Влияние температуры на ползучесть и релаксацию напряжений

Влияние температуры на ползучесть и релаксацию напряжений [c.62]

При температуре значительно ниже Т , когда аморфные полимеры являются хрупкими телами, их молекулярная масса оказывает незначительное влияние на ползучесть и релаксацию напряжений. Эта независимость свойств от молекулярной массы обусловлена тем, что в стеклообразном состоянии проявляют молекулярную подвижность только очень короткие участки цепей. Подвижность длинных участков полимерных цепей заморожена, а на ограниченную подвижность небольших участков длина макромолекулы в целом заметно не влияет. Если молекулярная масса полимера ниже некоторого критического значения [82 ] или об- [c.66]

При температуре выше 300° С отказываться от учета влияния явления ползучести и релаксации напряжений нельзя. При учете влияния высокой температуры (выше 300° С) и долговременной нагрузки в скрепленных стальных цилиндрах на ползучесть и релаксацию напряжений необходимо учитывать следующие обстоятельства. [c.106]

Долговечность при термоциклической усталости существенно зависит от частоты изменения температуры, длительности периодов выдержки между очередными теплосменами и прочих факторов. Подробнее эти вопросы будут рассмотрены при оценке влияния процессов ползучести и релаксации напряжений на долговечность материала. Разрушения при термической усталости материалов происходят в диапазоне так называемой малоцикловой усталости. Большинство применяемых в теплоэнергетике конструкционных сталей и жаропрочных сплавов как при термоциклическом, так и при циклическом механическом нагружении разрушается или в них появляются макротрещины через 10 — 10 циклов. [c.7]

В работе [68] выполнен анализ долговечности в зонах концентрации напряжений, В целях определения влияния ползучести на число циклов до разрушения (появления трещины) рассчитали долговечность при циклическом осевом растяжении плоских образцов (пластина с отверстием при повторном осевом растяжении) жаропрочных алюминиевых сплавов. Температуры испытания 120.,, 190° С являются для рассматриваемых материалов достаточно высокими ползучесть и релаксация напряжений выражены. [c.209]

Разумеется, построением диаграмм состав — свойство не ограничиваются задачи физико-химического анализа. Круг вопросов, охватываемых им, включает также изучение влияния различных внутренних изменений на свойства сплавов постоянного состава роста зерна, структурных изменений, выделения дисперсных фаз и их коагуляции, аллотропических превращений и т. д. Большинство перечисленных процессов находится в самой тесной зависимости от температуры, времени и напряжения, поэтому испытания на ползучесть и релаксацию, совмещающие эти три фактора, могут стать весьма полезными, а иногда незаменимыми методами физико-химического исследования металлических сплавов. [c.197]

При высоких температурах с увеличением частоты нагружения на сопротивление усталости будут оказывать влияние и такие процессы, как релаксация напряжения, ползучесть, фазовые изменения, в своей совокупности они могут как понижать, так и повышать сопротивление усталости. [c.244]

Длительное нагружение, в особенности, при высоких сходственных температурах (см. гл. 6) может оказывать сильное влияние на механические свойства. Ввиду большого практического значения этого вопроса и ввиду того, что по результатам кратковременных механических испытаний нельзя получить надежных данных о поведении материалов при длительном нагружении, применяют специальные методы механических испытаний испытания на замедленное разрушение при нормальных температурах, испытания на коррозию под напряжением, испытания на ползучесть, на релаксацию и на длительную прочность большей частью при повышенных температурах. [c.143]

Влияние структуры и состава сплавов на их жаропрочность часто не подчиняется закономерностям, известным для прочности при комнатной температуре. В частности, стабильность структуры и свойств в этом случае имеет гораздо большее значение [10]. Методы упрочнения, основанные на получении неустойчивых в физико-химическом отношении структур (закалка и отпуск, холодный наклеп), при высоких температурах, как правило, оказываются непригодными [11]. Хотя температура отдыха и рекристаллизации некоторых жаропрочных сплавов столь высока, что они могут применяться при 600—700° С в наклепанном состоянии некоторое время, не теряя упрочнения. С меньшей стабильностью структуры наклепанных сталей, вероятно, связана и большая их ползучесть. Поэт му упрочнение наклепом пока не получило распространения для материалов, работающих при высоких температурах. Также процесс релаксации в сталях с менее стабильной структурой происходит значительно быстрее, чем в сталях, находящихся в более равновесном состоянии. Влияние начальной структуры на снижение напряжений путем релаксации особенно велико после низкого отпуска, т. е. у неравновесных структур [5]. [c.147]

При релаксации уменьшение напряжений в детали вызывается нарастанием пластической деформации за счёт упругой деформации при неизменной длине детали, а при ползучести нарастание пластической деформации происходит исключительно за счёт удлинения детали. При этом общая деформация при ползучести значительно больше, чем при релаксации величина же деформации при высоких температурах может оказать существенное влияние на протекание ползучести, вызывая рекристаллизационные, диффузионные и другие процессы, отражающиеся иа сопротивлении материала пластической деформации. [c.799]

В работе [16] отмечается, что низкий непродолжительный отжиг полностью устраняет возникающий после предварительного растяжения эффект Баушингера, в то время как упрочнение еще сохраняется. Более глубокий отжиг приводит к тому, что уже совпадающие между собой кривые растяжения и сжатия приближаются к исходной кривой деформирования. Вследствие того, что ориентированные дефекты в большей степени неравновесны, чем дефекты дезориентированные, процесс, протекающий при большей температуре и меньшей скорости, должен приводить к меньшему значению эффекта Баушингера по сравнению с процессом, протекающим при меньшей температуре или большей скорости нагружения. Вообще исследования закономерностей процесса упругопластического деформирования материала в условиях неизотермического нагружения необходимо связывать со скоростью протекания процесса деформирования. Диапазон скоростей деформирования, определяемый современными инженерными задачами, простирается от 10 до 10 с . Верхняя граница этого интервала скоростей определяется технологическими задачами взрывной сварки, ковки, штамповки, а нижняя — относится к случаю ползучести и релаксации напряжений. Ясно, что в столь широком диапазоне изменения скоростей деформирования не может быть единой зависимости, связывающей сопротивление деформированию со скоростью. Анализ экспериментальных данных показывает, что следует различать по крайней мере две зоны влияния скорости деформирования — статическую и зону высоких скоростей, динамическую (между этими зонами может лежать зона относительно слабого влияния скорости деформирования на процесс деформирования материала). Причем влияние малых скоростей деформирования на указанный процесс (порядка 10 —10 с ) с физической точки зрения объясняется наличием реологических эффектов (ползучестью), а больших скоростей (порядка 10 —10 с ) — наличием динамических эффектов. Анализируя результаты экспериментальных работ по растяжению образцов при различных скоростях и температурах, можно сформулировать два общих свойства простейшего уравнения состояния материала [17] о = f (е , Т, Р), где Т (Т ти тах)> Р (Рт1п> Ртах) Ртах <7 10 С [c.133]

В процессе эксплуатации прочность соединений с натягом в большинстве случаев падает, что объясняется влиянием ползучести и релаксации напряжений. Например, соединение втулки с D = / = 30 мм из чугуна Сч 18-36 с валом из бронзы БрАЖ 9-4 того же диаметра с натягом N = 30 мкм при продольной запрессовке имело начальную разрывную силу, равную 7845 Н (800 кгс). После 5000 ч работы при температуре -t-100° сила уменьшилась до 3355 Н (340 кгс). Но при сочетании некоторых материалов под влиянием давления, температуры и других факторов происходит диффузия материалов, увеличение коэффициента сцепления и повышение прочности соединения. Например, при замене в предыдущем примере материала вала на стаять 45 и повышении температуры эксплуатации до -t-200 прочность соединения после 5000 ч работы увеличилась от 23 130 Н (2360 кгс) до 28 030 Н (2860 кгс) (данные получены Е. Ф. Бежелуковой). [c.178]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Хотя известно, что температура оказывает существенное влияние на пластическое поведение реального материала, в теории пластичности часто принимают условие изотермии и считают температуру просто параметром. Точно так же на практике в общепринятой теории пластичности обычно пренебрегают влиянием скорости нагружения на диаграмму напряжение—-деформация. В соответствии с этим пластические деформации считаются не зависящими от времени и изучаются отдельно от таких явлений, как ползучесть и релаксация. [c.250]

Для фланцев, подверженных воздействию высоких температур, обычно находят, при каком напряжении в шпильках обеспечивается плотность без учета влияния температуры, т.е. напряжение в шпильках перед перезатяжкой, а затем по данным релаксационных испытаний материала шпилек на кольцевых образцах и напряжениям в шпильках перед перезатяжкой определяют, какое необходимо создать начальное напряжение в шпильках от затяжки, обеспечивающее долговечность разъема. При этом не учитывают ползучесть фланца, гайки, резьбы, а также разницу релаксации кольцевого и цилиндрического образцов, т. е. тела шпильки . [c.380]

В работе [33] оценен вклад диффузионной ползучести в механизм релаксации напряжений при трансформационной деформации. Термоциклирование производили по интенсивным режимам, и общая длительность цикла составляла 30 сек. Оказалось, что для достижения установленной в опыте скорости деформации необходимо увеличение коэффициента самодиффузии на три-четыре порядка. М. X. Шоршо-ров и А. С. Тихонов [257] предполагают, что подобное ускорение самодиффузии при сверхпластичности возможно вследствие резкого увеличения концентрации вакансий на межфазных поверхностях при температурах, близких к эвтектической. Основанием для этого служит обнаруженное авторами значительное ускорение ди( узии в интервале температур сверхпластичности, которое можно объяснить тысячекратным увеличением истинной концентрации вакансий по сравнению с равновесной. Однако, насколько это можно распространить на полиморфные превращения железа, неизвестно. Клинард и Шерби [2851 изучали диффузию в интервале критических температур железа и обнаружили ускорение диффузии под влиянием полиморфного превращения в несколько раз, что недостаточно для приближения расчетных данных к опытным. Отметим, кстати, что повышение пластичности под влиянием термо-циклирования может быть связано с накоплением микропор [336]. [c.75]

В аналитических и экопериментальных исследованиях остаточных напряжений в волокнистых композитах используются два подхода — уже упомянутая выше модель коаксиальных цилиндров и модели регулярных типов расположения волокон. Первый подход основан на довольно простых математических соотношениях и поэтому применялся более широко [14, 27, 32]. Он был развит в работе [27] и позволил рассмотреть, наряду со свойствами, зависящими от температуры, влияние пластического течения в матрице, подверженной деформационному упрочнению. В этой и других работах пользуются не вполне определенным понятием температура релаксации внутренних напряжений имеется в виду температура, ниже которой влияние ползучести ослабевает и могут возникать напряжения значительной величины. Хекер и др. f27] устранили эту неточность, определив температуру релаксации внутренних напряжений путем сопоставления расчетных результатов с данными экспериментального определения остаточных напряжений в модельных композитах типа коаксиальных цилиндров. [c.66]

Основные теоремы теории приспособляемости сформулированы и доказаны для упругоидеальнопластической среды, свойства которой не зависят от времени. Влияние ползучести на условия приспособляемости изучалось многими авторами в. связи с конкретными инженерными приложениями [10, 56, 84, 85, 136, 173 и др.]. Задача обычно сводится к расчету релаксации (в период выдержки) благоприятного поля остаточных напряжений, которое устанавливается за счет кратко-временного неупругого деформирования, и к определению соответствующего изменения области приспособляемости. При этом исходят из различных упрощающих предположений. В частности, иногда принимается, что существует некоторая область напряжений и температур, в которой ползучесть практически не наблюдается. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...