Растрескивание методы испытаний материалов

Анализ существующих методов испытаний показал, что несмотря на развитие новых способов исследований, главными методами оценки до сих пор остаются методы, заключающиеся в задании контролируемому изделию (образцу, узлу или конструкции) нагрузки (постоянной или переменной, по той или иной схеме нагружения), подведении к нему агрессивной среды и контроле появления и развития коррозионной трещины. В результате испытаний производится выбор технологий изготовления сварных конструкций и материалов для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. [c.28]

Однако типовыми испытаниями трудно сравнить стойкие материалы или определить эффективность защитных мероприятий, так как образцы не разрушаются в течение базового времени испытаний даже при уровне начальных напряжений, равном пределу текучести материала. Для быстрого получения сведений о склонности материалов к коррозионному растрескиванию целесообразно применение ускоренных методов испытаний, например испытания в условиях, идентичных типовым условиям коррозионных испытаний, но при постоянной малой (Ю —10 с 0 скорости деформирования образцов. Эти испытания позволяют получить предварительную оценку стойкости материалов и эффективности методов защиты от коррозии в условиях, когда типовые методы испытаний гладких образцов не дают информации или требуют много времени. [c.38]

Достоинством испытаний с постоянной скоростью деформирования является возможность быстрого получения однозначных сведений о склонности материалов к коррозионному растрескиванию или об эффективности методов защиты от коррозии в условиях, когда традиционные методы испытаний гладких образцов не дают информации или требуют много времени. При этом в меньшей степени требуется ускорение эксперимента с помощью увеличения агрессивности среды, так как динамическая деформация является ускорителем процесса, поэтому можно получать информацию о стойкости материала в условиях воздействия сред, близких к эксплуатационным (состав коррозионной среды, температура). Преимущество метода постоянной скорости деформирования заключается в том, что инкубационный период ускоряется, а не [c.49]

Испытания с постоянной скоростью деформирования позволяют давать экспресс-оценку прочностных свойств материалов при коррозионном растрескивании, ввиду чего они получили широкое распространение. Для повышения сопоставимости результатов испьгганий и воспроизводимости испытательных методик актуальной становится унификация и стандартизация названных методов. Первым шагом в этом направлении явилась разработка рекомендаций, устанавливающих методы коррозионных испытаний с постоянной скоростью деформирования [72]. При испытаниях, регламентируемых рекомендациями, определяют абсолютные и приведенные величины относительного сужения, относительного удлинения и работы коррозионного разрушения материалов и сварных соединений. Рекомендации устанавливают требования к типам испытуемых образцов, применяемому оборудованию, ус.ювиям испытаний и методам обработки их результатов. Регламентируемый метод испытаний предназначен для экспресс-оценки стойкости новых материалов, материалов конструкций, бывших в эксплуатации, а также выбора технологий изготовления сварных соединений в условиях коррозионного, в частности сероводородного, растрескивания и для оценки способов противокоррозионной защиты. Применение метода допускается для экспресс-оценки стойкости материалов и сварных соединений против коррозионного растрескивания в средах, рекомендованных ГОСТ 26294-84. [c.109]

Изучение длительной коррозионной прочности. Методы испытаний при постоянном активном напряжении (нагрузке) сложны и дорогостоящи, но обеспечивают получение более надежных данных для научных обобщений и практического использования. В результате таких испытаний строятся кривые длительной коррозионной прочности, представляющие зависимость времени полного разрушения или времени до появления первой трещины от начального напряжения. Этот способ оценки сопротивляемости материалов коррозионному растрескиванию отличается объективностью и наглядностью. Так как растяжение обеспечивает простоту испытательной машины и возможность широкого использования получаемых результатов, то этот вид напряженного состояния применяется чаще всего при конструировании испытательных машин. [c.260]

На рис. 5.55 показано, как по мере увеличения толщины образца процент поверхности разрущения, имеющей наклонные площадки сдвига уменьщается н Кс становится равным Ки, когда такие площадки фактически отсутствуют (условие плоской деформации). При исследовании механизма коррозионного растрескивания и при оценке материала в процессе разработки сплавов желательно проводить испытания в условиях плоской деформации. При использовании образцов меньших размеров (для которых не выполняются условия плоской деформации) некоторые исследователи делают выемку на боковых поверхностях образца, чтобы ограничить образование наклонных площадок сдвига. Такой метод испытания целесообразно применять для вязких материалов с низким пределом текучести, так как размеры образца для разрушения в условиях плоской деформации могут оказаться столь велики, что необходимые разрушающие нагрузки превысят мощность обычно применяемых для этих целей испытательных машин. [c.309]

Результаты исследования будут зависеть от природы изучаемой системы, т. е. от таких свойств, как вязкость разрушения исследуемого материала, и от агрессивности используемой коррозионной среды. Результаты испытаний будут также зависеть от жесткости применяемых нагружающих устройств. Если жесткость устройства меньше упругой деформации, которая, по всей вероятности, остается в образце после образования полос Людерса, то коррозионное растрескивание в некоторых случаях может затормозиться, особенно тогда, когда заданные начальные напряжения по своей величине близки к пороговым напряжениям. Следовательно, есть некоторая опасность сопоставлять сопротивление материалов коррозионному растрескиванию по времени до разрушения при одном первоначально заданном уровне напряжений. Таким образом, хотя метод испытаний при постоянной деформации часто используется на практике, однако результаты его могут вводить в заблуждение при оценке материалов. На рис. 5.59 приведены результаты испытаний на чувствительность к растрескиванию образцов, подвергнутых предварительной холодной деформации разной величины. Прн начальных напряжениях 280 и 155 Н/мм образцы распределяются по чувствительности к коррозионному растрескиванию в зависимости от степени деформации в различной последовательности (табл., 5.2). [c.313]

Этот метод находит наибольшее распространение при сравнительных массовых испытаниях различных материалов. В частности, его применяют в исследовании коррозионного растрескивания аустенитных сталей при сверхкритических параметрах среды (давление 300 кгс/см , температура 380 и 550 °С). Пластинка размером 6 X 50 X 2 мм выгибалась при комнатной температуре до диаметра связанного с заданной остаточной деформацией е, % п толщиной образца O, мм, соотношением [c.177]

Испытания с использованием образцов с надрезом и треш,иной. Для определения склонности к коррозионному растрескиванию высокопрочных материалов в лабораторных исследованиях успешно применяют метод, основанный на принципе линейной механики разрушений [24, 25]. Этот метод позволяет определить критический размер дефекта, представляющего опасность при эксплуатации -реальной конструкции в условиях коррозий под напряжением. [c.69]

ГОСТ 9.902—81 ЕСЗКС. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на коррозионную агрессивность ГОСТ 9.903—81 ЕСЗКС. Стали и сплавы высокопрочные. Методы ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание [c.637]

В соответствии с этим измерения зависимости величины разрушающих напряжений прн коррозионном растрескивании от размера зерен могут быть использованы для определения значения поверхностной энергии. Однако Колеман и др. [21] в своих экспериментах получили значения поверхностной энергии заметно меньше, чем в других экспериментах. На основании этого они пришли к выводу, что поверхностная энергия, связанная с образованием трещины, уменьшается за счет адсорбции некоторых атомов или ионов, обладающих специфическими свойствами в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. Однако можно и по-другому объяснить влияния размеров зерен на поведение сплавов при коррозионном растрескивании. Поведение сплава зависит от характера пластической деформации материала, а последний связан с размером зерна. Таким образом, уравнение (5.6), где — напряжение, обусловливающее пластическую деформацию прн испытании по методу с заданной деформации, а значение I, определяющее сопротивление образованию полосы скольжения на границе зерна, может указывать на характер пластической деформации металла. Из этого следует, что влияние размеров зерен на коррозионное растрескивание может быть просто связано с их влиянием на характер пластической деформации в материале. Данные, приведенные, например, на рис. 5.18 и в разделе 5.2, предполагают, что влияние размеров зерен на коррозионное растрескивание, вероятно, в такой же степени связано с характером пластической деформации, как и с понижением поверхностной энергии. [c.234]

Результаты от введения этих добавок не всегда имеют одинаковый характер кроме того, мало вероятно, чтобы они воспроизводили то, что происходит при неускоренных испытаниях в эксплуатационных условиях. Добавка соляной кислоты приводит, вероятно, к изменению характера катодного процесса (вместо кислородной деполяризации, водородная деполяризация) и можно полагать, что достигаемое ускорение зависит от перенапряжения водорода на данном материале. Тем не менее этот метод может быть полезен в тех случаях, когда нужно отличить материал, в котором появилась склонность к растрескиванию в результате неправильной термической обработки, от такого же материала, но без этой склонности. Если зависимость между количеством выделившегося водорода от времени испытания выразить кривой, то в кривой для материала, склонного к растрескиванию, ускорение выделения водорода выражено резче, чем в случае несклонного к растрескиванию материала [85]. [c.639]

Большинство авторов данной монографии принимали активное участие в работе Научно-методической комиссии по стандартизации в области механики разрущения. Основополагающим принципом работы комиссии после положительного опыта проведения базового эксперимента стала организация предварительных сериальных испытаний образцов по оценке влияния различных факторов на конечные результаты испытаний. В монографии представлена часть результатов таких испытаний по широкому комплексу вопросов статической, циклической и динамической трещиностойкоети, особенностей структуры и технологии получения конструкционных материалов. Это относится к исследованиям характеристик упругопластического разрущения сталей (гл. 1) и алюминиевых сплавов (гл. 7), определению характеристик трещиностойкоети малоуглеродистых сталей при динамическом распространении трещины (гл. 1), разработке методов испытаний листового проката на слоистое растрескивание (гл. 4) и сварных соединений на трещиностойкость (гл. 3, 4), комплексным испытаниям на трещиностойкость плакированных сталей (гл. 5). Исследования в указанных направлениях во многом были инициированы заданиями Научно-методической комиссии по стандартизации в области механики разрушения. Полученные результаты в дальнейшем использовались при подготовке соответствующих нормативных документов и проведении поверочных раечетов на трещиностойкость различных технических систем и конструкций. [c.8]

В монографии излагаются научные принципы ускоренных коррозионных иапытаний и практическое их применение. Описываются различные методы испытаний металлов и сплавов и определения защитной способности покрытий, смазок, ингибиторов. Освещаются теория и практика определения склонности металлов к межкристаллит-ной коррозии, коррозионному растрескиванию, точечной коррозии, кавитации. Рассматриваются также методы испытаний реакторных материалов. [c.2]

Большая группа статей посвящена описанию новых методов ускоренных коррозионных испытаний металлов. Здесь следует упомянуть две статьи В. П. Батракова с сотрудниками. В одной из них описывается метод испытания нержавеющих сталей на склонность к коррозии под напряжением. Авторы рекомендуют в качестве электролита для ускоренных испытаний нержавеющих сталей применять 18%-ную НС1 с добавлением двуокиси селена и уротропина (по 1%). Метод, по мнению авторов, дает возможность выбирать стойкие к коррозионному растрескиванию сплавы и оптимальные режимы термической обработки. Другая статья посвящена испыга-ниям материалов, подвергающихся нагреву во влажной атмосфере. Авторы предлагают режим испытаний, состоящий из 25—30 циклов, который позволяет охарактеризовать поведение сплавов в названных выше условиях. [c.6]

Иногда утверждают, что испытания образцов с предварительно выращенной трещиной не выявляют начальной стадии ее зарождения, и что этн испытания во многом имитируют образование коррозионного питтинга и концентрацию напряжений, возникающую в питтинге у вершины выращенной трещины. Однако такие утверждения редко полностью справедливы. Геометрия питтинга, надреза нли предварительно выращенной трещины часто важна как для протекания электрохимических реакций, так и для распределения напряжений. Это объясняется тем, что нарушение непрерывностн формы может послужить причиной создания (в зависимости от состава коррозионной среды или электродного потенциала) условий для локализации электрохимических процессов, которые необходимы для протекания процесса коррозионного растрескивания. Иногда приводят и другие возражения относительно использования образцов с предварительно выращенной трещиной. В частности, полагают ие обоснованным выращивать транскристаллитную трещину, еслн она затем все равно в процессе коррозионного растрескивания преобразуется в межкристаллитную отрицают также необходимость значительных затрат времени и сил для выращивания очень острой трещины, поскольку коррозионные процессы вследствие растворения приводят к образованию притупленных трещин, не достигающих той степени остроты, которая действительно существует в реальных материалах. Одно из основных достоинств метода испытания образцов с предварительно выращенной трещиной состоит в том, что этн испытания позволяют получать данные, которые предусматривают безопасную работу конструкции при наличии в ней максимально допустимых по размерам дефектов. [c.319]

Никелевые покрытия и плакирующие сплавы на основе никеля используют в зарубежной практике для защиты от коррозии элементов оборудования глубоких нефтяных скважин (труб, вентилей). В работе [48] приведены результаты испытания труб, изготовленных из стали марки AISI 4130 с плакировкой никелевым сплавом 625, полученных методом горячего изостатического прессования. Толщина плакирующего слоя биметалла составляла 29 и 4 мкм. Испытания включали анализ изменения механических свойств материалов после вьщержки в хлорсодержащей среде в присутствии сероводорода, оценку стойкости их к коррозионному растрескиванию и питтинговой коррозии. Результаты лабораторных и промышленных испытаний показали высокие эксплуатационные свойства биметалла при использовании в качестве конструкционного материала для оборудования высокоагрессивных сероводородсодержащих глубоких скважин. [c.96]

Представлена краткая история и обаор модифицированной механики раз рушения Гриффитса — Ирвина. Подчеркнуто значение коэффициента интенсивности напряжений и скорости высвобождения энергии деформирования в механике разрушения изотропных и анизотропных материалов. Кратко изложена эмпирическая трактовка процесса усталостного роста трещины в изотропной среде. Затем перечислены противоречия между основными предпосылками классической теории разрушения и особенностями протекания процесса разрушения в многофазных слоистых материалах. Тем самым показана необходимость некоторого смягчения исходных предпосылок теории разрушения, которое позволило бы создать практически применимые подходы для решения задач разрушения композитов. Очень кратко, вследствие неприменимости непосредственно к решению инженерных задач, изложены основные результаты, полученные при помощи методов микромеханики, позволяющих исследовать процессы взаимодействия между трещиной, волокном и связующим в бесконечной среде. Далее огшсаны основные концепции современных макромеханических подходов для описания процесса разрушения композитов. Отмечено, что все подходы, расчеты по которым находятся в соответствии с экспериментальными данными, исключают из рассмотрения нелинейную зону или зону разрушения у кончика трещины. Более сложные теории (с учетом критического объема, плотности энергии деформирования) наилучшим образом согласуются с экспериментами на однонаправленно армированных композитах, когда трещины распространяются параллельно волокнам. Эти теории также хорошо описывают нагружение слоистых композитов под углом к направлению армирования, когда преобладающее влияние на процесс разрушения оказывает растрескивание полимерной матрицы. Расчеты по двум приближенным теориям (гипотетической трещины и критического расстояния) и комбинированному методу (модель тонкой пластической зоны) сравниваются с данными, полученными при испытании слоистых композитов с симметричной схемой армирования [ 6°]s. Приведены данные о хорошем соответствии степенной аппроксимации, применяемой для описания скорости роста трещины, результатам испытаний на усталость слоистых композитов с концентраторами напряжений. [c.221]

Коррозионные испытания проводили применительно к условиям работы материалов оборудования глиноземного производства. Агрессивной средой служил щелочной раствор NaOH. Коррозионное растрескивание определяли на вилкообразных образцах в горизонтальных автоклавах при температуре 320 °С и давлении 10 МПа. Величину растягивающих напряжений в образцах устанавливали равной О.Ост - Время до разрушения определяли по результатам испытаний трех образцов. Метод ка опытов по 106 [c.106]

В последние годы возникло предположение, что результаты подобных испытаний нагруженных пластин из титановых материалов в морских и прочих средах, содержащих хлор-ионы, не позволяют в полной мере оценить склонность этих металлов к коррозионному растрескиванию под напряжением. В реальных конструкциях часто встречаются поверхностные дефекты материала, возникающие, например, при сварке, в процессе сборочных работ (соединение деталей с усилием) и т.д. Этот фактор впервые принял во внимание Браун [76], предложивший новые испытания в приспособлениях рычажного типа для оценки склонности титановых сплавов к коррозионному растрескиванию под напряжением. Суть нового метода заключалась в нанесении на обра- [c.122]

Макроскопическое растрескивание композитов также весьма разнообразно по форме. Так, если плоскость начального надреза или трещины направлена ортогонально направлению армирования, то трещина, как правило, развивается совсем не так, как в обычных макроскопически квазиизо-тропных материалах. Достаточно указать на щеткообразное разрушение однонаправленных композитов при растяжении вдоль волокон (рис. 6.6, а) и продольное растрескивание образцов при испытаниях на трешиностойкость по схеме трехточечного изгиба (рис. 6.6, б). Напротив, если начальная трещина лежит в плоскости армирования, то она растет, оставаясь примерно в этой плоскости. Поэтому для испытания композитов на трещино-стойкость в плоскостях армирования пригодны стандартные методы, разработанные для обычных конструкционных материалов [24]. [c.166]

Поскольку разработка мероприятий по более эффективному использованию материалов путем применения высоких рабочих напряжений за счет снижения остаточных напряжений, не всегда приводит к положительным результатам, то необходим новый подход к этой проблеме. Линейную механику разрушения, которая получила развитие в последнее десятилетие, можно применять к коррозионному растрескиванию, как показал Браун [37]. Особенный интерес представляет использование положений линейной механики разрушения для определения наибольшего размера трещины, которая стабилизируется и не распространяется дальше для заданного напряженного состояния. Самая большая трудность применения этих положений к углеродистым сталям в настоящее время заключается в определении размера используемых в этих испытаниях образцов. Вероятно, большинство разрушений по причине коррозионного растрескивания углеродистых сталей в процессе эксплуатации происходит на относительно более тонких сечениях, чем сечения образцов, которые в настоящее время применяют в связи с требованиями основных положений линейной механики разрушения. Имеются также вопросы, касающиеся механики распространения трещин коррозио1шого растрескивания, но тем не менее в некоторых ситуациях возможно использование метода, основанного на линейной механике разрушения, в борьбе с коррозионным растрескиванием углеродистых сталей. [c.252]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...