Ползучесть при высоких температурах

Ползучесть. При высоких температурах существенное значение имеет явление ползучести материалов (крип), заключающееся в росте пластической деформации с течением времени при постоянном напряжении, не вызывающем пластических деформаций при кратковременном действии нагрузки. В зависимости от величины напряжения и температуры деформация, происходящая в результате ползучести, может либо прекратиться, либо продолжаться до разрушения материала. [c.114]

В теории ползучести изучаются законы связи между напряжениями и деформациями и методы решения соответствующих задач. Ползучесть материалов — это свойство медленного и непрерывного роста упругопластической деформации твердого тела с течением времени под действием постоянной внешней нагрузки. Свойством ползучести в большей или меньшей мере обладают все твердые тела металлы, полимеры, керамика, бетон, битум, лед, снег, горные породы и т. д. При нормальной температуре некоторые материалы (металлы, полимеры, бетон) обладают свойством ограниченной ползучести. С ростом температуры ползучесть материалов увеличивается и их деформация становится неограниченной во времени. Особенно опасно для элементов конструкций и деталей машин проявление свойства ползучести при высоких температурах. Уже при небольших напряжениях материал перестает подчиняться закону Гука. Ползучесть наблюдается при любых напряжениях и указать какой-либо предел ползучести невозможно. В отличие от обычных расчетов на прочность, расчеты на ползучесть ставят своей целью не обеспечение абсолютной прочности, а обеспечение прочности изделия в течение определенного времени. Таким образом, при расчете изделия определяется его долговечность. [c.289]

Было показано также, что значение энергии активации ползучести при высоких температурах пропорционально изменению теплосодержания [c.328]

Заметим, что металлы и в первую очередь стали обнаруживают свойство ползучести при высоких температурах, достигающих нескольких сотен градусов (по Цельсию), в связи с чем вопросы ползучести металлов в дальнейшем не рассматриваются. Желающие познакомиться с указанным разделом механики твердого деформируемого тела могут воспользоваться работами 118, 27]. [c.343]

Сплавы на основе кобальта, содержащие 12% тантала (или 8—10% ниобия), способны к дисперсионному твердению. Они отличаются высокой прочностью при растяжении и сопротивлением ползучести при высоких температурах. [c.513]

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]

Достигаемое упрочнение проволоки наклепом, как правило, быстро снимается при повышенных температурах, поэтому ведутся работы по созданию условий сохранения высокотемпературной прочности и сопротивления ползучести при высоких температурах. [c.42]

Ползучесть — это своеобразный барьер на пути использования металлов при высокой температуре и нагрузках. Металлы и сплавы, сопротивляющиеся ползучести при высоких температурах, называются жаропрочными. [c.29]

Стали, идущие на изготовления паровых котлов, должны обладать высокой пластичностью, свариваемостью и жаростойкостью, т. е. устойчивостью в отношении газовой коррозии, иметь стабильную структуру, а также допустимые пределы длительной прочности и ползучести при высоких температурах. [c.12]

Ползучесть и длительная прочность. Ползучестью называется свойство металла непрерывно пластически деформироваться при высоких температурах, под действием длительной, нагрузки, даже если эта длительная нагрузка будет значительно меньше предела текучести при данной температуре. Свойство ползучести при высоких температурах наблюдается у всех сталей. [c.41]

Кроме того, следует уменьшать дополнительные напряжения, обусловленные изгибом и температурными деформациями. Иногда дополнительные напряжения изгиба удается снизить применением шайб из низкоуглеродистых сталей, склонных к ползучести при высоких температурах. [c.169]

При введении в сталь в небольших количествах W слабо влияет на коррозионную стойкость. Его применяют как легирующий элемент для увеличения сопротивляемости сталей ползучести при высоких температурах. Отрицательно сказывается W на окалиностойкости. [c.12]

Ползучесть при высоких температурах. В области высоких температур ползучесть титана осуществляется так же, как и у дру- [c.131]

Болтовое соединение. Прочность болтового соединения зависит от прочности на сдвиг болтов, заклепок, шурупов и других скрепляющих элементов и усилия, действующего на скрепляемые элементы. По сравнению с клеевым соединением болтовое соединение имеет следующие достоинства [67] 1) значительная стойкость к ползучести при высоких температурах 2) малый разброс в значениях прочности соединения [c.124]

Большинство исследователей отмечает, что хром, марганец и никель способствуют развитию хрупкости у сталей, а присадка молибдена полностью устраняет ее. Введение вольфрама оказывает положительное влияние, но его действие менее эффективно, чем молибдена. Позднее было выяснено, что молибден весьма полезен в сталях не только для устранения хрупкости, но и для повышения сопротивления ползучести при высоких температурах (рис. 32). [c.60]

Высокопрочные проволоки — ракетная (стальная), молибденовая и вольфрамовая — особенно полезны как армирующие компоненты благодаря своей высокой прочности. При использовании металлических сплавов в виде проволоки могут быть получены более высокие прочностные характеристики, чем при использовании их в другом виде. Указанные проволоки обладают также хорошими характеристиками ползучести при высоких температурах предел прочности стальной проволоки AFG-77 составляет 2,8 ГН/м (280 кгс/мм ) при 600° С, молибденового сплава Т2М — 1,0 ГН/м (98 кгс/мм ) при 1100° С и торированной вольфрамовой проволоки (диаметром 1,27 мм) — 1,8ГН/м (189 кгс/мм ) при 1100° С. Однако эти проволоки не обладают высоким отношением модуля к плотности, свойственным другим волокнам. В противоположность этому бериллиевая проволока имеет очень высокое отношение модуля к плотности, как показано в табл. 1, но высокая стоимость ограничивает ее применение, и поэтому используются другие виды армирующих компонентов из бериллия. [c.37]

Экструдированные прутки из ДКМ имеют более высокие показатели длительной прочности и ползучести при высоких температурах, чем холоднокатаные. ДКМ на основе никеля при температуре свьппе 1000 °С имеют в два-четыре раза более высокую прочность и жаростойкость, чем жаропрочные сплавы на основе никеля и кобальта, [c.804]

В последнее время появился значительный интерес к установлению основных механизмов высокотемпературной ползучести керамических материалов. Рассмотрим данные, которые в первом приближении согласуются с механизмом Набарро. У ряда керамических материалов скорость ползучести при высоких температурах возрастает линейно с ростом приложенного напряжения. В табл. 3 энергия активации ползучести таких материалов сравнивается с энергией активации спекания и объемной диффузии. [c.258]

В случае проведения испытания на ползучесть при высокой температуре, снятие внешней нагрузки приводит к немедленному возврату упругой деформации, вследствие чего на- [c.268]

Остановимся теперь на другом важном свойстве металлов, связанном с ползучестью при высокой температуре. Если пружину из высокосортной стали сначала растянуть, а затем вскоре после этого предоставить самой себе, сняв нагрузку, то даже при достаточно высокой температуре пружина сожмется до своей начальной длины. Если же эту пружину оставить при высокой температуре на длительный срок в растянутом состоянии, закрепив неподвижно ее концы, то обнаруживаемое ею упругое усилие начнет постепенно ослабевать. Через некоторое время эта сила часто полностью исчезает, и в таком состоянии пружина теряет вовсе способность к дальнейшему самопроизвольному сжатию. Это явление называется релаксацией. [c.12]

При изучении ползучести технических сплавов также встречаются разные обстоятельства. Существуют материалы, структурно устойчивые в данном интервале температур и времен ползучесть таких материалов описывается относительно простыми соотношениями, и для них может быть построена механическая теория. Значительно сложнее обстоит дело с теми сплавами, которые в процессе ползучести при высокой температуре претерпевают фазовые превращения. Описание ползучести таких материалов в терминах механики встречает значительные трудности. В различных температурных диапазонах, как это следует из физических исследований, преобладают различные атомно-дислокационные механизмы ползучести, поэтому уравнения ползучести могут существенно меняться в зависимости от области их приложения. [c.120]

BOM приближении прочность металлов при высоких температурах увеличивается с повышением их температуры плавления. Это связано с тем, что ползучесть металлов при высоких температурах совершается путем восходящего движения дислокаций, которое может осуществляться при наличии термической активации и диффузии атомов. Энергия активации процесса ползучести при высоких температурах Т по Дорну, равна энергии акти- [c.117]

Молибден является тяжелым металлом его плотность равна 10,2 Мг1м - . Температура плавления молибдена 2010° С. Молибден обладает достаточно хорошими физико-механическими свойствами, в особенности сопротивлением ползучести при высоких температурах. Предел прочности листового материала 1200 относительное удлинение 10—12%, твердость [c.292]

Сплавы для нагревательных элементов должны иметь высокое удельное электросопротивление, малый температурный коэффициент электросопротивления, высокую ока-линостойкость и крипоустойчивость (ползучесть при высоких температурах под влиянием нагрузки или веса собственной тяжести), стабильность структуры и свойств. [c.245]

На основе схематизации свойств физически нелинейной среды, учи-тьшающей основные закономерности поведения материала на этапе активного упругопластического деформирования и ползучести при высоких температурах (см. рис. 4.46), проведен расчетный анализ НДС в циклической постановке. В результате непрерывного счета на ЭВМ для начального участка (до 25 циклов) процесса циклического упругопластического деформирования выявлено, что на внутренней поверх- [c.235]

В процессе ползучести при высоких температурах зерно делится на субзерна —области с малой разориен-тнровкой кристаллических решеток. Между субзериами нет ясно выраженных границ. На границах субзерен наблюдается только повышенная плотность дислокаций. Субзерна мол<но наблюдать как в оптическом микроскопе, так и рен тгеновским методом. Разориентировка кристаллических решеток между субзернами в пределах одного зерна составляет от долей градуса до нескольких градусов. [c.74]

При установленных по уравнению (1.8) значениях Ка и по уравнению (1.7) определяются местные напряжения и деформации д.чя исходного (статического) и циклического нагружений эти данные позволяют охарактеризовать амплитуды ёц местных упругопластических деформаций и соответствующие им значения коэффициентов асимметрии цикла. Для заданной формы цикла с использованием деформационных критериев разрушения определяется число циклов Мд до образования макротрещины (рис. 1.3, а). При нормальных и умеренных температурах, когда температурно-временные эффекты не проявляются (кривая Тд на рис. 1.3, а, соответствующая кратковременным испытаниям со временем т ), разрушающие амплитуды деформаций ёа получаются выше, чем при возникновении статических и циклических деформаций ползучести при высоких температурах (кривая т на рис. 1.3, а, соответствующая эксплуатационному времени нагружения т ). Введение запасов по числу циклов и по разручнаю-щим амплитудам деформаций позволяет построить кривые допускаемых амплитуд деформаций [ва] и чисел циклов [Л ц]. Для построения кривых на рис. 1.3, а в первом приближении молено использовать результаты базовых экспериментов (см. рис. 1.2) при длительном статическом нагружении — предельные разрушающие напряжения a(,t и пластичность (определяемую через относительное сужение ф(,т)- При этолг следует учитывать (рис. 1.3, в), что изменение во времени величины о т зависит от типа металла и степени его легирования (например, никелем, хромом, молибденом и другими элементами) в меньшей степени, чем величины ё г- [c.14]

Кривые 3 ш 4 соответствуют неизотермическому циклу с такими же скоростями деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. Температура в пределах каждого полуцикла оставалась постоянной растяжение — 650, сжатие — 150 С и изменялась при 0 = 0. Как видно из рис. 5.13, независимо от уровня температуры в полуцикле сжатия кривые 1 и 3 практически совпадают при равных скоростях деформирования и одинаковой амплитуде необратимых деформаций. Вместе с этим был отмечен обратный эффект — влияние деформаций ползучести, развивающихся при высокой температуре, на ход кривой активного нагружения в последующем полуцикле с более низкой температурой. В этом случае в эксперименте наблюдается некоторое смещение кривой активного нагружения вниз по сравнению с неизотермическими испытаниями без выдержек. На рис. 5.14 показаны диаграммы деформирования стали Х18Н9 при неизотермическом нагружении, характерные для стабильного цикла. Нагружение осуществлялось по жесткому режиму с контролируемым законом изменения деформаций, температура изменялась в момент перехода через нуль по напряжениям от 150 до 650° С в процессе одноминутной выдержки. Кривые 1 ж 2 соответствуют циклу без выдержки, 3 и 4 — циклу с выдержкой при растяжении. Выдержка осуществлялась при 0 = onst до момента достижения заданного значения деформации. Как следует из рис. 5.14, смещение кривой 4 относительно кривой 2 составляет 10—15%. Отмеченное влияние деформаций ползучести при высокой температуре на активное нагружение при более низкой температуре может быть описано, как уже указывалось выше для изотермического случая, с использованием подходов, изложенных в главах 6, 7. [c.126]

Естественно, что с образованием несплошностей резко ухудшаются прочностные характеристики и пластичность материала при термической усталости. Пределы прочности, текучести и относительное удлинение снижаются и в итоге происходит межзерен-ное разрушение материала. Следует отметить, что вакансионный механизм порообразования и разрушения весьма свойственен ползучести при высоких температурах и небольших напряжениях. [c.115]

К этой группе чугунов (ГОСТ 7769—82) относятся жаростойкие, которые обладают окалиностойкостью, ростоустой-чивостью и трещиноустойчивостью, жаропрочные, обладающие высокой длительной прочностью и ползучестью при высоких температурах и коррозионно-стойкие чугуны. [c.155]

Были установлены, однако, и два недостатка, серьезно ограничивающих применение алюминидов это недопустимо низкая пластичность при температуре окружающей среды и недостаточное сопротивление ползучести при высоких температурах. По первой причине вновь проявился интерес к монолитным М1зА1 и другим алюминидам по причине резкого повышения пластичности высоконикелевого соединения NijAl при добавлении в него небольшого количества бора (см. рис. 19.1) [1]. Бор сегрегирует по границам зерен и упрочняет их, но этот механизм эффективен лишь до тех пор, пока содержание алюминия сохраняется ниже точно 25 % (ат.), а размер зерен достаточно мал. Следует отметить, что в фольгах, полученных методом быстрого затвердевания, сохраняется некоторая пластичность материала и с 25 % (ат.) алюминия [2]. В то же время недостаточное сопротивление высокотемпературной ползучести вызывает беспокойство и, кроме того, один бор не способен обеспечить достаточную пластичность в окислительных средах при повышенных температурах [З]. Ниже описаны результаты последних работ, посвященных решению этих проблем. [c.289]

Термическое старение при температурах 350. .. 500 °С может привести к появлению 475°-ной хрупкости. Выдержка аустенитно-феррит-ных швов при температуре 500. .. 650 °С приводит к старению в основном за счет выпадения карбидов. Одновременно идет процесс образования ст-фазы. Легирование сталей титаном и ниобием приводит к дисперсионному упрочнению стали за счет образования их прочных карбидов. Являясь ферритизаторами, титан и ниобий, способствуя образованию в шве ферритной составляющей, увеличивают количество ст-фазы в металле. Выдержки при температуре 700. .. 850 °С значительно интенсифицируют образование а-фазы с соответствующим охрупчиванием металла при более низких температурах и снижением предела ползучести при высоких температурах. При этих температурах возрастает роль и интер-металлидного упрочнения за счет образования, в частности, интерметал-лидных фаз железа с титаном и ниобием. [c.355]

Легированные чугуны подвергают термической обработке для обеспечения необходимых свойств и структуры. ГОСТ 7769-82 предусматривает отдельные виды термической обработки, регламентирует температурный режим, выдержку, способ охлаждения, показатели прочности при растяжении жаростойких чугунов при повышенных температурах, механические свойства и модуль нормальной упругости чугунов с шаровидным графитом при 873 К, значения длительной прочности и ползучести при высоких температурах чугунов марок ЧН19ХЗШ, ЧН11Г7Ш и ЧЮ22Ш. [c.167]

Выше было принято, что константы материала, входяш,ие в приведенные уравнения, не зависят от напряжения, но зависят от температуры. При повышении температуры коэффициент В, например, увеличивается, показатель а в целом уменьшается Величина а становится равной 1 при диффузионной ползучести при высоких температурах, когда миграция вакансий активируется (ползучесть Херринга—Набарро обусловлена диффузией по узлам кристаллической решетки, ползучесть Кобла—зернограничной диффузией). При ползучести, обусловленной движением дислокаций, при высоких температурах (Т/Г > 0,5) в чистых металлах величина а равна 4—6, в сплавах 2—4, при низких температурах (Т/Т <0,5) она равна [26, 28] соответствуюш,ей величине при высоких температурах плюс 2. Однако даже в низкотемпературной области в реальных сплавах при понижении температуры величина а повышается часто принимают а > 10. На рис. 3.19 показана диаграмма а —е для малоуглеродистой стали S1EG, полученная авторами с помощью испытаний на ползучесть, и приведены величины а. [c.67]

В "высокочистых металлах, например в алюминии, даже при высоких температурах происходит заметное смещение по границам зерен, поэтому наблюдается только транскристаллитное разрушение. Во многих металлах и сплавах, содержащих незначительные количества примесей, в результате ползучести происходит межзеренное разрушение. На рис. 3.15 показаны интеркристаллитный и транскристаллитный изломы стали 18Сг— 8Ni при ползучести (650 °С). В отличие от вязкого транскристаллитного интеркристаллитный излом является хрупким, подобным излому, возникающему при коррозионном растрескивании под напряжением. Хорошо известно, что если происходит интеркристаллитное разрушение, то удлинение и сужение после разрушения падают. Известно также, что при ползучести при высоких температурах и низких скоростях деформации или низких напряжениях легко возникает интеркристаллитное разрушение. [c.83]

Наше понимание природы сопротивляемости дисперсионно твердеющих сплавов в условиях высокотемпературной ползучести может быть существенно углублено путем критического анализа результатов экспериментальных исследований, включающих определение энергии активации и закономерности влияния напряжения, а также путем изучения природы неустановившейся ползучести и влияния на развитие ползучести размера дисперсных частиц и их распределения. Дополнительные исследования необходимы для изучения природы субструктур и особенностей дислокационной структуры дисперсиовно твердеющих сплавов в состоянии ползучести. Возможно, более удовлетворительные теории высокотемпературной ползучести дисперсионно твердеющих сплавов можно получить в результате расширения анализа Уиртмена с привлечением наиболее обоснованной в настоящее время концепции, что скорость установившейся ползучести при высоких температурах контролируется механизмом переползания дислокаций. [c.292]

За последние 15 лет сделано очень многое, чтобы выяснить роль большого числа важных факторов, определяющих физические механизмы высокотемпературной ползучести. У некоторых материалов высокотемпературная ползучесть может осуществляться в результате термической активации специфичных недиффузионных дислокационных процессов. Однако более часто ползучесть при высоких температурах определяется диффузионными процессами, в первую очередь, направленной диффузией вакансий в поле напряжений, движением винтовых дислокаций с порогами и переползанием краевых дислокаций. [c.323]

Предыдущие выводы мошно распространить на все тела, имеющие одинаковую геометрическую форму (и находящиеся в напряженных состояниях, удовлетворяющих указанным выше условиям), если они медленно пластически деформируются под постоянными нагрузками, т. е. находятся в стадии установившейся ползучести при высоких температурах, и если закон ползучести этпх твердых тел выражается степенной функцией [c.470]

На рис. 1.17 воспризведены некоторые данные для модуля упругости сплавов, стойких в отношении ползучести при высоких температурах, измерявшегося в опытах Менджойна ) и Флейшмана ), [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...