Сопротивление термической усталости

Термостойкость. Циклический нагрев и охлаждение поверхности штампа во время работы и, следовательно, чередующееся расширение и сжатие поверхностных слоев приводят к появлению так называемых разгарных трещин. Материал штампа должен, обладать высокой разгаростойкостью или, как чаще называют, термостойкостью или высоким сопротивлением термической усталости. [c.438]

Процессы циклического деформирования, протекающие при термоусталостном нагружении, характеризуются существенной нестационарностью и накоплением значительных односторонних деформаций. Для оценки сопротивления термической усталости могут быть использованы деформационно-кинетические подходы в линейной трактовке. [c.56]

Оценка сопротивления термической усталости без учета составляющей квазистатического повреждения, которая в общем повреждении может иметь величину порядка 0,5 и более, приводит к несоответствию расчетных и экспериментальных значений долговечности до двух и более раз. [c.56]

Обосновано использование деформационно-кинетических подходов в линейной трактовке для оценки сопротивления термической усталости. При этом базовая информация, необходимая для оценки усталостных и квазистатических повреждений, может быть получена при испытаниях на длительный статический разрыв и малоцикловую усталость с соответствующей скоростью деформирования и частотой в условиях заданного термического цикла. [c.275]

Анализ термической нагруженности конструктивных элементов показЫ)Вает, что при моделировании в качестве базового можно принять термический цикл ( трапеция ), включающий нестационарную (нагрев—охлаждение) и стационарную (выдержка при температуре max) части и отражающий принципиальные особенности нагрева в реальных условиях, либо частный вариант цикла — пила , воспроизводящий чисто циклический нагрев. Включение выдержки при max в термический цикл (рис. 7, В/) важно в связи с тем, что на этом этапе представляется возможным воспроизвести реологические процессы (релаксация напряжений, ползучесть), протекающие в реальных условиях и существенно снижающие сопротивление термической усталости. [c.14]

Данные по сопротивлению термической усталости конструкционных материалов, получаемые по методике с варьируемой жесткостью нагружения, являются базовыми для оценки прочности различных конструктивных элементов, работающих в условиях теплосмен (25, 38, 71]. [c.21]

Рассмотрим конструктивные особенности установки с термическим принципом создания нагрузки, используемой для исследования влияния статической нагрузки на сопротивление термической усталости [7]. [c.27]

СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ И СТАЛЕЙ В СВЯЗИ С ИЗМЕНЕНИЕМ ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛА НАГРУЖЕНИЯ [c.41]

Рис. 40. Сопротивление термической усталости при действии циклов различной длительности

Рассмотрим метод обобщения данных по сопротивлению термической усталости, изложенный в работе [2]. [c.75]

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ. СТРУКТУРНЫЕ ПРИЗНАКИ ТЕРМОУСТАЛОСТИ [c.86]

Результаты исследования влияния покрытий на никелевой основе приведены на рис. 54. Режим отжига покрытия после нанесения его на образцы был следующим температура 1050° С, продолжительность 4 ч, вакуум диаметр образцов 5,0 мм, толщина покрытия 60—80 мкм. Как и в случае алитирования, многокомпонентные покрытия снижают сопротивление термической усталости, но с уменьшением нагрузки различие в долговечности становится незначительным. Из исследованных вариантов состава покрытия на основе никеля наибольшую долговечность имело покрытие состава 17% А1, 10% Сг, 0,02% У. [c.93]

Сопротивление термической усталости материала, поврежденного наклепом, которое при испытаниях с выдержками при максимальной температуре цикла определяется в значительной мере этими характеристиками, также существенно меньше, чем при испытаниях без выдержки на /max- Циклический наклеп уменьшает пластичность, которая во многом определяет сопротивление длительной термической усталости, В табл. 13 приведены данные, свидетельствующие о взаимосвязи релаксационных к термоусталостных характеристик материалов. Сплавы [c.103]

Стали, применяемые для штампов, деформирующих нагретые до 1100—1200° С ме- аллы (табл. 25, 26 и рис. 22—24), должны обладать повышенными тепло- и износостойкостью при удовлетворительной вязкости, хорошей теплопроводностью, минимальным тепловым расширением, высокой разгаростойкостью и сопротивлением термической усталости. [c.360]

Кроме этого, циклическое нагружение нестационарно — величины циклических нагрузок различны в пределах каждого блока, соответствующего одному полету. Особенностью нагружения деталей ГТД является то, что интенсивное малоцикловое и статическое нагружение происходит с одновременным действием вибрационных напряжений, вызывающих механическую усталость материала деталей. В тех случаях, когда нагружение или разгрузка деталей (рабочие лопатки турбин, диски, корпуса) сопровождается увеличением или уменьшением температуры, механическое циклическое нагружение дополняется термическим, и при этом сопротивление малоцикловой усталости должно быть определено с учетом фактора переменности температуры в течение цикла. Для ряда деталей (сопловые лопатки, форсунки, экраны камер сгорания, элементы форсажных камер) термические напряжения являются основными и необходима оценка сопротивления термической усталости. [c.75]

Под влиянием многократных нагревов и охлаждений возникает термическая усталость материалов. Полную оценку сопротивления термической усталости можно получить только на основе результатов испытаний натурных образцов в условиях близких к эксплуатационным. [c.19]

Сопротивлением термической усталости называют способность детали выдерживать, без образования трещин, определенное число теплосмен [4]. Этот термин более четко характеризует состояние материала, чем термостойкость и другие термины. [c.22]

На сопротивление термической усталости отрицательно влияет коррозия, особенно интеркристаллитная и язвенная. [c.23]

Для сталей неблагоприятное действие на сопротивление термической усталости оказывают примеси свинец, олово, сурьма, сера. Особенно опасны прожилки серы (внеосевая ликвация), очень часто встречающиеся в деталях. В литых сплавах трещины термической усталости, как правило, возникают при меньшем числе циклов, чем в деформированных (поковках, штамповках). [c.23]

В книге рассмотрены особенности термической усталости металла как фактора преждевременной повреждаемости элементов теплоэнергетических установок и современные методы оценки сопротивления термической усталости с учетом условий работы. Обобщены результаты исследований по термической усталости материалов, применяемых в энергомашиностроении. [c.2]

Несмотря на сходство явлений термической и механической усталости [48, 109], необходимо учитывать, что действие повторных нагревов сопровождается сложным комплексом явлений, проходящих в материалах при высоких температурах, — окислением, изменением диффузионной подвижности атомов, старением, рекристаллизацией, ползучестью и пр. При расчете термоусталостной долговечности помимо влияния теилосмен в ряде случаев необходимо принимать во внимание влияние скоростного потока горячих газов, значительно понижающих сопротивление термической усталости. Так, при скорости газов до 1М термоусталостиая долговечность может снижаться на 80— 90% по сравнению с долговечностью в стационарных условиях. [c.160]

Исследования процесса деформирования [22, 27, 48, 67] свидетельствуют о наличии ряда специфических эффектов, свойственных методике испытаний на термическую усталость это, одной стороны, существенная локализация пластической деформации в наиболее нагретой части образца, и с другой — при более высоких параметрах термомеханического воздействия — интенсивное формоиз1менение [27] (появление ряда гофров ), проявляющееся из-за нестационарности процесса циклического унрутопластического деформирования разных зон образца в связи с возникновением продольного градиента температур. Эти эффекты вызывают значительные трудности в расшифровке действительной картины процесса упругопластического деформирования и вносят существенные пограшности в оценку сопротивления термической усталости. [c.25]

Для исследования сопротивления термической усталости материалов, работающих в этих условиях, проводят опыты, при которых максимальную и минимальную температуры -цикла не изменяют в течение серии опытов при этом термические напряжения (под действием разности Д/=7тах— mm) действуют в течение заданного времени Тв. В других сериях опытов варьируют жесткость системы нагружения и, следовательно, величину термонапряжений, что позволяет получить семейство кривых термической усталости по параметрам max, [c.68]

На рис. 50 приведены результаты испытания сплава ЖС6У, выплавленного методом направленной кристаллизации. Эти. данные показывают, что продольно ориентированная структура более долговечна, особенно при Де>1%. Этот эффект проявляется в большей степени при наличии выдержки на максимальной температуре. В этих условиях в материале накапливается длительное статическое повреждение, а влияние ориентации зерен особенно сказывается на характеристиках длительной прочности. Сопротивление термической усталости образцов с пошереч-ной ориентацией зерен в 1,5—2 раза меньше, чем у образцов с продольной ориентацией. Такое же увеличение долговечности отмечено при испытании сплава Маг-М20 0, выплавленного методом направленной кристаллизации и испытанного при тах= = 1230° С [65]. [c.88]

Сопротивление термической усталости металла резко снижается при повреждении поверхностных слоев окислении границ зерен, коррозионном растрескивании, обеднении легирующими элементами- Защитный механизм большей части покрытий основан на образовании стойких скислов, например АЬОз поэтому покрытие должно содержать металл, образующий эти окислы, в частности алюминий. [c.91]

Степень шероховатости поверхности, накдеп ц концентрация напряжений. Влияние степени шероховатости поверг ности и конпентрации напряжений на сопротивление термической усталости несколько меньше, чем при механической усталости, что [c.93]

Рис. 56. График влияния поверхностного наклепа на сопротивление термической усталости сплава ЖС6КП

Модуль Е определяют также при = х- в уравнение (5 63) входят исходные механические характеристики -фо и Е, а также учтены закономерности изменения пластичности и прочности во времени. Длительность цикла нагружения Тц долж.ча быть задана. Необходимо отметить, что уравнение (5.63) характеризует сопротивление термической усталости лишь при нагружении циклами без выдержки, при максимальной температуре. [c.139]

Приведенные примеры расчета сопловых лопаток турбин (эти детали наиболее подвержены воздействию термощикличес-ких нагрузок) свидетельствуют о следующем. При значениях температуры цикла тах, которые существенно увеличивают пластичность материала (1050—1100°С), влияние амплитуды деформации на долговечность уменьшается — запас пластичности материала достаточно велик. При тах=Ю00°С, когда пластичность сплава ЖС6К резко уменьщается, роль термических напряжений существенно возрастает, что приводит к уменьшению долговечности. В лопатке всегда имеются зоны, нагретые до различных температур следовательно, сопротивление термической усталости различное в разных точках, и не всегда трещины термоусталости возникают в наиболее нагретых зонах. Часто они появляются в переходных областях (от горячих зон к холодным), что может быть связано с местным уменьщением деформационной опособности материала. В связи с этим расчет теплового и напряженного состояний лопаток для дальнейщей оценки их сопротивления термоусталости следует выполнять не для одного опасного сечения, а для нескольких сечений по высоте лопатки. [c.180]

Влияние частоты нагружения на сопротивление термической усталости (т. е. роль длительности выдержки в цикле при Ь= = тах) оказывается неоднозначным число циклов до разрушения всегда уменьшается с увеличением длительности термоцикла, а суммарное время до разрушения может как уменьшаться, так и возрастать в зависимости от диапазона значений длительности цикла. Для многих материалов время до разрушения принимает минимальное значение при длительности цикла термонагружения ц=Зч-5 мпн. Это объясняется характером процесса циклической релаксации термонапряж ений. Наличие такого термоцикла, который вызывает ускоренное разрушение материала, необходимо учитывать при назначении режимов эксплуатации. Испытания же деталей на термоусталость по такому циклу позволяют сократить время до разрушения и одновременно получить достаточно большое число циклов. [c.189]

Болдырев Ю. М. Статистические исследования сопротивления термической усталости деталей авиадвигателя. Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Рига, РИИГА 1975. 20 с. [c.193]

Расположение кривых термической усталости я аропрочных сплавов (см. рис. 4, а, кривые 1—3) также коррелирует с располагаемой пластичностью сплавов при малых числах циклов, когда удельный вес пластической деформации в цикле значителен и ее роль в формировании предельных повреждений существенна, менее долговечным оказывается и менее пластичный сплав ЭП-220 и, наоборот, при больших числах циклов сплав ЭП-693ВД оказывает меньшее сопротивление термической усталости как обладающий несколько меньшей кратковременной прочностью. [c.40]

На рис. 9, а для теплостойкой стали 18-8 приведены кривые температурной зависимости X t)/X to), а на рис. 9, б — кривая 1 термической усталости (неизотермический цикл) со средней температурой tn = 400° С, кривая 2 малоцикловой изотермической усталости при эквивалентной температуре из условия (15) = 400 С и кривая 3 изотермической усталости с поправкой на неравномерность распределения температур [21]. Эта последняя кривая располагается близко к опытным данным при испытании на термическую усталость при такой же средней температуре цикла (в данном случае 400°). Следует полагать, что в величине X (t) отражено влияние Структурных особенностей сплавов на сопротивление термической усталости в связи с внутриструктурной термонапряженностью, превращениями и объемными изменениями. Для отобра- [c.14]

При представлении результатов испьгганий на термическую, неизотермическую и малоцикловую усталость с помощью необратимой составляющей деформации в цикле характер кривых усталости изменяется (рис. 2.21 и 2.22) во всем диапазоне изменения TVy сопротивление термической усталости сплава ХН56МВТЮ существенно меньше, чем для сплава ХН75МБТЮ-ВД. Это обусловлено различной долей упругой составляющей деформации в суммарной (полной) деформации цикла. [c.41]

Исследование хромированных сталей на термическую усталость по режиму 20-700—20° С (а = 2 кгс/мм ) показали, что сопротивление термической усталости у стали ОВкп увеличивается в 40 раз, а у низколегированных сталей с 0,9% V, Ti, Nb в 80— 90 раз 1116]. [c.204]

Наплавка рабочей поверхности инструмента для горячей деформации металлов занимает все больший объем в процессах его изготовления и восстановления. Существующие методы оценки износостойкости нанлавленных металлов и сплавов при трении в условиях теплосмен предусматривают наряду с замером твердости при высоких температурах проведение раздельных испытаний на сопротивление термической усталости (разгаростойкость) и изнашивание в процессе трения при рабочих температурах. Повышение твердости рабочей поверхности инструмента, с одной стороны, благоприятно влияет на повышение износостойкости, с другой — приводит к снижению разгаростойкости, т. е. к появлению и развитию трещин термической усталости, усугубляющих износ. При проведении раздельных испытаний на изнашивание при высоких температурах и на разгаростойкость двоякая роль повышения твердости не позволяет определить ее оптимальную величину. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...