Предел текучести и предел прочности при высоких температурах

Предел текучести и предел прочности при высоких температурах 247 [c.247]

Влияние различных факторов на механические свойства материалов. Экспериментами установлено, что при повышении скорости нагружения и скорости деформирования повышаются предел текучести и предел прочности. При повышении температуры особенно ощутимой является ползучесть (см. 3.9). При высоких температурах более явственными становятся вязкие (пластические) свойства, тогда как при пониженных температурах наблюдается охрупчивание. Существенно влияние на механические свойства металлов химического состава. Например, малые легирующие добавки (хром, никель, молибден и др.) изменяют механические свойства сталей, дают возможность создавать материалы с высокой проч- [c.142]

Влияние температуры деформации. Зоны хрупкости. Нагрев металла при горячей обработке давлением обеспечивает высокую пластичность и максимально возможное снижение сопротивления металла деформированию. Для того чтобы правильно назначить температурный интервал деформирования, необходимо знать изменение свойств металла в зависимости от температуры нагрева. Показателями сопротивления деформированию являются предел текучести и предел прочности, а показателями пластичности — относительное удлинение и сужение шейки испытуемого образца при растяжении и максимальное обжатие его при осадке (до появления первой трещины). [c.51]

В связи с этим максимальные упругие напряжения, очевидно, не определяют несущей способности корпуса и при пластичном материале й статической нагрузке могут быть достаточно высокими, но не превосходящими предел текучести и предел длительной прочности. Однако более подробный анализ прочности корпуса с учетом влияния упомянутых выше факторов, позволяющий детально проследить изменение напряженного состояния конструкции во времени, весьма важен. Поэтому особенно большое значение имеет разработанная в последнее время в ЦКТИ [68] программа расчета корпуса турбины для состояния не-установившейся ползучести. Программа предусматривает изменение температуры по толщине стенки и вдоль образующей корпуса и позволяет рассчитывать оболочку с произвольным очертанием меридионального сечения. Методика дает возможность определять напряжения и деформации конструкции за весь срок службы конструкции. [c.401]

Расчеты на прочность деталей теплосиловых установок только по характеристикам статической и длительной статической прочности при высоких температурах являются недостаточными, поскольку ни предел текучести, ни условный предел длительной прочности не отражают в достаточной мере реальных условий нагружения материала в наиболее повреждаемых зонах. Так, например, применение сталей с повышенным пределом текучести для сосудов давления и других элементов с точки зрения сопротивления коррозионной усталости при высокой асимметрии цикла нагружения в ряде случаев не является достаточно технически оправданным [35]. [c.20]

Опыт эксплуатации энергетического оборудования и результаты многочисленных исследований убедительно свидетельствуют о том, что традиционный подход при разработке конструкционных и жаропрочных сталей в достижении высоких показателей расчетных характеристик механической прочности (предела текучести и предела длительной прочности при рабочей температуре) во многих случаях не обеспечивает требуемой надежности, долговечности конструктивных элементов. [c.181]

При статических испытаниях все факторы, которые увеличивают модуль упругости, предел текучести и прочность при разрыве, обычно снижают удлинение при разрыве и пластичность. В случае пластичных полимеров или полимеров со сравнительно высокой работой разрушения предел текучести возрастает при увеличении скорости деформации или степени кристалличности и снижения температуры. [c.191]

Контроль материалов. В некоторых случаях неправильное применение материала было основной причиной опасного состояния. Например, деформированная в горячем состоянии штампован сталь Н-13 (5% Сг) удовлетворяла требованиям, предъявляемым к ракетным двигателям и баллонам, работающим под давлением, если ее применяли в случае тонких сечений. Этот материал имеет высокую удельную прочность и высокий предел прочности при повышенных температурах. Из материала с такими свойствами изготовляли силовые рычаги и кольца толкающего механизма металлоконструкции для испытания больших ракет (Риф-фин и Амос, 1961 г.). Эти элементы конструкции имели поперечное сечение 500 X 75 мм и 90 X 90 мм соответственно. Условный предел текучести стали после термообработки составлял 150 кгс/мм . Один из элементов каждого типа катастрофически разрушился при достижении половины расчетной нагрузки во время пробного испытания. Одно кольцо, показанное на рис. 14, разломилось без приложения внешней нагрузки, под действием высоких остаточных напряжений, возникших при горячей посадке. В результате исследования разрушенных деталей пришли к выводу, что необходимо увеличить радиус галтелей в надрезах, произвести повторный отпуск, а также полную повторную аустенитизацию и отпуск. При последних двух видах термообработки минимально возрастала ударная вязкость по Шарпи, первоначально равная [c.285]

Легирование стали имеет назначение повысить ее прочность и сопротивляемость окалинообразованию при высокой температуре. В качестве легирующих присадок применяют хром, молибден, никель, ванадий, титан, вольфрам, ниобий, марганец и бор, которые добавляются в сталь в различных комбинациях. Хром вводят в сталь для повышения ее жаростойкости, т. е. способности противостоять кислородной коррозии при высокой температуре наличие в стали 12— 14 % хрома делает ее нержавеющей. Молибден добавляют для повышения жаропрочности — повышения предела прочности и текучести стали при высоких температурах, а также для улучшения других ее свойств. Никель повышает вязкость стали, ее жаропрочность и сопротивляемость старению. Для повышения сопротивляемости ползучести к низколегированной хромомолибденовой стали добавляют ванадий и ниобий. Содерл ание марганца в стали в пределах 0,3—0,8 % определяется технологическими требованиями процесса ее выплавки, а содержание марганца в стали в количестве 0,9—1,5 % повышает ее прочность. Легирующие элементы в марках стали обозначают следующими буквами Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, М — молибден, Н — никель, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром. [c.435]

Для металла труб, не подвергавшегося формоизменению и дополнительной термической обработке, гарантируются значения пределов текучести и пределов длительной прочности при высоких температурах (табл. 3.48). [c.81]

Низколегированные теплоустойчивые стали должны обладать повышенной механической прочностью при высоких температурах и при длительных постоянных нагрузках, а также достаточной жаростойкостью. Прочность при высоких температурах, кроме обычных характеристик (временное сопротивление, предел текучести и др.), оценивается особыми критериями механической прочности в нагретом состоянии. В большинстве случаев жаропрочность определяется величиной предела ползучести и длительной прочностью. [c.515]

При использовании аустенитной стали с низким пределом текучести и высоким коэффициентом линейного расширения можно в отдельных случаях при нагреве до рабочих температур ожидать появления в изделии остаточных напряжений обратного знака тем, которые образовались при охлаждении. Наиболее опасным при этом является возникновение знакопеременных пластических деформаций при наличии большого количества пусков и остановок и исчерпание вследствие этого запаса пластичности материала. Поэтому для конструкций из разнородных сталей, работающих в условиях температур выше 500 550° С, желательно использовать аустенитные стали высокой прочности при относительно умеренных величинах коэффициентов линейного расширения. Перспективным в этом отношении является применение в сварных разнородных соединениях, работающих при температурах выше 550 -580°С, сплавов на никелевой основе. [c.179]

Известно, что кремний, как легирующий элемент, существенно влияет на многие физические свойства сталей и сплавов. Б трансформаторной стали кремний снижает потери на гистерезис и вихревые токи. В сочетании с хромом и некоторыми другими элементами кремний повышает прочность стали и сопротивление окислению при высоких температурах. Введение в конструкционную сталь до 2% З повышает ее твердость, прочность, пределы упругости и текучести. [c.4]

Дефекты, вызванные облучением, оказывают существенное влияние на механизм деформации и разрушения материалов. На рис. 38 [87] представлены кривые напряжение — деформация для материала, облученного и испытанного при низких и высоких температурах. Видно, что в образцах, облученных и испытанных при низких температурах Т < Гпл), наблюдается повышение текучести, предела прочности и снижение удлинения. Высокотемпературный отжиг снимает низкотемпературное радиационное охрупчивание. Облучение и испытание образцов при температурах, когда развивается ВТРО (Т > 0,57 пл), практически не изменяют предел текучести (по сравнению с необлученными) и снижают удлинение (при умеренных дозах облучения). [c.98]

Отсюда следует, что при высоких температурах предел прочности и предел текучести не могут служить критериями прочности. Критериями в этом случае надо считать предел ползучести и предел длительной прочности. При оценке усталостной прочности лопаток критерием прочности служит предел выносливости (усталости) при симметричном цикле а 1. Величину его следует принимать во внимание при выборе материала для лопаток наряду с пределами текучести и длительной прочности. Так же, как и последние, предел выносливости уменьшается с ростом температуры. На сопротивление усталости большое влияние оказывает чувствительность материала к концентрации напряжений, о которой можно судить, сравнив значения пределов выносливости гладких (0-1) и надрезанных (0-1) образцов. [c.155]

Ротор турбины высокого давления работает при температуре пара 565° С, поэтому его сопротивление механическим нагрузкам является функцией ползучести и предела прочности. Он подвергается действию усталостных нагрузок, потому что каждый пуск и остановка сопровождаются возникновением циклических напряжений. Горячий сухой пар при высокой температуре окисляет низколегированные стали, однако не настолько, чтобы это повлияло на поведение ротора. Ротор турбины промежуточного давления по конструкции подобен ротору высокого давления, однако он больше его и должен сопротивляться аналогичным механическим нагрузкам в более нагретых участках, в то время как выступающие концы длинных лопаток подвергаются воздействию достаточно высоких ударных нагрузок, в результате чего возникает проблема вязкого разрушения. Ротор турбины низкого давления работает при температуре от комнатной до 270° С. Его предел текучести должен быть более высоким, чем других роторов, [c.210]

Коэффициентом запаса прочности называется число, на которое необходимо разделить величину, определяющую значение прочностной характеристики (предел текучести, предел длительной прочности и т. п.), чтобы получить допускаемое напряжение. Минимальный коэффициент запаса прочности определяет максимально допустимое (или допускаемое) напряжение для данного металла. Обычно коэффициенты запаса относят к наименьшему критерию деформации — пределу текучести Сто,2 и, при высоких температурах, к критерию разрушения— пределу длительной прочности. При некоторых условиях эксплуатации коэффициент запаса относят к пределу усталости. [c.27]

Основные детали стационарных паровых турбин весьма длительное время (в расчетах принимают 100 000 ч) работают при высоких температурах. Критериями прочности металла в этом случае являются длительные прочностные характеристики (предел длительной прочности и предел ползучести). Однако величины предела текучести и предела прочности (временного сопротивления) при рабочей температуре имеют весьма существенное значение. [c.436]

Напряжение в болтах при прогреве определяют по формуле (10.30), причем значение соответствует нестационарному температурному режиму. Принимают, что сТт соответствует максимальной температуре (при высокой температуре и большей длительности работы предел длительной прочности часто меньше предела текучести при той же температуре). [c.310]

Механические свойства ПНП-сталей Og = 1500-е 1700 МПа, Со,2 == 1400-г-1550 МПа, б —- 50-е-бО %. Характерным для этой группы сталей является высокое значение вязкости разрушения Ki и предела выносливости о х. При одинаковой или близкой прочности ПНП-стали пластичнее, а при равной пластичности имеют более высокий предел текучести, чем мартенситно-старею-щие стали или легированные высокопрочные стали. Широкому применению ПНП-сталей препятствует их высокая легирован-ность, необходимость использования мощного оборудования для деформации при сравнительно низких температурах, трудность сварки, анизотропия свойств деформированного металла и т. д. Эти стали используют для изготовления высоконагруженных деталей, проволоки, тросов, крепежных деталей и др. [c.285]

К сожалению, факторы, благоприятствующие высокой (кратковременной) прочности при низких температурах, не обязательно действуют аналогичным образом в отношении длительной прочности и сопротивления усталости. Чтобы обеспечить высокий предел текучести или прочности, желательно иметь высокую объемную долю выделений у -фазы (рис. 3.15). Однако сопротивление ползучести у чистой у-фазы очень низкое, а относительно высокое сопротивление [c.125]

Аналогичных явлений можно ожидать у аустенитных сплавов на основе Ni и Со, если в них при высоких температурах [l] образуются большие количества сУ-фазы. Исследование поведения (У-фазы в сплаве IN-100 (табл. 8.1) показало, что при комнатной температуре происходит умеренное снижение пределов прочности и текучести, а при высокой 284 [c.284]

К сварке давлением без нагрева относится холодная сварка, сварка взрывом, магнитно-импульсная сварка. Для этих способов характерно высокое давление на детали в зоне соединения, в несколько раз превышающее предел текучести и даже предел прочности свариваемого металла при комнатной температуре, что обеспечивает совместное пластическое деформирование соединяемых поверхностей. [c.6]

ЭТОЙ части кривой сомнительна, и поэтому Николс (1966 г.) предложил более реалистичную диаграмму анализа разрушения (рис. 16). Диаграмма важна для иллюстрирования простым способом основных факторов, касающихся хрупкого разрушения. Сравнение диаграммы с результатами исследований разрушений показало, что по отношению к NDT первоначальный размер тре-ш,ины, влияние остаточных напряжений и концентраторов напряжения в зависимости от предела текучести и предела прочности материала могли быть связаны с вязкостью разрушения стали. Исключение составляет серия испытаний, проведенных на цилиндрических сосудах высокого давления с искусственными треш,и-нами. Если сосуды находятся под давлением воздуха, то они разрушаются при температурах выше точки FTP (участок над кривой AT), даже когда номинальное напряжение меньше половины предела текучести материала. Сосуды, находяш,иеся под гидравлическим давлением, разрушаются при указанных на диаграмме условиях. [c.232]

Алюминиевый сплав 5083-0 обладает большим пределом текучести, чем сплав АМгб во всем исследованном интервале температур (76—300 К), зато сплав АМгб имеет более высокие предел прочности и удлинение. Понижение температуры приводит лишь к 10 % -ному увеличению пределов текучести обоих сплавов, пределы прочности при этом возрастают на 35 %. [c.50]

Структура нижнего бейнита при очень малом количестве остаточного аустенита, имея несколько меньшие значения предела текучести и предела прочности, обладает более высокими х рактеристиками п.та-стичности и вязкости, чем структуры, полученные после закалки на мартенсит и отпуска, и особенно при низких температурах. [c.14]

На фиг. 33 приведено изменение механических свойств хромоникелевой стали марки 37ХНЗА (С = 0,36%, Сг = 1,6%, N = 3,5%) после закалки и различных температур отпуска в сравнении с углеродистой сталью марки 40. Твердость Яд и предел прочности при низкой температуре отпуска (до 200—250°) меняются незначительно, но с повышением температуры отпуска выше 300° они резко снижаются в результате распада мартенсита и коагуляции карбидов. Сопротивление малым пластическим деформациям в закаленном состоянии невелико и с повышением температуры отпуска до 30(Р возрастает, а затем снижается параллельно пределу проч ности. В сталях с повышенным содержанием кремния (1,5—2% 51) повышение пределов текучести и упругости происходит до температур 350—400°. Пластичность Ф с повышением температуры отпуска непрерывно растет, особенно интенсивно при высоких температурах. В хромоникелевой стали, отпущенной в интервале температур 350—450°, относительное сужение остается постоянным или даже немного падает. По особому ведет себя кривая изменения ударной вязкости в хромоникелевой стали. Ударная вязкость в стали марки 37ХНЗА сначала с повышением температуры отпуска растет, достигая при температуре отпуска 200° значения около 8 кгм см , затем, с дальнейшим повышением температуры отпуска, резко падает (до 2,5 кгм/см при 350°), после чего, начиная с температуры отпуска 400°, снова быстро возрастает, достигая при температуре отпуска 650° значения 20 кгм/см и выше. Ударная вязкость углеродистой стали марки 40 при температуре отпуска 650° равна только 10—12 кгм см . [c.49]

Если это условие не соблюдается, то в проект трубопровода вносят необходимые улучшения (изменяют трассу, расстановку неподвижных опор, класс или марку стали). Значения допускаемых напряжений Одоп определяются в зависимости от температуры металла длительной прочностью (при высоких температурах), пределом текучести 0т (при повышенных тем1пературах) и временным сопротивлением разрыву (при комнатной температуре) с соответствующими запасами прочности п, причем Дд,п=Пт=1,5 и /2в = 2,6, т. е. для сГдоп выбирают наименьшее из значений [c.201]

К сталям, закаливающимся в условиях сварки, могут быть отнесены также низко- и среднелегированные теплоустойчивые стали, которые длительное время сохраняют высокие прочностные свойства при работе в условиях повышенньгх температур (450. .. 580 С), оцениваемые пределом текучести и длительной прочностью. [c.289]

Характеристики и aj 2 используют при определении параметров диаграмм статического деформирования при высоких температурах о ). По этим диаграммам анализируют кинетику местных упругопластических деформаций в зонах и вне зон концентрации напряжений, а также в окрестности трещин. Как следует из, экспериментов, с понижением (по Отношению к комнатной) температуры и увеличением скорости деформиро-. вания сопротивление упругопластическим деформациям и разрушению увеличивается по экспоненциальному или степенному закону [2, 10, 12, 17]. По мере приблил ения предела текучести к пределу прочности гладкого образца разрушающие деформации для гладкого образца уменьшаются. Зависимость пределов текучести [c.47]

Изделия из СПЛ более прочны и прозрачны, чем из ПТФЭ их можно сваривать. При облучении СПЛ сшиваются, при этом увеличиваются предел текучести и относительное удлинение при кратковременном действии высоких температур (до 350 °С), а ударная вязкость, прочность при изгибе и растяжении незначительно снижаются. [c.115]

Фторопласт-4 — белый или сероватый полупрозрачный материал, имеющий плотность около 2,3 г/сл . Он сравнительно мягок и обладает склонностью к холодной текучести его предел прочности при растяжении 140—250 кПсм -, удлинение при разрыве 250—500% предел прочности при статическом изгибе ПО—140 кГ/см ] удельная ударная вязкость более 100 кГ-см1см твердость по Бринеллю 3—4 кПмм . По своим электроизолирующим свойствам фторопласт-4 принадлежит к лучшим из известных нам диэлектриков, в особенности при условиях работы в полях высоких и сверхвысоких частот его диэлектрическая проницаемость в интервале частот от 50 до Ю - гц составляет 1,9—2,2 tg 8 = 0,0001 -ь 0,0003 удельное объемное сопротивление выше 10 ом-см.. Морозостойкость материала характеризуется сохранением гибкости при температурах ниже —80° С, а для тонких пленок—даже ниже —100° С. [c.220]

Для металлов с гранецентрироваиной кристаллической решеткой отношение пределов текучести при —183 С и +20 С меньше 2,5, тогда как для металлов с объемноцентрированной или тетрагональной кристаллической решеткой это отношение превышает 2,5. Это положение подчеркивает важность применения аустенитной стали в качестве материала для конструкций, работающих при низких температурах и нри статической или тем более ударной нагрузке, при условии, что материал не должен обладать очень высоким пределом прочности. Аналогичным образом никелевая сталь хорошо приспособлена для работы при низких температурах. Так, например, для стали с содержанием 5% N1 отношение значений предела текучести при — 83" С и —20" С значительно меньше 2,5. Никелевая сталь сохраняет хорошую вязкость при низких температурах (но не ниже —200° С). В противоположность этому пластические свойства углеродистой конструкционной стали значительно ухудшаются при низких температурах. [c.446]

Напряжения второго рода возникают вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы, например в черных металлах, феррит, аустенит, цементит, графит обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различные. Структуры, представляющие собой смесь фаз, например перлит в сталях, а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутри-зеренные и межзеренные напряжения еще в нронессе первичной кристаллизации и при последующих прев эащениях во время охлаждения. При высоких температурах напряжения уравновешиваются благодаря пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных и третичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (из-за различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (из-за различия и анизотропии механических свойств), а также нрп наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.152]

Нормализацией обеспечивается мелкодисперсная структура со стабильными и высокими механическими свойствами (предел прочности при растяжении, предел текучести, удлинение, сужение и ударная вязкость). Время выдержки при указанных температурах норм ипизационного отжига зависит от марки стали. Для углеродистых сталей ориентировочно принимают минимальное время выдержки из расчета 1 ч на каждые 25 мм толщины стенки отливки. Для легированных сталей время выдержки увеличивают в несколько раз. [c.366]

Результаты испытаний на растяжение продольных и поперечных образцов основного материала сплавов 5083-0 и кЬАт М. и образцов, вырезанных поперек сварных швов из сварных панелей этих же сплавов, приведены в табл. 5 и 6 соответственно. Как при температуре 297 К, так и при 77 К плиты сплава АМгбМ имели несколько более высокие значения предела прочности и относительного удлинения, чем сплава 5083-0, хотя у плит последнего сплава значения предела текучести были немного выше. При выбранных положениях сварки и температурах испытания сварные соединения сплава АМгбМ, в общем, имели более высокие значения предела прочности и относительного удлинения по сравнению со сварными соединениями сплава 5083 значения пределов текучести сварных образцов обоих сплавов близки друг к другу. [c.109]

Механические свойства сварных соединений исследованных нержавеющих сталей, выполненных дуговой сваркой вольфрамовым электродом в инертной среде и сваркой плавящимся электродом, достаточно высокие. Установлено, что пределы текучести и прочности и прочность надрезанного образца у сварных соединений значительно возрастают при снижении температуры аналогично соответствующим свойствам основного материала. Исключение из этой закономерности представляют собой сварные соединения стали Pyromet 538, выполненные сваркой плавящимся электродом, состав которого отличается от основного материала на этих образцах не обнаружено существенной разницы в прочности в интервале от 77 до 4 К. Коэффициент прочности сварного соединения (т. е. отношение пре- [c.246]

Обычно режимы пуска и остановки турбины подбирают так, чтобы термические напряжения при этом не превышали предел текучести. Даже с учетом приближенности методики определения напряжений и наличия их концентрации такая величина не опасна. Это положение верно в том случае, если число пусков и остановок за весь срок службы невелико. Если же, что бывает при отладке новых машин, их число доааточно велико, то значительные температурные напряжения при высокой температуре металла даже при отсутствии циклических пластических деформаций становятся опасными, так как в сумме с напряжениями от статической нагрузки они могут привести к более быстрому исчерпанию длительной прочности металла конструкции. Поэтому при пуске турбины нужно стремиться к более медленному повышению температуры при максимальных параметрах пара. [c.402]

Статические нагрузки. Вследствие существенного различия в запасах прочности спроектированные в разных странах на одинаковые условия работы из материалов с близкими характеристиками прочности барабаны имеют разную толщину стенок. Расчеты показывают, что для барабанов из углеродистой стали с отношением пределов текучести и прочности около 0,5 расхождение толщины стенки, рассчитанной по нормам различных стран, не превышает 20%, в то время как для стали 16ГНМ с более высокими значениями предела текучести при рабочих температурах эта разница составляет более 50%. По нормам расчета на прочность [21 ] считалось, что оценка прочности по предельным нагрузкам, а не по наибольшим местным напряжениям, позволяет обеспечить надежность работы детали, изготовляемой из материалов с достаточно высокой пластичностью и работающей при стационарных нагрузках, при наличии местных пластических деформаций. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...