Сопротивление жаропрочных материалов термической усталости

Изложенные в настоящей книге данные о методах исследования термической усталости, основных факторах, влияющих на сопротивление жаропрочных материалов термической усталости, и о способах расчетной оценки долговечности можно кратко сформулировать следующим образом. [c.188]

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЖАРОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ [c.58]

Сопротивление жаропрочных материалов термической усталости в связи с условиями нагружения и нагрева [c.162]

На основании проведенных исследований был сделан вывод, что при транскристаллитном характере развития трещин размер зерна практически не влияет на сопротивление термической усталости жаропрочных материалов, а при интеркристаллитном разрушении с уменьшением размера зерна увеличивается число циклов до разрушения и уменьшается скорость распространения трещин термической усталости. [c.152]

Для изготовления конструктивных элементов турбомашин используют жаропрочные сплавы [22, 75, 80, 100]. Они являются перспективными и для элементов тепловой энергетики в связи с ростом давления, температур и мощностей энергетических установок. Для изучения влияния пластичности жаропрочных материалов на сопротивление неизотермическому малоцикловому разрушению была разработана программа испытаний в условиях переменных температур (рис. 2.4). В нее включены испытания на термическую усталость без выдержки и с выдержкой при максимальной температуре (рис. 2.4, а и б) изотермические при предельных температурах термоусталостного цикла (рис. 2.4, в) неизотермические (в диапазоне температур основного термоусталостного цикла) для контрастных сочетаний режимов нагружения и нагрева (жесткий режим) при синфазном (рис. 2.4, д) и противофазном (рис. 2.4, г) циклических нагревах и нагружениях. [c.47]

В связи с необходимостью обеспечения высокого сопротивления термической усталости, как и для обеспечения высокой длительной прочности, нежелательно огрубление выделений на границах зерен и образование выделений а-фазы, приводящее к охрупчиванию жаропрочных сплавов при длительной их эксплуатации. Следует указать, что серьезные проблемы- вызывает высокотемпературная коррозия материалов, обусловленная присутствием ванадия, натрия и серы в продуктах сгорания. Для ее предотвращения не только подбирают соответствующий химический состав материалов, но и осуществляют обработку топлива и всасываемого воздуха, алитирование поверхности лопаток. [c.32]

При выборе материалов для деталей, работающих в скоростных газовых потоках, приходится учитывать многие, часто противоположные требования. Так, в большинстве случаев материалы должны иметь высокую жаропрочность и минимальную плотность, высокие механические и хорошие технологические свойства, высокое сопротивление термической усталости и газовой коррозии и эрозии. [c.269]

Конструкционные материалы, работающие в условиях высоких температур, должны обладать высокой жаропрочностью и сопротивлением ползучести, а также быть устойчивыми против термической усталости и окисления. Этим требованиям до 850— 950° С отвечают металлические сплавы на основе никеля, кобальта, хрома и железа с добавками молибдена, титана, тантала, ниобия, вольфрама и других элементов. [c.219]

В современных же агрегатах значительная часть деталей подвергается длительным статическим нагрузкам при повышенных температурах или повторным нагрузкам (в том числе и знакопеременным) при нормальных и повышенных температурах или же работает в условиях воздействия на них агрессивных сред, резких тепловых ударов или радиоактивного излучения. Для изготовления таких деталей требуются высокопрочные, жаропрочные, кислотоупорные металлические и неметаллические материалы стали, сплавы, пластические массы, обладающие повышенными специальными свойствами (пределом прочности, длительной прочностью, пределом ползучести, пределом выносливости, сопротивлением термической усталости, коррозионной стойкостью и Т.Д.). [c.245]

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]

Настоящий обзор подтверждает, что композиционные материалы, состоящие из жаропрочного сплава и тугоплавкой проволоки, характеризуются достаточно высокими значениями прочности и сопротивлением удару, что обусловливает значительные потенциальные возмон иости их использования для усовершенствованных лопаток газовых турбин. Полученные данные также указывают на потенциальную возможность увеличения рабочих температур материалов лопаток турбин до 1200° С и выше. Однако до сих пор получено небольшое число данных по окислению, эрозии и сопротивлению термической и механической усталости композиционных материалов. Необходимы дополнительные испытания для определения служебных характеристик композиций жаропрочный сплав — тугоплавкая проволока при всех условиях воздействия среды и нагружения. Легко воспроизводимые хорошие механические свойства и высокие потенциальные возможности увеличения долговечности работы турбин обосновывают необходимость дальнейших работ по всесторонней оценке свойств этих материалов. Может быть сделан ряд выводов, [c.273]

В книге рассмотрены вопросы сопротивления жаропрочных материалов неизотермическому малодикловому нагружению — термической усталости. Приведены экспериментальные данные по термической усталости жаропрочных сталей, никелевых деформируемых и литых сплавов, используемых в основном в деталях газотурбинных установок. Освещены роль технологических факторов (режимов литья и термообработки, покрытий, пайки и др ). а также влияние основных параметров циклического нагружения — температуры, частоты, нагрузки. Определены критерии прочности при термоусталостном нагружении при высоких (до 1050 С) температурах и предложены расчетные уравнения для прогнозирования долговечности. Изложены методы испытаний, приведены схемы испытательных машин. [c.2]

Материалы для пар трения, работающих при высокой температуре. По принципу самосмазывания изготовляют износостойкие материалы для узлов трения, работающих при высокой температуре. Такие материалы должны обладать хорошей жаропрочностью, сопротивлением коррозии, термической усталостью и теплопроводностью, а при работе без смазки их поверхность [c.202]

Чтобы правильно выбрать материал для узла трения, важно знать свойства таких новых антифрикционных и фрикционных материалов, как металлокерамические материалы, пластические массы и металлополимерные композиции, материалы, способные работать в узлах трения при высоких температурах, в условиях высокого вакуума и космоса. Важно знать также те принципы, на которых 0сн0)вывается создание материалов для специфических условий трения. Так, материалы для узлов трения, работающих при высокой температуре, должны обладать надлежащими показателями жаропрочности, сопротивления коррозии, термической усталости и тепло-проводимости, а при работе без смазки их поверхность должна образовывать тонкую прочную защитную пленку, предохраняющую поверхности от схватывания. Определяющим свойством материала для деталей подшипников качения является твердость. [c.148]

Одним из наиболее сложных и недостаточно изученным является вопрос о влиянии легирования на сопротивление термической усталости аустенитных сталей и сплавов. Например с введением для повышения жаропрочности карбидообразующих элементов далеко не всегда повышается сопротивление термической уста-лссти аустенитных материалов, а во многих случаях снижается. [c.145]

Влияние различных факторов на термическую усталость довольно противоречиво и с трудом поддается краткому резюмированию. Прежде всего отметим, что сопротивление термической усталости должны повышать все факторы, уменьшающие температурную деформацию, но без ухудшения полезных механических свойств. Сюда относятся уменьшение коэффициента линейного расширения и увеличение теплопроводности. Неоднократно отмечавшееся сильное влияние покрытий связано с их одновременным влиянием на тепловые и механические свойства. Нередко с изменением состава и структуры влияние теплофизических и механических свойств оказывается противоположным. Так, например, при переходе к более легированным сплавам прочость и жаропрочность обычно растут, но теплопроводность уменьшается. Для сопротивления термической усталости первое из этих изменений полезно, второе — вредно. Однако предварительное сопоставление материалов по их сопротивлению термической усталости весьма условно и потому часто оценку получают при испытаниях в условиях, близких к эксплуатационным. [c.223]

При температурах (0,6 0,7) Т л, т. е. при сварке, например, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, применении мягких режимов или при высоких темпах сварки доминирующим процессом, определяющим стойкость электродов, по-видимому, будет ползучесть, контролируемая диффузией. При более низких температурах — (0,4н-0,5) Тпл, — развивающихся на рабочей поверхности электродов, при сварке на жестких режимах, легких сплавов или отдельными точками при длительных перегревах наряду с ползучестью большую роль играют процессы термической и малоцикловой усталости. Поэтому к материалу электродов, предназначенных для работы при высоких температурах, предъявляются повышенные требования по сопротивлению ползучести, т. е. более высокой жаропрочности, в частности одночасовой горячей твердости и длительной прочности. В связи с этим для изготовления электродов желательно иметь металл с более крупным зерном, так как при высоких температурах более стойким против ползучести будет крупнозернистый материал с повышенной жаропрочностью. Так как при циклических нагревах образуются внутризеренные и главным образом, межзеренные трещины металл должен обладать высокой пластичностью при повышенных температурах, как лучше сопротивляющийся термической усталости. При точечной сварке легких сплавов более высокая стойкость наблюдается у электродов с мелким зерном, высокой электропроводностью и не содержащих в своем составе поверхностно-активных элементов, взаимодействующих со свариваемыми материалами путем диффузии и схватывания. [c.9]

Сопротивление термической усталости жаропрочных сплавов и сталей. Обычным способом испытания материалов на термическую усталось является испытание образцов в условиях жесткого нагружения при пилообразном изменении температуры [1, 9, 19]. [c.70]

Сплавы на никелевой основе. В качестве материалов для деталей газовых турбин широко применяются сплавы на никелевой основе, упрочненные дисперсной интерметаллидной у -фазой №зТ1А1, выделяющейся в процессе технологического старения. При дополнительном легировании сплавов кобальтом упрочняющей фазой является (К1Со)зТШ. В зависимости от количества у -фазы (содержания А1 Т1) и характера легирования твердого раствора сплавы на никелевой основе обладают различными жаропрочностью и сопротивлением термической усталости (рис. 1.24 и 1.25). Повышением жаропрочности сплавов системы N1 - Сг - Т1 - А1 достигается при их легировании молибденом. Положительное влияние на длительную прочность оказывают также малые добавки бора, щелочноземельных и редкоземельных элементов. Бор, выделяясь при старении сплава в виде боридных фаз преимущественно по границам зерен, тормозит диффузионные процессы, повышая тем жаропрочность, а в ряде случаев приводит к увеличению длительной пластичности. Влияние малых добавок щелочно- и редкоземельных элементов на длительную прочность определяется их рафинирующим действием в связи с химической активностью по отношению к вредным примесям (8, РЬ, В1, 8Ь), в результате чего эти примеси связываются в тугоплавкие соединения. Кристаллохимическими исследсюаниями установлено, что у -фаза имеет параметр решетки, весьма близкий к параметру решетки твердого раствора. Чем меньше разница указанных величин, тем интенсивнее происходит распад у-твердого раствора при охлаждении на воздухе и тем большей стабильностью против температурного воздействия обладает образующаяся з фаза. Интенсивность процессов выделения у-фазы и размеры частиц за- [c.51]

Располагаемая пластичность (деформационная способность) конструкционных материалов. В формировании предельного мало-циклового повреждения при неизотермическом нагрул ении значима роль характеристик кратковременной и длительной статической прочности и пластичности применяемых материалов, прежде всего длительной пластичности, которая коррелирует с сопротивлением малоцикловой усталости. Срок эксплуатации современных термически высоконагруженных аппаратов и установок в зависимости от их назначения изменяется в широких пределах — от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч часов. Экспериментальные исследования временной зависимости характеристик пластичности при длительном разрыве [2, 29, 56, 109] показали, что они существенно изменяются с течением времени. Характерно, что применяемые конструкционные жаропрочные стали и сплавы для деталей, работающих при высоких температурах, являются деформационно стареющими материалами, охрупчнвающимися в диапазоне рабочих температур и в процессе длительной эксплуатации. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...