Оценка свойств жаропрочности

ОЦЕНКА СВОЙСТВ ЖАРОПРОЧНОСТИ [c.109]

В комплекс основных характеристик, подлежащих определению при оценке свойств жаропрочности сварных соединений, так же как и металла конструкций, входят сопротивление ползучести и релаксационная стойкость длительная прочность и пластичность стабильность структуры и свойств в процессе выдержки при рабочей температуре. [c.109]

Метод твердости является незаменимым при оценке механических свойств металла в процессе эксплуатации для металлов, из которых трудно изготовить образцы резанием (например, из околошовных зон термического влияния закаливающихся теплоустойчивых и жаропрочных хромомолибденовых сталей) при оценке свойств поверхностного слоя при стопроцентном контроле качества металла изделий и т.д. [c.317]

При анализе структуры уравнений критериев прочности подчеркивается, что в исследуемые зависимости необходимо вводить специальные параметры, отражающие индивидуальные особенности материала. Особую роль такие коэффициенты приобретают при больших сроках службы, когда в процессе длительного воздействия температуры и внешних нагрузок могут изменяться как свойства материала, так и механизм развития процессов деформирования и зарождения и роста повреждений. Поэтому, планируя программу испытаний для оценки конструктивной жаропрочности, следует выявлять границы температурно-силовой области эксперимента, в которой сопротивление разрушению определяется физическими закономерностями, адекватными процессам, определяющим условия службы металла при длительной эксплуатации. В таких условиях обработка экспериментальных данных позволит получить правильные оценки коэффициентов как уравнении температурно-временной зависимости прочности, так и формул критериев длительной прочности. [c.145]

Оценка работоспособности сварных конструкций, предназначенных для высокотемпературного использования, представляет весьма сложную проблему, охватывающую комплекс лабораторных и стендовых испытаний с учетом опыта эксплуатации. Большое число различных факторов, определяющих поведение материалов и их сварных соединений при высоких температурах — развитие процесса ползучести, изменение структуры и свойств во времени, возможность хрупких межзеренных разрушений и другие особенности высокотемпературного деформирования — не позволяет ограничиться проведением лишь определенной узкой группы испытаний, а требует постановки широкого исследования, охватывающего оценку основных свойств жаропрочности. [c.104]

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]

Жаропрочные сплавы представляют собой многокомпонентные и многофазные системы. Причем, несмотря на то, что роль дисперсных фаз в упрочнении сплавов велика, определяющим фактором, особенно при высоких температурах, является прочность твердого раствора. В этой связи интересно выяснить влияния отдельного и совместного воздействия компонентов, входящих в состав твердого раствора жаропрочных сплавов, на механические свойства последних при различных температурах. Для этого можно воспользоваться измерением микротвердости, которая характеризует сопротивление изучаемого материала пластическому деформированию и может служить критерием для оценки свойств прочности и пластичности [2, 3, 6]. [c.25]

Для оценки свойств опытного сплава МА9 сопоставляются характеристики прочности и пластичности его с некоторыми высокопрочными и жаропрочными магниевыми сплавами. [c.197]

ОЦЕНКА ЖАРОПРОЧНЫХ СВОЙСТВ [c.457]

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной. прочности Одп— напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре условный предел ползучести % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Уд = Ю %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Va = Ю мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 °С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч. [c.222]

На основе всесторонних материаловедческих исследований в настояшей книге проведен анализ влияния структурных факто-ров на жаропрочность и трещиностойкость теплоустойчивых сталей. Рассмот рены физические процессы, протекающие в металле при восстановлении служебных свойств материалов путем применения повторной термической обработки. Показаны пути повышения точности оценки жаропрочных свойств с учетом напряженного состояния, колебания температур и напряжений, структуры и кратковременных свойств материала. В заключение [c.3]

Реальная оценка ресурса энергооборудования является одной из важных задач современного этапа эксплуатации тепловых электростанций. Расчет ресурса по принятым схемам [36] не в полной мере учитывает имеющийся разброс свойств металла, что может в значительной степени исказить точность оценки срока службы оборудования. Для деталей, работающих в условиях ползучести, достоверность оценки ресурса определяется в основном двумя факторами — точностью оценки жаропрочных свойств материала и точностью определения температурно-силовых условий работы оборудования в процессе эксплуатации. Повыщение точности оценки жаропрочных свойств может быть осуществлено, если при выборе расчетных характеристик учитывается связь между свойствами материала и его структурой. [c.49]

Анализ результатов испытаний выявил возможность повышения точности оценки жаропрочных свойств стали, разделив трубы на две структурные группы. Для труб группы I со сдаточными структурами, содержащими различное количество зерен от- [c.50]

Приведенные на рис. 2.1 кривые длительной прочности надежно могут применяться для оценки жаропрочных свойств труб в условиях работы под внутренним давлением. Сопоставление результатов испытаний образцов одноосным растяжением, а также трубчатых образцов, нагруженных внутренним давлением, показывает хорошее совпадение жаропрочных свойств. [c.51]

Условия работы сварных конструкций энергоустановок при высоких температурах предъявляют к сварным соединениям, кроме обеспечения должного уровня механических свойств, также требования сохранения необходимой жаропрочности и жаростойкости. Поэтому комплекс испытаний, обычно используемых для оценки жаропрочных материалов, является обязательным и для сварных соединений. В то же время особенности строения последних предъявляют при исследовании их работоспособности в условиях длительной эксплуатации при высоких температурах ряд дополнительных требований к методике испытаний и критериям оценки полученных результатов. Объем указанных испытаний и критерии оценки работоспособности зависят прежде всего от условий эксплуатации данной сварной конструкции. Основные требования к методике испытания сварных соединений приведены ниже. [c.21]

При разработке технологии сварки жаропрочных материалов особую трудность представляет, как правило, выбор сварочных материалов (электродов и сварочных проволок), обеспечивающих необходимые свойства металла шва. Для работы при высоких температурах металл шва, кроме необходимого уровня механических свойств и технологической прочности, должен обеспечивать также достаточную стабильность структуры и свойств при заданных температурах, обладать необходимым сопротивлением ползучести и жаростойкостью, а также рядом других свойств в соответствии с условиями работы данного узла. При этом критерии оценки пригодности того или иного типа сварочных материалов будут существенно зависеть от назначения данного узла конструкции. Так, например, для сварных конструкций камер сгорания газовых турбин пригодность тех или иных электродов будет определяться прежде всего жаростойкостью металла шва. Ряд сварных узлов турбин (рабочие лопатки, роторы и другие) могут работать под воздействием динамических знакопеременных напряжений. Поэтому для данных сварных соединений должна быть проверена их усталостная прочность. [c.21]

Для ряда ответственных конструкций (сварные роторы, сварные конструкции лопаточного аппарата и т. п.), выполненных из новых марок легированных сталей, в целях проверки технологического процесса их изготовления вводится практика изготовления контрольных узлов, которые подвергаются разрезке с детальной проверкой качества всех сварных соединений и оценкой уровня их механических и жаропрочных свойств. Полученные результаты позволяют сделать окончательный вывод о пригодности разработанного технологического процесса. [c.97]

Учет релаксации напряжений, происходящей на площадках цикла при малоцикловом нагружении по жесткому режиму, должен производиться с оценкой циклических свойств материала. Для упрочняющихся материалов, к которым относятся жаропрочные сплавы для лопаток, дисков, камер сгорания, процесс циклической релаксации происходит при уменьшении релаксационных характеристик — скорости и величины релаксационного напряжения. Это приводит к тому, что кривые релаксации, обычно описываемые экспоненциальной функцией [c.97]

Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной прочности — напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (более 450 °С) температуре условный предел ползучести — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Va = = 10- %/ч, что соответствует 1 7о-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч (или Vu = = 10 мм/ч) стабильность структуры и кратковременных механических свойств при обычной и рабочей температуре в процессе расчетного срока эксплуатации. [c.280]

Значительный интерес представляют методы испытаний по оценке влияния предварительного термоциклирования на механические и жаропрочные свойства материала. Предварительное термоциклирование можно проводить как на простых экспериментальных установках с использованием главным образом цилиндрических образцов, так и на газодинамических стендах с использованием моделей турбинных лопаток, что приближает эти условия к натурным испытаниям. [c.31]

Приведенный далеко не полный перечень факторов, неоднозначно влияющих на долговечность материалов и существенно усложняющих их сравнение по термической усталости, свидетельствует о том, что при оценке влияния химического состава на долговечность теплоустойчивых и жаропрочных материалов необходимо одновременно учитывать их теплофизические свойства, характеристики прочности и пластичности, а также основные [c.140]

Сварка коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов. Стали и сплавы этого класса обладают хорошей свариваемостью. Однако теплофизические свойства и склонность к образованию в шве и околошовной зоне горячих трещин определяют некоторые особенности их сварки. Характерные для большинства сталей и сплавов низкая теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения обусловливают при прочих равных условиях (способе сварки, геометрии кромок и др.) расширение зоны проплавления и областей, нагретых до различных температур, и увеличение суммарной пластической деформации металла шва и околошовной зоны. Это увеличивает коробление конструкций. Поэтому следует применять способы и режимы сварки, характеризующиеся максимальной концентрацией тепловой энергии. Оценка возможностей дуговых способов сварки по толщине детали дана в табл. I. [c.28]

Потребительские свойства материалов второй группы позволяют дать оценку их работы в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации, т.е. с учетом различного рода механических воздействий на них, в том числе в агрессивных средах. Среди таких свойств — релаксация напряжений, ползучесть, усталость, выносливость. Большое значение имеют такие характеристики потребительских свойств, как живучесть, длительная прочность, жаропрочность, истираемость и сохраняемость. [c.118]

Толщина слоя зоны термического влияния не превышает 0,2—0,5 мм, но ее наличие необходимо учитывать при оценке эксплуатационных свойств получаемых деталей. Так, обработанная поверхность сталей и титановых сплавов в результате резки упрочняется вследствие закалки, поверхность высоколегированных сталей изменяет механические свойства (коррозионную стойкость, жаропрочность и т. п.). Поэтому вопрос о необходимости последующей обработки дефектного слоя решается в каждом конкретном случае исходя из эксплуатационных требований к деталям. [c.621]

Работа указанных конструкций в широком диапазоне температур от комнатной до 900—1000°-С требует всесторонней оценки жаропрочности входящих в них сварных соединений — основной характеристики, определяющей эксплуатационную надежность изделия в данных условиях. При ее определении должны быть учтены особенности сварных соединений и прежде всего неоднородность строения и свойств отдельных зон соединения, а также наличие в районе стыка концентраторов напряжений различного характера и происхождения, оказывающих заметное влияние на условия их работы. Пренебрежение этими факторами и определение свойств сварных соединений лишь с помощью классических методов оценки жаропрочности сталей и сплавов [c.3]

Металл сварного шва по своей структуре и свойствам может заметно отличаться от основного металла, поэтому при оценке жаропрочности сварных соединений должен быть рассмотрен отдельно. Следует также отметить, что швы при работе конструкции, как правило, находятся в наиболее тяжелых условиях из-за конструктивных концентраторов напряжений в вершине и корне и [c.42]

Как правило, испытание металла сварных швов производится на образцах, вырезанных вдоль оси шва. В то же время рабочие напряжения в сварных соединениях направлены преимущественно перпендикулярно оси шва. Для оценки возможности использования свойств жаропрочности, полученных испытанием продольных образцов на свойства в поперечном относительно шва направлении, были испытаны две серии образцов сварного стыкового шва типа ЭФ-Х11ВМФН (электроды КТИ-10). Полное [c.52]

Высокотемпературные установки с вакуумными печами чаще всего применяются для испытания тугоплавких сплавов (Nb, Мо, W и др.), которые в связи с их интенсивным окислением нельзя испытывать без защитных покрытий в воздушной среде. В этом случае важными методическими факторами являются чистота и стабильность рабочей среды, так как тугоплавкие металлы и сплавы на их основе загрязняются примесями (Oj, N2 и др.) даже в глубоком вакууме и п(,и этом существенно изменяются их проч1ностные свойства. Наиболее желательными для объективной оценки характеристик жаропрочности этой группы материалов являются испытания в вакууме не ниже 10 мм рт. ст. Для возможности сопоставления получаемых результатов необходимо указывать, при какой степени вакуума и величине натекания в рабочую зону печи проводились испытания. [c.131]

За характеристику жаропрочности может быть принята длительная одночасовая твердость при повышенной температуре, предложенная А. А. Бочваром, как простой и быстрый способ оценки свойств металлов при высоких температурах и, притом, дающий хорошую корреляцию с испытаниями на ползучесть. [c.19]

Обозначения на рабочих чертежах требований, предъявляемых к термообрабатываемым деталям. Обычно на чертежах деталей, к которым не предъявляют повышенных требований, указывают термообработку на заданную твердость. Для ответственных деталей, кроме твердости, необходимо указать основные механические характеристики (пределы прочности и текучести, относительное удлинение, ударную вязкость), так как твердость не всегда дает полную оценку свойств и работоспособности детали. Кроме того, указывают специальные свойства, например, жаропрочность при рабочих температурах. Во всех случаях необходимо указывать группу контроля, соответствующие технические условия или инструкции, где оговаривают условия и методику контроля необходимых свойств. Существует четыре основных группы контроля [c.329]

Все сказанное свидетельствует о том, что решение вопросов надежности требует знаний в самых различных областях материаловедения, прочности, конструирования, технологии изготовления и сборки, расчетов тепловых полей. Автор поставил перед со й задачу рассмотреть на базе имеющихся в технической литературе сведений и результатов собственных исследований основные аспекты проблемы выбора материалов и прочности деталей ГТУ. Идея книги заключается не в освещении двух тем материалы и прочность деталей , а в рассмотрении вопросов, находящихся на стыке этих тем. Книга не предполагает конкурировать ни с руководствами для конструкторов, в которых подробно излагаются различные методы расчета напряженного состояния, ни с книгами по теориям жаропрочности и легирования жаропрочных сплавов, а также со справочниками по свойствам жаропрочных материалов. Тем не менее в ней делается попытка показать, что традиционный метод выбора материалов деталей по характеристикам длительной прочности, приводимых в справочниках, не позволяет адекватно оценивать их ресурс как по причине отличий реального напряженно-деформированного состояния деталей от истинного, так и по причине зависимости характеристик материала от режима термической обработки (поэтому индивидуальные характеристики заготовки могут отличаться от спршочных), от использованного метода статистической обработки и экстраполяции результатов испытаний, от методики оценки влияния программы нагружения, вида напряженного состояния, от температурных условий эксплуатации и наконец, что весьма существенно, от коррозионной среды. [c.6]

При оценке свойств литых жаропрочных сплавов для лопаток следует иметь в виду возможные различия характеристик механических свойств металла лопатки в разных ее зонах, связанные с разными условиями питания и кристаллизации металла лопаток и трефовидных или пальчиковых проб, обычно используемых для контрольных испытаний (от плавки или суточной заливки) металла, выплавленного на воздухе, в вакууме, в защитной атмосфере. Результаты испытания точнолитых образцов и образцов, изготовленных из пальчиковых проб, также могут отличаться между собой и тем более от результатов испытаний металла трефовидных проб и металла лОпаток. Подобные различия свойств, однако, иногда и не наблюдаются. (Свойства шлифованных образцов без литейной корки и с ней значительно различаются (табл. 3) [159]. [c.237]

Расширение применения современных высокопроизводительных специальных способов литья (литья под давлением, жидкой и объемной штамповки) требует увеличения производства специализированного оборудования и оснастки, в частности пресс-форм, штампов, матриц, способных надежно работать при высоких механических, ударных и термических нагрузках (700 - 760°С). Это возможно обеспечить только за счет применения высоколегированных и жаропрочных сплавов, обладающих высокими эксплуатационными и технологическими свойствами. Например, для оценки показателей качества пресс-форм и штампов основным критерием является термостойкость, формостойкость и износостойкость. [c.31]

Рассмотрены результаты проведенных исследований по созданию жаропрочных покрытий на основе титана, получаемых селективным осаждением на стали ОХ18Н10Т из транспортного эвтектического расплава РЬ—В1 с последующим азотированием в тлеющем разряде. Дана оценка коррозионных свойств титаноазотированных покрытий при испытании в расплавленном цинке при температуре 450° С. Лит. — 2 назв. [c.260]

Значительные сложности в оценке остаточного ресурса по жаропрочности возникают для пароперегревательных труб. Условия работы пароперегревателей таковы, что при эксплуатации часто имеет место превышение температуры металла сверх расчетной. Работа при высоких температурах приводит к развитию в металле пароперегревателей таких разупрочняющих процессов, как возврат и рекристаллизация, рост карбидных частиц. Все это способствует трансформации структуры стали. Например, в стали 12X1 МФ происходит переход феррито-сорбит-ной структуры в феррито-карбидную, что снижает жаропрочные свойства стали. [c.58]

Результаты исследования Ni- r-Al-Ti- плaвoв показали, что в рассматриваемом случае влияния фазового состава и структуры этих материалов на жаропрочные свойства связано с факторами, количественная оценка которых приведена в [78, 79] [c.123]

Никелевый жаропрочный сплав In onel Х750 аустенитно-го класса очень широко используют для жаровых труб, экранов, наружных обшивок корпусов и валов сверхпроводящих генераторов мощностью 5 МВт, разработанных компанией Вестннгауз [1,2]. Для оценки поведения безопасно повреждаемой конструкции такого генератора проведены исследования характеристик разрушения и механических свойств указанного сплава при низких температурах в зависимости от технологии изготовления и режимов термообработки. Изучено влияние трех промышленных методов выплавки и горячего изостатического прессования, а также двух видов термообработки закалки и закалки с последующим двухступенчатым старением. [c.298]

До настоящего времени не существует надежного прямого метода оценки повреждений, накопленных в металле в процессе ползучести. Существует несколько способов, которые применяются для ее косвенной оценки. И. Н. Лагунцов предлагал ранее оценивать повреждаемость стали 16М по снижению временного сопротивления при рабочей температуре, по снижению ударной вязкости при комнатной температуре и по переходу молибдена из твердого раствора в карбиды. Лагунцов полагал, что сталь 16М можно эксплуатировать до момента, пока 75% молибдена не перейдут в карбиды при одновременном заметном снижении механических свойств и жаропрочности. [c.250]

Имеются попытки оценивать работоспособность длительно работавшего металла по соответствию или несоответствию его свойств требованиям технических условий при комнатной температуре. Однако этот критерий абсолютно непригоден для оценки повреждаемости. В МО ЦКТИ было проведено исследование очень большого количества образцов труб поверхностей нагрева из стали 12Х1МФ, разрушившихся вследствие длительного перегрева и исчерпания жаропрочности. Даже вблизи места разрушения металл этих труб в подавляющем большинстве случаев отвечал требованиям технических условий. [c.254]

Инструментальная диагностика используется для получения качественных и количественных оценок состояния мет а оборудования. Различают разрушающий и неразрушающий методы. При первом целостность контролируемой детали или узла нарушается. Вырезается участок, из которого изготавливаются образцы. На них измеряются характеристики состояния и уровни дефектности, в частности механические свойства, химический состав, жаропрочность и поврежденность. Второй метод позволяет проводить дефектоскопию непосредственно на обрудовании. С помощью измерительных приборов физических и химических средств по специальным методикам выявляются трещины, остаточная деформация, коррозионный и эрозионный изнош. [c.151]

В настоящее время не установлены единые нормы допустимых значений длительной пластичности для котельных сталей. Но при оценке служебных свойств новых марок жаропрочных сталей для котлов и паропроводов и в особенности при выборе оптимальных режимов термической обработки характеристикам длительной пластичности стали должно уделяться первоочередное внимание. В ряде случаев решение, обеспечивающее получение повышенной пластичности за счет некоторого снижения длительной прочности, является более выгодным для обеспечения надежности. При применении материалов с пониженными значениями длительной пластичности это должно учитываться в конструкции (исключение концентраторов напряжений, дополнительных из-гибных и циклических напряжений) кроме того, должны быть ужесточены требования к качеству изготовления (допуски на овальность гибов, раднусы переходов и т. п.). [c.191]

Жаропрочные металлокерамические материалы, а также различные огнеупорные материалы, предназначенные для работы в качестве элементов современных машин, как известно, изготавливаются часто сразу в виде готовых деталей, требующих небольшой последуюш ей механической обработки. Такие материалы обладают большой неоднородностью физических свойств как по объему, так и в различных образцах одной партии и тем более в разных партиях. Свойства материалов вследствие особенностей их изготовления могут изменяться в зависимости от их геометрии и размеров. При поисковых исследованиях по созданию материалов принципиально новых классов, предназначенных для работы в условиях высоких скоростей газового потока и температур, часто необходимо дать оценку теплофизических характеристик конкретной детали или упрощенных образцов с подобной технологией изготовления. Иногда необходи.мо дать эту оценку при испытаниях деталей непосредственно на испытательных стендах, где изучаются одновременно такие свойства, как эрозия, окисляемость, устойчивость к термическим напряжениям и т. д. [c.70]

Свариваемость стали при существующих видах сварки должна подтверждаться данными испытаний сварных соединений, выполненных по рекомендуемой технологии с применением соответствующих присадочных материалов. Результаты испытаний должны обеспечивать надежную оценку прочностных, пластических и других свойств сварного соединения и степени влияния на эти свойства технологии сварки (включая режим термообработки) и других факторов. Для жаропрочных сталей должны быть данные по значению длительной прочности сварных соединений, а также по степени их разупрочнения и охрупчивания в околошовной зоне вследствие температурного цикла сварки и на склонность клональным разрушениям соединений. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...