Растрескивание под действием термических напряжений

Растрескивание под действием термических напряжений. Термические напряжения возникают в связи с изменением теплового состояния металла изделия при его нагреве, охлаждении, а также длительном пребывании при повышенной или пониженной температуре. Разрушения под действием термических напряжений происходят только вследствие теплового градиента, без приложения внешней механической нагрузки. Причиной возникновения трещин при этом является образование локальных полей напряжений. [c.164]

З.2.З.З. РАСТРЕСКИВАНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ [c.283]

Предположение о природе разрушения, выдвинутое в настоящей работе, состоит в том, что микротрещины в зоне сварного шва при сварке сплава Ti—5А1—2,5Sn (пч) с титаном Ti-55A являются отправными пунктами для начала образования гидрида титана. Микротрещины в поверхностном слое окисла титана вызваны, вероятно, термическими напряжениями при сварке и циклической сменой давления при изготовлении баков. В этом случае водород вступает в реакцию с высокоактивной поверхностью титана под микротрещиной и образует поверхностный гидрид титана. Поскольку гидрид титана очень хрупок, он будет растрескиваться под действием термических напряжений и циклического давления, образуя новые поверхности для воздействия водорода. В итоге образование гидрида вызывает растрескивание металла и его разрушение. [c.289]

Способность матрицы пластически деформироваться желательна для повышения сопротивления разрушению, вызванного механическими или термическими напряжениями. Напряжения возникают при нестационарных температурных режимах изготовления деталей, при которых наблюдается изменение во времени перепада температур между различными частями детали. Другим источником напряжений является несоответствие в коэффициентах термического расширения между вольфрамовой проволокой и типичными жаропрочными сплавами. Матрицы из хрупких материалов могут легко растрескиваться вследствие этих напряжений. Были разработаны жаропрочные сплавы, которые могли достаточно хорошо пластически деформироваться, чтобы выдержать несколько тысяч циклов без растрескивания. Для успешной разработки композиционных материалов необходимы матрицы из жаропрочных сплавов, обладающих подобным высоким сопротивлением разрушению, под действием термических напряжений. [c.262]

Окончательно разрушается при растрескивании пленки Сг под действием термических напряжений. [c.97]

Склонность сварных соединений к сероводородному растрескиванию увеличивается под действием остаточных напряжений при сварке. Когда электроды имеют тот же химический состав и прочностные характеристики, что и основной металл, склонность к растрескиванию наибольшая в зонах термического влияния сварного соединения. Эти зоны подвергаются быстрому нагреву и охлаждению при сварке, претерпевают изменения микроструктуры и прочностных свойств. Трещины образуются в точках с максимальной твердостью. [c.60]

Коррозионно-усталостное разрушение, как правило, вызывается определенными компонентами окружающей среды, которые практически не оказывают значительного влияния на общую коррозию. Для коррозионно-усталостного разрущения характерно наличие большого количества трещин наряду с основной трещиной, по которой произошло разрушение. Если схема напряженного состояния одноосная, то трещины располагаются параллельно друг другу в плоскости, перпендикулярной направлению действия напряжений. При кручении группа трещин исходит из одной точки. Они часто имеют форму перекрестий или звезд, расположенных приблизительно под углом 45° к оси кручения. При растрескивании труб, обусловленном действием термических напряжений, наблюдают параллельные периферические трещины, причем часто проявляется вторая система трещин под большими углами к первым, т. е. расположенными параллельно приложенным напряжениям (рис. 5.46). Иногда из трещины выделяются продукты коррозии и обычно гладкие участки поверхностей излома покрыты [c.292]

Влияние разрушения окалины. В котлах, работающих при низких температурах, процесс коррозии стали замедляется, когда на ней образуется еще сравнительно тонкий слой окалины. Однако при более высоких температурах слой окалины вскоре становится толстым и наступает опасность его растрескивания под действием напряжений, возникающих вследствие различия в термическом расширении при более быстрых изменениях рабочей температуры. Небольшие трещины в слое окалины создают обычное опасное сочетание большого катода и маленького анода, приводящее к- интенсивной локализованной коррозии. Очевидно, необходимы меры, не допускающие слишком быстрого остывания котлов с высоких температур, так как если только в слое окалины образуются трещины, то может наступить интенсивная коррозия Л- Даже если,бы котел мог работать при постоянной температуре, истирание, обусловленное ударяющимися частицами, или, быть может, эрозия в результате действия движущегося с большой скоростью водяного потока, вероятно, нарушили бы в отдельных местах целостность слоя окалины, что привело бы к тяжелым последствиям [22]. [c.404]

Когда циклические нагрузки и деформации возникают в детали в результате действия циклически меняющегося температурного поля, явление обычно называется термической усталостью. Разрушение, называемое поверхностной усталостью, обычно происходит при наличии вращающихся контактирующих поверхностей. Проявляется оно в виде питтинга, растрескивания и выкрашивания контактирующих поверхностей в результате действия контактных напряжений, под влиянием которых на небольшой глубине у поверхности возникают максимальные по величине цик- [c.17]

Под действием растворов, содержащих менее 0,0015% H2S, трещины в сталях образуются из-за существующих в них внутренних напряжений [103]. Быстрое растрескивание происходит при повышенных пределах текучести (более 60 кгс мм ) и термической обработке (/>720° С), так как эти условия допускают образование мартенсита [104]. Возникающие трещины являются меж-кристаллитными [98, стр. 233 105]. [c.37]

Упругие напряжения, возникающие в материале, могут быть по природе внутренними напряжениями, появляющимися в материале в результате термической обработки, и внешними — под влиянием нагрузок. Часто в деталях действуют внутренние и внешне приложенные нагрузки (в результате сварки, быстрого охлаждения с высоких температур и при работе деталей под давлением). Наблюдаются случаи больших напряжений в биметалле из нержавеющей стали, а также в сварных швах вследствие большой разницы в коэффициентах линейного расширения. Операции штамповки, гнутья и др. часто бывают причиной больших внутренних напряжений, которые способствуют коррозионному растрескиванию при воздействии соответствующих сред. [c.627]

После горячей деформации в изделиях появляются остаточные напряжения вследствие одновременного действия самой деформации и температуры, при которой происходит образование и выделение избыточных карбидов. Эти напряжения снимаются и пониженная коррозионная стойкость восстанавливается термической обработкой, которая для аустенитных сталей состоит из нагрева стали до высоких температур (1000—1150° С) — аусте-низации и быстрого охлаждения, что подробно рассматривается при описании соответствующей стали, и в главе о коррозионном растрескивании нержавеющих сталей под напряжением. [c.712]

Термической обработкой по режиму 400° С в течение 1 ч достигается повышение прочности сцепления слоя и одновременно отмечается снижение его пластичности. На обратной стороне термообработанных образцов от действия напряжений сжатия развиваются трещины, направленные под углом к линии гиба, покрытие в некоторых местах хрупко разрушается, образуя лунки с неровными краями, т. е. характер растрескивания покрытий аналогичен разрушению хрупких материалов при их сжатии. [c.71]

При внимательном рассмотрении явления растрескивания в условиях деформационного старения становится ясно, что непосредственной причиной образования трещины не обязательно является напряжение, остаточное или внешнее (приложенное), наиболее важным фактором оказывается скорее степень деформации, возникающей под действием этих напряжений. Чтобы вычислить максимальную степень деформации, порождаемой остаточным сварочным напряжением, можно допустить, что это напряжение эквивалентно пределу текучести, а деталь жестко закреплена. Если предел текучести равен примерно 700 МПа, а модуль упругости — примерно 2,1 X10 МПа, то полная релаксация напряжения может быть достигнута при деформации в 0,33 %. По данным, опубликованным Ro ketdyne [ЗО], в образцах, имитирующих зону термического влияний, при нагреве со скоростью 14-17 °С/мин до 870 °С напряжение срелаксировало бы только до 350 МПа [c.284]

Помимо растрескивания под действием статических растягивающих напряжений сероводородные среды вызывают также заметное снижение сопротивления стали циклическим и знакопеременным нагрузкам (т. е. способности противостоять усталостному разрушению). В работах [93, 140] отмечается значительное уменьшение показателей усталостной прочности в водных растворах при добавлении в них сероводорода. Установлено, что как нормализация, так и термическое улучшение (закалка4-отпуск) практически одинаково увеличивают сопротивление усталостному разрушению в сероводородных средах [140]. [c.73]

Растрескивание предотвращают соответствующей термической обработкой стали, исключая загрязнение аммиака воздухом или добавляя 0,2 % HjO, действующей как ингибитор [9]. Межкри-сталлитное растрескивание стали под напряжением отмечено при контакте с Sb lg + НС1 + AI I3 в углеводородном растворителе [10]. Транскристаллитное КРН стали, содержащей 0,1— [c.134]

Механические напряжения. Сильно влияют на кинетику и механизм разрушения металлов в агрессивных средах. В зависимости от вида напряжений и характера разрушения различают коррозию под напряжением, когда в результате действия внешних и внутренних, вернее, остаточных (после сварки, пластической деформации, термической обработки) напряжений изменяется скорость коррозионных процессов. В этом случае разрушение приобретает локализованный характер. В результате действия растягивающих напряжений и агрессивной среды может возникнуть весьма опасный вид разрушения — коррозионное растрескивание. Оно происходит при почти полном отсутствии заметной макропластической деформации н приводит к серьезным авариям. 11аблюдается в агрессивных средах (аммиак, цианистый водород, растворы щелочей, нитратов, хлоридов, кислот и др.) [7, 14]. [c.254]

Так как в настоящее время отсутствуют указания об ингибиторах, которые сами по себе способны полностью предотвратить сероводородное растрескивание стальных элементов нефтегазодобывающего оборудования, то ингибиторную защиту целесообразно проводить в сочетании с другими мероприятиями, способствующими уменьшению опасности этого вида разрушения (ограничение прочности стали, термическая обработка аппаратуры для снятия внутренних напряжений в металле и т. д.). При этом можно использовать И-1-А, катапин, контол, уникор и другие признанные нефтяные ингибиторы, которые значительно уменьшают общую коррозию под действием сероводородных растворов [2, 79]. Так как водород, проникающий в сталь и вызывающий ее охрупчивание, образуется именно в результате этой общей коррозии, то очевидно, что наводороживание стали также будет значительно уменьшено. Те количества водорода, которые в присутствии ингибитора войдут в сталь, не смогут вызвать ее растрескивания при условии снижения склонности стали к этому виду разрушения с помощью упомянутых выше параллельно проводимых мероприятий (ограничение прочности стали, снижение величины рабочих напряжений, термическая обработка оборудования). [c.104]

При контакте высококоицентрированных агрессивных растворов (расплавов) с пленкой магнетита последняя повреждается, причем рост температуры стенки трубы существенно ускоряет разрушение защитной пленки. Далее интенсифицируется диффузия ионов металла теплоотдающей поверхности с образованием под солевыми отложениями рыхлых оксидных слоев большого объема. В результате под действием повышенных термических и механических напряжений происходит растрескивание магнетитосолевых отложений, отторжение оксидных слоев от металлической поверхности, попадание на стенку трубы кипящей [c.18]

Особый вид коррозии титана—солевая коррозия, проявляющаяся в том, что под действием напряжений в месте контакта соли с титановым сплавом возникают трещины, которые постепенно распространяются в глубь металла, обычно вдоль границ зерен, приводя к преждевременному разрушению. Это растрескивание наблюдается при температурах примерно от 250 до 550°С, т. е. в том температурном интервале, в котором применение титановых сплавов наиболее целесообразно. Технически чистый титан не склонен к горячесолевому растрескиванию. Склонность к солевой коррозии усиливается с повышением содержания алюминия. Резкий переход от вязкого разрушения к хрупкому происходит, когда содержание алк>миния в о-сплавах увеличивается с 4 до 6% [41]. Специальная термическая обработка, в основном закалка из а- или (а-НР)-области, может существенно повышать стойкость сплава против горячесолевого растрескивания. [c.20]

Вполне допустимо, что новые поры возникают на наиболее слабых участках молекулярной структуры связующего, например в зонах разреженной сшивки, где даже не слишком высокие температуры могут привести к статистически рассеянным локальным перегревам, вызывающим термодеструкцию. Характерными процессами в начальной стадии термодеструкции является, по-види-мому, перетекание по микроканалам выделяющихся в массе связующего газообразных продуктов деструкции в первичные поры, межслоевые каверны и расширение их под действием увеличивающегося давления. Термическое расширение материала, а также повышение давления газов в порах увеличивают местные напряжения и создают предпосылки для растрескивания материала. Большую роль в этом процессе играют термическиенапряжения, вызванные различием коэффициентов температурного расширения стекловолокон и связующего. Эти напряжения, по-видимому, интенсифицируют процесс разрушения связующего и его деструкции, что проявляется в увеличении скорости убыли вещества в наполненных материалах по сравнению со скоростью убыли вещества в ненаполненных полимерах того же химического состава. [c.98]

Коррозионное растрескивание стали происходит также под воздействием безводного жидкого аммиака при комнатной температуре. Например, в изготовленном холодной обработкой корпусе или в сварных швах стальных резервуаров для хранения этого газа в сниженном виде образовывались трещины. Трещины в основном имеют межкристаллитный характер, но могут также быть и транскристаллитными. Растрескивание предотвращают соответствующей термической обработкой стали, устраняющей внутренние напряжения, а также предупреждая загрязнения воздухом или добавляя примерно 0,2% HgO, которая в данном случае действует как ингибитор [7]. Сообщается о межкристаллитном растрескивании напряженной стали под воздействием 5ЬС1з -f-+ H l + AI I3, содержащихся в углеводородном растворителе [81. [c.110]

Несомненно, наряду с общеизвестными методами предотвращения коррозии под напряжением углеродистых сталей путем регулирования структуры, последующей обработки, подбором коррозионной среды, следует осуществлять контроль действующих в конструкции напряжений. Вероятно, подавляющее большинство разрушений по причине коррозионного растрескивания происходит в результате присутствия в полуфабрикате остаточных напряжений, величина которых обычно близка к напряжениям предела текучести, а должна быть значительно меньше расчетных напряжений. Для устранения коррозионного растрескивания иногда остаточные напряжения можио устранять или понижать до минимальных значений. Так, напряжения в сварных соединениях можно снять отжигом при температуре около 650° С если это невозможно, то их можно значительно снизить или отжигом при более низких температурах [35], или за счет локальных нагревов [36]. Частичное снятие напряжений не применимо к малоуглеродистым сталям, так как они могут растрескиваться при напряжениях 50 — 60 МН/м . В этой связи стоит упомянуть, что .... отпуски холодиодеформироваиной стали при 400—650° С, которые иногда, по-видимому, специально применяются, могут даже понижать сопротивление коррозионному растрескиванию, а не увеличивать его [16]. Если верно утверждение, что термическая обработка при 400—650°С проводимая [c.251]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...