Эксплуатационное деформационное старение

Эксплуатационное деформационное старение [c.151]

Естественно ожидать, что эксплуатация в условиях, вызывающих по крайней мере в локальных зонах пластическую деформацию, в состоянии вызвать охрупчивание материала по типу деформационного старения, которое в отличие от наклепа и последующего деформационного старения, возникающего на стадии изготовления конструкции, назовем эксплуатационным деформационным старением. [c.151]

В сталях возможно термодеформационное старение, т. е. одновременное протекание термического и деформационного старения. Старение отрицательно сказывается на эксплуатационных и технологических свойствах многих сталей. Старение может протекать в строительных и мостовых сталях, подвергаемых пластической деформации при гибке, монтаже и сварке, и, усиливаясь охрупчиванием при низких температурах, может явиться причиной разрушения конструкции. Развитие де- [c.190]

Существенную роль в образовании хрупкого разрушения играет исходное состояние металла, зависящее от металлургических процессов получения и технологии его дальнейшей обработки. Увеличение размера зерен и ослабление прочности их границ приводит к уменьшению 5к и, следовательно, к повышению критической температуры и снижению уровня критических напряжений при хрупком разрушении (см. рис. 1.5). Повышение сопротивления срезу и уменьшение сопротивления отрыву в результате повышения содержания углерода в стали, понижения температуры отпуска, а также легирования (повышающего отношение предела текучести 5т к сопротивлению разрыву Sk) увеличивают склонность к хрупкому разрушению. Этот эффект наблюдается также после деформационного старения при длительной службе металла в напряженном состоянии при повышенной температуре, наводороживания, радиационного воздействия, накопления циклического и коррозионного повреждений. Указанные эксплуатационные факторы понижают пластичность, прочность границ зерен и сопротивление разрыву. [c.14]

При расчете конструкций, изготавливаемых из материалов с пониженной пластичностью в интервале эксплуатационных температур (при температурах деформационного старения), характеристики пластичности по п. 3.4.1 принимаются для температур, соответствующих минимальным значениям ф/. Повышение величин 0 ,2, Ов и сг-т за счет старения в расчетах не учитывается. [c.228]

В сталях возможно термодеформационное старение, т. е. одновременное протекание термического и деформационного старений. Старение отрицательное сказывается на эксплуатационных и технологических свойствах многих сталей. Оно может протекать в строительных и мостовых сталях, подвергаемых пластической деформации при гибке, монтаже и сварке, и, усиливаясь охрупчиванием при низких температурах, явиться причиной разрушения конструкции. Развитие деформационного старения резко ухудшает штампуемость листовой стали, поэтому многие углеродистые стали подвергают обязательно испытаниям на склонность их к деформационному старению. [c.190]

Основные закономерности малоциклового деформирования в настоящее время уже достаточно хорошо изучены [7, 35, 43, 44, 101, 122, 123], и результаты этих исследований кратко обсуждены в гл. 1. В данном разделе рассматриваются особенности деформирования и разрушения конструкционных материалов при высоких температурах, когда проявляются температурно-временные аффекты ползучесть, релаксация и структурные изменения материала. Особое внимание уделено исследованиям при циклическом нагружении в условиях интенсивного деформационного старения, сопровождающегося сильным изменением прочностных и пластических свойств материала во времени. Причем интенсивность и характер этих изменений зависят также и от условий деформирования, и в первую очередь от формы цикла и частоты нагружения. Учет изменений пластических свойств во времени, определяющих сопротивление материала малоцикловому и длительному статическому разрушению, требует проведения сложных экспериментов в условиях, приближающихся к эксплуатационным, во многих случаях характеризующихся сильным протеканием деформационного старения. [c.166]

Таким образом, при оценке долговечности в условиях протекания интенсивного деформационного старения (что свойственно большому классу сталей при эксплуатационных температурах) и при разработке методов экстраполяции прочностных и пластических свойств на длительные времена могут быть использованы структурные характеристики, изменение которых отражает физические процессы, протекающие в материале под действием нагрузки. [c.200]

X ар актер истики сопротивления циклическому нагружению устанавливают для расчетных температур с учетом температурных зависимостей модуля упругости Е , пределов текучести 0q 2 и прочности Og, относительного сужения и предела выносливости olj. При расчете конструкций, изготовляемых из материалов с пониженной пластичностью в интервале эксплуатационных температур (при температурах деформационного старения), характеристики пластичности принимают в соответствии с минимальным значением Увеличение и ail 3 старения материала в расчете не учитывают. [c.128]

Изменение свойств при статическом растяжении в процессе деформационного старения исследовано наиболее детально. В том случае, когда направление предварительной и окончательной (после старения) деформации совпадает, удается удовлетворительно связать изменение определенных свойств со стадиями, в том числе ранними, деформационного старения. На одном и том же образце возможно получить разнообразные свойства, характеризующие сопротивление различным деформациям, процесс упрочнения при деформации, сопротивление разрушению, а также косвенные сведения о поведении дислокаций. Эти свойства часто хорошо коррелируют с другими, в том числе эксплуатационными. Поэтому испытание на статическое растяжение (с записью технической и получением истинной диаграмм растяжения) использовано в преобладающем числе работ, исследующих изменение механических свойств при деформационном старении, а также причины этого изменения. [c.50]

Проблема свариваемости включает склонность стали к локальному ухудшению основных эксплуатационных характеристик под влиянием сварки. Это, в первую очередь, снижение хладостойкости, обусловленное образованием грубой неоднородностью микроструктуры, динамическим деформационным старением, дисперсионным твердением за счет вьщеления частиц карбидов и карбонитридов. Оно выражается в повышении температуры хрупкости Гдд. [c.156]

Восстановление герметизации деформационных швов. Нарушение герметизации в деформационных швах происходит из-за старения герметизирующего материала и потери им первоначальных свойств, а также из-за начального несоответствия физико-механических характеристик герметиков тем условиям работы в швах, которые возникают при совместном воздействии на него природно-климатических и эксплуатационных факторов. [c.477]

Таким образом, эффект эксплуатационного деформационного старения сталей существенным образом зависит от химического состава стали. Наличие в стали 16Г2АФ ванадия, который связывает основную часть азота и углерода в дисперсные частицы карбонитридов V( ,N), снижает при пластической деформации эффект охрупчивания. Напро- [c.154]

Изменение температур испытания, приводящее к изменению статических свойств, сказывается на особенностях поведения материалов при малоцикловом нагружении. Для ряда материалов, склонных с повышением температур к деформационному старению, имеется интервал температур, где наблюдается существенное снижение пластичности и повышение сопротивления пластическим дефор1 1ациям. Причем интервал температур интенсивного деформационного старения находится внутри эксплуатационных температур, и при соответствующих переходных режимах в этом интервале температур может происходить основное накопление малоцикловых повреждений. В связи с этим выбор материала по характеристикам статических и циклических свойств для [c.253]

У1етод создания перенапряжения при температурах пластичности с целью уменьшения влияния дефектов даже в хрупкой зоне является наименее изученным. Для этого случая имеется мало экспериментальных данных. Такие данные необходимо получить при испытаниях конструкций на снятие напряжений или простых надрезанных образцов, не имеющих сварных швов. Имеюш,иеся данные дают возможность предположить, что напряжение разрушения такого предварительно напряженного образца в условиях, когда разрушение протекает на низком уровне напряжений (например, при температурах хрупкого состояния), по меньшей мере равно, а обычно выше напряжения разрушения такой предварительно не напряженной конструкции в аналогичных условиях. Обычно напряжение разрушения так же высоко, как и предварительно создаваемое напряжение, но, по-видимому, только не в случае создания высоких предварительных напряжений. Если в конструкции суш,ествуют значительные дефекты, которые в условиях перенапряжения являются субкритическими, размеры дефекта могут несколько увеличиться. По-видимому, снижение эффекта перенапряжения под действием больших или только субкритических нагрузок является результатом такой значительной локальной текучести в вершине дефекта, что при разгрузке происходят знакопеременная текучесть, и полезные сжи-маюш,ие остаточные напряжения полностью не проявляются. В таких случаях при последуюш,ем нагружении в вершине трещины может происходить повторная текучесть, и если материал был охрупчен (например, путем деформационного старения или горячего деформирования), то может произойти разрушение. Поэтому, по-видимому (в отличие от случая механического снятия напряжений), необходимо ограничить перенапряжение, умеренно увеличив его по сравнению с эксплуатационными напряжениями (например, на 20%). Тогда, вероятно, способ механического снятия напряжений будет эффективным. [c.251]

Влияние остаточных сварочных напряжений возрастает по мере перехода от пластических форм разрушения, т. е. разрушений, характеризуюш,ихся значительной степенью пластической деформации, предшествуюш,ей разрушению, к хрупким формам разрушения с малой степенью пластической деформации. При кратковременных испытаниях пластических материалов достаточно малых величин пластических деформаций, чтобы произошла релаксация остаточных напряжений. Поэтому при значительной обш,ей деформации значение релаксационных деформаций мало. В случае низкой деформационной способности материала, вызванной как внутренними факторами (низкая исходная пластичность материала, снижение пластичности вследствие закалочных явлений, деформационного старения, насыщения вредными примесями и др.), так и внешними (жесткая схема напря-жений, низкие температуры и др.), остаточные напряжения, суммируясь с эксплуатационными, неблагоприятно влияют на прочность. Влияние остаточных напряжений растет с уменьшением значения рабочих напряжений и с увеличением длительности испытаний. При длительных испытаниях, при повторно-статических нагружениях, которые характеризуются весьма малым значением общей пластической деформации и локализацией деформации в концентраторах, значение остаточных напряжений возрастает. Упругая энергия их, локализуясь в концентраторе, может вызвать значительную местную пластическую деформацию, достаточную для коррозионного разрушения. [c.516]

Изменение температур и скоростей деформирования при эксплуатации учитывают в расчетах прочности введением основных характеристик деформирования (предел текучести <Тт, показатель упрочнения т) и разрушения (преде.льные деформации к), зависящих от указанных выше факторов. При расчетах элементов конструкций и деталей машин из сталей могут быть использованы уравнения (150), (151), (154), (155). Введение в расчет характеристик От, m и ёк в зависимости от температур t и скоростей деформирования ё (или времени т) позволяет учесть эти факторы при определении предельных нагрузок Ро, Рок и деформаций ёко, ёро в соответствии со схемой рис. 46. Запасы, определенные по уравиепиям (259) и (260), можно оставить без изменений. Уточнение значений запасов становится необходимым в тех случаях, когда при эксплуатационных температурах f в металле возникают структурные изменения (деформационное старение и др.) [c.69]

Для ряда материалов, склонных к деформационному старению, Имеется интервал температур, в котором они обладают малой пластичностью и подвержены сильному упрочнениед вследствие деформационного старения. Причем этот интервал может находиться ниже эксплуатационной температуры, и при смене режима работы конструкции, как правило, приходится проходить диапазон, где работа конструкции может оказаться в худших условиях, Чем в эксплуатационном режиме при более высоких температурах. [c.16]

Директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971— 1975 годы предусмотрено всемерно улучшать качестъо продукции во всех отраслях народного хозяйства , в том числе в черной металлургии считать основной задачей коренное улучшение качества металлопродукции... . Обусловлено это тем, что современная техника предъявляет возрастающие требования к качеству сталей, в частности к их прочности, пластичности и вязкости, так как в большинстве случаев указанные характеристики определяют надежность и эксплуатационную стойкость конструкций, машин, механизмов. Проблема прочности и пластичности является одной из основных проблем современной науки о металлах. Под влиянием внешних воздействий в сталях могут развиваться многие процессы, в том числе статическое или динамическое деформационное старение, в значительной мере определяющее уровень структурно чувствительных свойств и не сопровождающееся видимыми изменениями микроструктуры. Старение стали является частным вопросом общей проблемы старения металлов и сплавов. [c.4]

Особое место занимают процессы, связанные с концентрацией напряжений и деформаций. Этот фактор имеет двоякое значение. Во-первых, возникающая концентрация пластических деформаций во время сварки переводит металл в состояние, близкое к разрушению, или к изменению механических свойств в неблагоприятную сторону, например по механизму деформационного старения. Во-вторых, концентратор напряжений наряду с изменением свойств металла вызьшает концентрацию эксплуатационных напряжений [168, 11, 223]. На рис.11.2.1,б можно видеть, что при ступенчатом нагружении образца со сквозным надрезом 1 = 25 мм без шва развитие полос скольжения начинается при сравнительно высоком уровне напряжений от внешней нагрузки и размеры зоны деформации возрастают при дальнейшем увеличении нагрузки сравнительно медленно. Напротив, в образце с наплавленным валиком (рис.11.2.1,с,в) интенсивное развитие пластической деформации начинается при весьма низком уровне напряжений 0,15) и быстро возрастает по мере увеличения внешней нафузки [81]. [c.413]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...