния границ, по которым идет более 85% общей деформации материала, а также увеличением количества свободной карбидной фазы в структуре [13]. Суммарная масса карбидного осадка, определенного при помощи метода электролитического растворения образцов, после нормализации от 960° С составила в среднем 3,66 /о от массы растворенного металла, а свободно затвердевшей стали 3,34%. [c.137]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

В книге содержатея результаты многолетних исследований авторов, в том числе по расчетно-экспериментальному методу определения жаропрочных свойств, по влиянию восстановительной термической обработки на свойства металла. Главы 1, 2, 6.6 написаны Т. Г. Березиной, гл. 3, 4 — И. И. Труниным, гл. 5, 6 — Н. В. Бугаем. [c.4]

Влияние холодной гибки на дислокационную структуру и характер накопления повреждений приводит к изменению жаропрочных свойств стали в эксплуатации. Сравнительное определение кратковременных и длительных свойств металла прямых труб и гибов после различных сроков эксплуатации с различной степенью поврежденности, проведенное в [20], показа,зо, что кратковременные механические свойства слабо зависят от длительности эксплуатации. Прочностные свойства, как правило, выше, а пластические ниже, чем на пря.мых участках. Длительная прочность гибов, в металле которых присутствуют поры и цепочки пор по границам зерен, в том числе и разрушенных в эксплуатации, существенно ниже, чем гибов в исходном состоянии и после эксплуатации, в металле которых отсутствуют поры. [c.27]

Неоднородность жаропрочных свойств по сечению поковки может отражаться на деформации ползучести отдельных роторов, что проявляется значительным разбросом результатов эксплуатационных измерений [71]. Поэтому необходимо располагать среднемарочным уравнением состояния стали в целом с определением границ полосы разброса, построенной для заданной вероятности. [c.92]

Естественно ожидать, что характеристики субструктуры металла определяют его длительные жаропрочные характеристики. Исследованиями Донтехэнерго установлена линейная зависимость предела длительной прочности сгд от параметра субструктуры [115]. Точность измерения угла разориентировки между блоками составляет 10%, поэтому точность определения сгд новым методом составляет 10% по отношению к сгд.п, определенной испытаниями на длительную прочность. [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...