Испытание металлов и сплавов на ползучесть

Испытание металлов и сплавов на ползучесть [c.107]

ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ [c.80]

Машины для испытания металлов и сплавов на ползучесть и длительную прочность выпускают фирмы ряда стран (табл. 3). [c.87]

Машины для испытаний на ползучесть и длительную прочность поверяют в соответствии с методическими указаниями № 271 По поверке машин для испытания металлов и сплавов на ползучесть и длительную прочность . Устройство для приложения нагрузки к образцу поверяют теми же методами, что машины и прессы для [c.102]

По поверке машин для испытания металлов и сплавов на ползучесть и длительную прочность. [c.170]

Машина типа 1246 Р-2/2300-1 предназначена для испытания образцов жаропрочных и тугоплавких металлов и сплавов на растяжение, кратковременную ползучесть и релаксацию при повышенных температурах в различных средах. [c.164]

Ползучесть — Захваты для испытания образцов 324 — Испытания металлов и сплавов 80—87 Полимеры — Испытания на ползучесть 87—90 — Испытания на релаксацию напряжений 90—93 Полярископ — Схемы 390 [c.556]

Машина для испытания образцов металлов и сплавов на длительную жаропрочность и ползучесть при постоянной растягивающей нагрузке [c.181]

Вопрос о границах применимости различных кинетических соотношений для неустановившейся ползучести представляет существенный интерес как в научном, так и в прикладном аспектах. Как известно, в наиболее общем виде зависимость скорости е ползучести на первой стадии от времени испытания для многих металлов и сплавов выражается следующим образом [c.199]

Назначение. Проведение испытаний механических свойств металлов, сплавов и неметаллических материалов, поковок, отливок и деталей на специальных образцах изучение прочности деталей в условиях длительных испытаний на износ, кручение, ползучесть и др. контроль технологических свойств металлов и деталей на выдавливание, изгиб, скручивание, сжатие проведение исследовательских работ по усовершенствованию методов механических испытаний, разработке и внедрению новых методов и новых испытательных машин и приборов. [c.180]

Стандарт устанавливает метод испытания на ползучесть черных и цветных металлов и сплавов при температуре до 1200 °С. [c.63]

При длительном нагружении и воздействии высоких температур на металлы и сплавы наблюдаются, начиная с определенной температуры, остаточные деформации при напряжениях, по величине значительно меньших предела текучести и даже предела упругости, которые определены при стандартных скоростях испытания на растяжение. Это свойство металлов и сплавов было названо ползучестью. Его количественной характеристикой является предел ползучести, под которым понимают наибольшее напряжение, при котором деформация образца или скорость ползучести за определенный промежуток времени не превышает заданной величины. [c.100]

Длительные высокотемпературные испытания служат для оценки характеристик жаропрочности (металлов и сплавов — их способности работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформация и разрушения. Эта группа испытаний включает несколько методов. Наиболее важные из них — испытания на ползучесть и длительную прочность, проводимые обычно по схеме одноосного растяжения. [c.247]

Путь разрушения при длительном воздействии высокой температуры и нагрузок (испытания на ползучесть) проходит вдоль границ зерен, а не по телу кристаллитов. Такое разрушение вызвано не наличием примесей или пленок хрупких соединений на границах зерен (так как оно характерно не только для технических сплавов, но и для чистых металлов), а процессом, который характерен только для малых скоростей деформации при высоких температурах (см. гл. XVI), т. е. скольжением по границам зерен. Как было отмечено (ск. гл V), зернограничная деформация не может быть значительной, [c.434]

Одним из методов оценки степени взаимодействия покрытия с титановым сплавом и изменения свойств в поверхностных слоях металла является метод измерения микротвердости. На рис. 2, а показан характер изменения микротвердости в поверхностных слоях металла после испытания образцов по II режиму. Уровнем напряжения задавалась различная скорость ползучести на установившемся участке. Видно, что характер распределения прироста микротвердости в слоях, достаточно удаленных от поверхности раздела металл—покрытие, не изменяется и лишь на глубине порядка 20 мкм отличается на 20—25%. [c.209]

Испытание на длительную прочность отличается от испытания на ползучесть тем, что испытуемый образец доводят при данной температуре и напряжении до разрушения. В результате испытания определяют предел длительной прочности, т. е. наибольшее напряжение, вызывающее разрушение металла за определенное время при постоянной температуре (ГОСТ 10145—81). Предел длительной прочности обозначается о с двумя числовыми индексами, например а вдо — предел длительной прочности за 1000 ч при температуре 700 °С. В логарифмических координатах зависимость между напряжением и временем до разрушения представляет собой прямую линию (рис. 165, в). Это позволяет для ряда сплавов экспериментально построенные кривые для продолжительности 700—1000 ч экстраполировать на значительно большую длительность (10 000—100 000 ч). [c.302]

Анализ рассмотренных результатов позволяет заключить, что основные различия в скорости ползучести относятся к третьей стадии процесса, тогда как на первых двух стадиях скорость практически не зависит от среды. Обычно подобное поведение сплавов при ползучести принято объяснять, исходя из предположения о существовании в этих условиях двух конкурирующих механизмов. Один из них — упрочнение металла благодаря окислению, второй — разупрочнение вследствие уменьшения поверхностной энергии металла при испытании на воздухе по сравнению с таковой для вакуума. Снижение поверхностной энергии при окислении свежей поверхности трещины способствует более интенсивному ее распространению и ускорению ползучести. При условиях, соответствующих упрочнению материала при испытании на воздухе, преобладает насыщение объема образца кислородом, в то время как при отсутствии интенсивного окисления доминирует конкурирующий процесс разупрочнения. Относительная скорость обоих процессов может быть изменена соответствующим варьированием скорости деформации, температуры, давления газовой среды. Процесс упрочнения становится особенно эффективным после образования трещин на третьей стадии ползучести это подтверждает газовый анализ образцов, показывающий, что именно в этот период наблюдается наибольшее поглощение кислорода и азота сплавом [396]. [c.439]

Испытание на ползучесть иногда дополняется испытанием на длительную прочность, выявляющим способность металла или сплава длительно противостоять при высоких температурах разрушению без уменьшения вязкости и пластичности. [c.101]

В настоящее время проведены лишь первые исследования по разработке сплавов на основе тугоплавких металлов. В большинстве работ основное внимание уделяется изучению свойств сплавов при высоких температурах, поскольку на основе тугоплавких металлов имеет смысл разрабатывать лишь жаропрочные сплавы. Большая часть этих исследований посвящена изучению свойств при кратковременных испытаниях и лишь в последнее время стали придавать существенное значение испытаниям на длительную прочность и ползучесть. [c.471]

Диаметры применяемых щариков 2,5 5,0 и 10 мм. При испытании по Бринеллю нагрузка сохраняется постоянной для шарика диаметром 10 мм — 3000 кгс, время выдержки под нагрузкой 10 с, число твердости обозначается НВ. Влияние длительности выдержки под нагрузкой при 20° С у металлов на железной основе невелико. У более мягких, а в особенности у легкоплавких металлов (свинец, цинк, антифрикционные сплавы) явление ползучести под постоянной нагрузкой проявляется значительно сильнее. У таких материалов при комнатной температуре деформация идет по типу горячей и потому время выдержки под нагрузкой приходится увеличивать до 1 мин. [c.58]

Форма образцов для испытаний на замедленное разрушение приведена на рис. 73,6, в. Образцы из титановых сплавов не удается нагревать проходящим током до высоких температур из-за потери устойчивости и трудностей, связанных с защитой металла от насыщения газами. Поэтому непосредственно перед испытанием титановые образцы проплавляют вольфрамовым электродом в аргоне так, чтобы околошовная зона располагалась в месте надреза. Надрез необходим не только для фиксации разрушения по околошовной зоне, но и для создания двухосного напряженного состояния в связи с высокой склонностью титановых сплавов к ползучести при комнатной температуре (особенно сплавов с низким пределом текучести). [c.162]

Для получения правильных характеристик поведения металлов при повышенных температурах и длительных нагрузках в настоящее время применяются специальные методы механических испытаний испытания на ползучесть, на длительную прочность и др. Ползучестью называется свойство металла медленно и непрерывно удлиняться — ползти под действием приложенных к нему постоянных рабочих напряжений, когда данный металл работает при повышенных и высоких температурах. Если у свинца, алюминия и многих их сплавов ползучесть наблюдается уже при температуре -f 20°, то сталь обнаруживает заметную ползучесть только начиная с 350—400°. Количественной характеристикой ползучести является так называемый предел ползучести. [c.50]

Мы уже упоминали, что как кристаллические твердые тела, и в особенности металлы, так и аморфные тела под продолжительно действующей нагрузкой и при наличии достаточно высоких температур непрерывно деформируются, ползут . Хотя явления медленной ползучести технических металлов и не рассматриваются в этом томе, здесь уместно все же кратко упомянуть о тех различных изменениях, которые наблюдаются в структуре зерен сплавов и чистых металлов при долговременных испытаниях на растяжение в условиях высокой температуры. Одним из наиболее известных изменений является разрушение металла по границам зерен, характерное для ползучести, особенно для ее последней стадии, когда приближается разрушение. На фиг. 153 и 154 приводятся примеры двух образцов, подвергнутых испытанию на ползучесть путем растяжения. На фиг. 53 представлен микрошлиф, взятый из одного из образцов свинца и его сплавов, исследованных на ползучесть Муром ). На этом шлифе можно заметить, что мельчайшие тонкие царапины, имевшиеся на поверхности образца до его испытания на ползучесть, вследствие [c.81]

Необходимость определения высокотемпературных прочностных и пластических свойств редких металлов и их сплавов, а также невозможность в ряде случаев вырезать образцы нормального размера непосредственно из тела детали, привели к применению в лабораторной практике уменьшенных образцов. Это, в свою очередь, вызвало конструирование малогабаритных машин и аппаратов для испытаний на ползучесть и длительную прочность. Такие машины могут устанавливаться либо на специальных постаментах, либо на массивных столах, в связи с чем их иногда называют настольными. [c.101]

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]

Таким образом, правильный выбор напряжений для металлов, предназначенных к длительной работе в услозиях высоких тегмпе-ратур, возможен только тогда, когда известны характеристики, полученные при длительных испытаниях металлов и сплавов на ползучесть и длительную прочность. Обе эти характеристики в основном зависят от температуры, величины нагрузки (напряжения) и структуры сплава. Наряду с этим от сплавов, предназначенных для работы при высоких температурах, требуются еше высокое со-яротивление термической усталости (разрушению в результате повторных нагревов и охлаждений), малая чувствительность к надрезу и высокий предел выносливости при рабочих температурах. [c.205]

В ряде работ на различных металлах и сплавах проводились исследования зависимости т от напряжения [1—4] и температуры [4—8]. Было найдено, что с ростом температуры величина т уменьшается от 1 до О, но значения 1, 2/3, 1/2 являются наиболее характерными в том смысле, что они сохраняются в значительных интервалах Г и сг. Переход же между этими значениями происходит в сравнительно узких температурных диапазонах [8]. Физическая интерпретация уравнения (1) для т, равных 1, 2/3 и 1/2, дана в работах [9—11]. Однако вопрос об областях существования различных значений т (т. е. о границах применимости известных кинетических закономерностей) остается мало изученным. Из-за влияния на процесс ползучести многих факторов, относительная роль которых зависит от условий испытания, результаты исследований различных авторов трудносопоставимы. [c.199]

Приведем перечень основных видов испытаний, которые в настоящее время используют при исследовании механических и технологических свойств металлов и сплавов статические испытания в условиях одноосного напряженного состояния испытания на ударную вязкость и вязкость разрущения пластометрические исследования испытания на статическую и динамическую твердость и микротвердость испытания на предельную пластичность и технологические испытания (пробы) испытания в условиях сложнонапряженного состояния испытания на ползучесть, длительную прочность и жаростойкость испытания на циклическую, контактную прочность, усталость н в условиях сверхпластичности высокоскоростные испытания испытания при наложении высокого гидростатического давления испытания в вакууме, ультразвуковом поле, в условиях сверхпластичности и т. д. [c.38]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

В зависимости от используемых наполнителей пластмассы подразделяют на композитные и слоистые. Некоторые пластмассы представляют собой чистые смолы и применяются без наполнителей. Композиции из смолы и наполнителей обычно прочнее чистой смолы. Наполнитель влияет на водостойкость, химическую стойкость и диэлектрические свойства, на теплостойкость и твердость пластмассы. Наполнители существенно снижают стоимость пластмасс. Положительные свойства пластмасс малая плотность, удовлетворительная механическая прочность, не уступающая в ряде случаев цветным металлам и сплавам и серому чугуну химическая стойкость, водо-масло- и бензостойкость высокие электроизоляционные свойства фрикционные и антифрикционные шумо- и вибропоглощающие свойства возможность окрашивания в любой цвет малая трудоемкость переработки пластмасс в детали машин. Отдельные виды пластмасс обладают прозрачностью, превышающей прозрачность стекла. Вместе с тем, применение пластмасс ограничивается их отрицательными свойствами. Недостаточная теплостойкость некоторых разновидностей пластмасс вызывает их обугливание и разложение при температуре свыше 300° С. Эксплуатационная температура для изделий из пластмасс обычно не превышает 60° С и реже 120° С. Только пластмассы отдельных видов допускают эксплуатационную температуру 150—260 С и выше. Низкие теплопроводность и твердость, а также ползучесть пластмасс в ряде случаев нежелательны. Свойства и методы испытания пластмасс приведены ниже. [c.151]

Испытания на ползучесть. Металлы и сплавы, работающие длительное время при высоких температурах, могут деформироваться (например, растягиваться) при постоянной нагрузке и напряжениях, значительно меньщих, чем предел текучести материала при указанной температуре. Деформация обусловлена явлением ползучести, которое может полностью вывести деталь или конструкцию из строя. [c.71]

Электроплаетический эффект был впервые исследован в работах О. А. Троицкого и В. И. Спицина [102—103] в условиях статического растяжения и при испытаниях на ползучесть. Они установили, что при пропускании электрического тока через испытываемый образец происходит снижение уровня его прочностных характеристик. Постоянный ток при одной и той же плотности оказывает большее воздействие на пластическую деформацию металлов, чем переменный ток. Наибольший электропластический эффект, однако, наблюдается при пропускании через металл импульсного тока высокой частоты — порядка 10 А/мм в течение 10 с. Было установлено, что снижение прочностных характеристик более ярко проявляется для сплавов, чем для чистых металлов с ростом температуры и скорости деформации электропластический эффект проявляется в меньшей степени. В последних работах [104—105] исследовалось влияние тина кристаллической решетки испытываемого материала и геометрии образцов на величину снижения прочности при наложении на материал импульсного тока. [c.35]

В зависимости от соотношения влияния этих процессов в данных условиях испытания возможно как упрочнение, так и разупрочнение предварительно деформированного металла. При повышении температуры и продолжительности испытания роль и значение процессов разупрочнения возрастает по сравнению со значением деформационного упрочнения, что в случае наклепа приводит к понижению характеристик усталости и жаропрочности сталей и сплавов по сравнению с ненаклепанным состоянием. На характер зависимостей длительной прочности, ползучести и сопротивления усталости от предварительного наклепа влияет субструктура, возникающая в зернах в результате предварительной деформации металла и отжига. [c.200]

В начальный период развития промышленности титановых сплавов при горячей формовке листового материала п при лабораторных испытаниях на ползучесть иногда наблюдалась неожиданная потеря прочности материала. Удалось выяснить, что эти разрушения вызывались наличием на поверхности металла солевых загрязнений, после чего явление получило название горячего солевого растрескивания (hot-salt ra king). В дальнейшем такое разрушение часто воспроизводилось в лабораторных экспериментах. На поверхность нагреваемого образца наносят тонкий слой соли, и образец выдерживают при высокой температуре и большом приложенном напряжении. Продолжительность экспозиции, необходимая для разрушения, может составлять от нескольких часов до нескольких тысяч часов [79]. [c.129]

Изложенный механизм предполагает зависимость эффектов упрочнения и разупрочнения при ползучести металла от его сопротивления окислению. В связи с этим интересны результаты сравнительного изучения ползучести никеля и хромоникелевого сплава на воздухе и в вакууме, описанные в работе [403]. Сплав имел следующий состав 19,2% Сг 1,5% Fe 1,4% Si 0,47% Mn 0,1% Al 0,04% С остальное — никель. Он подвергался испытанию в интервале температур 593—1038° С и напряжений 10—420 Мн1м (1,05—42,2 кГ1мм ). Максимальное разрежение (при 593°С) составило 0,67 мн/м (5-10 мм рт. ст.), минимальное (при 1038°С) 13,3 мн/м (10 мм рт. ст.). Влияние среды на характеристики ползучести хромоникелевого сплава аналогично влиянию, установленному для чистого никеля. Однако из-за большей жаростойкости хромоникелевого сплава влияние температуры при прочих равных условиях оказалось для него более слабым, чем для никеля. Таким образом, полученные экспериментальные факты можно рассматривать как свидетель- [c.439]

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]

Явление ползучести можно рассматривать либо как простое течение металла под действием длительно приложенных напряжений, либо как сложное явление, слагающееся из двух чередующихся противоположных процессов упрочнения и разупрочнения. Вместе с большинством исследователей мы придерживаемся последней точки зрения. В качестве упрочняющих или разупроч-няющих факторов, влияющих на ползучесть и релаксацию, первостепенное значение имеют нак 1еп при пластическом деформировании металла рекристаллизация при нагреве на температуру испытания структурные изменения в сплаве развитие диффузионных процессов. [c.85]

Представления о значительной роли скорости деформации достаточно распространены. Менее известно, что коррозионное растрескивание может иметь место только выше ограииченного интервала скоростей деформации. В испытаниях при заданной нагрузке (поскольку трещина будет продолжать распространяться только в том случае, если скорость деформации вершины трещины будет выше определенной минимальной скорости, необходимой для растрескивания) следует ожидать, что развитие трещины будет временами приостанавливаться, особенно при напряжении ниже порогового [30, 31]. Более того, как прн испытаниях по методу заданной постоянной нагрузки, так и постоянной деформации, скорость деформации уменьшается со временем за счет ползучести металла, если напряжения остаются в достаточной мере постоянными, т. е. скорость деформации зависит от времени, при котором устанавливаются необходимые для растрескивания напряжения и электрохимические условия. Ползучесть при постоянной нагрузке до установления электрохимических условий, необходимых для растрескивания, замедляет или даже предотвращает коррозионное растрескивание [30, 31]. Однако большинство убедительных доказательств важности скорости деформации получено при испытаниях, в которых задается скорость деформации, а не постоянная нагрузка. На рис. 5.9 показано влияние различных скоростей деформации сплава Mg—7А1 в хромат-хло-ридном растворе эти испытания проводили до полного разрушения образца, а достигаемую максимальную нагрузку измеряли чув- [c.238]

Влияние размера зерна деформированных сплавов. Характер и степень влияния размера зерна на свойства жаропрочных сталей и сплавов зависят от типа материала, условий, в которых получен металл с различными размерами зерен, режима термической обработки после закалки и условий испытания. Изменение размера зерна может оказывать различное влияние на сопротивление ползучести, длительную прочность, пластичность и сопротивление усталости. Дес рмационная способность при увеличении размера зерна обычно понижается [85]. Что касается сопротивления ползучести, то наравне с большим пределом ползучести металлов, имеющих крупнозернистую структуру, по сравнению с мелкозернистыми, в некоторых условиях рост зерна может сопровождаться понижением сопротивления ползучести. [c.240]

Типичное семейство кривых циклической ползучести, которые характеризуют процесс направленного пластического деформирования металла при различных уровнях максимальных напряжений цикла, представлено на рис. 1 для титанового сплава ВТ6С. Между процессами циклической ползучести и разрушения, как следует из анали.за экспериментальных данных, наблюдается четкая взаимосвязь. Если ползучесть характеризуется трехстадийностью, то макро-разрушеиие имеет квазистатический характер, т. е. происходит после реализации предельной пластичности, сопровождается образованием шейки в сечении разрыва, как и при статических испытаниях на кратковременную прочность. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...