Высокопрочный Ползучесть

До сих пор мы рассматривали длительную прочность и ползучесть композитов, армированных непрерывными волокнами. Однако не все высокопрочные волокна поставляются в виде непрерывных нитей, и если их все же нужно использовать, то в разорванном виде. Кроме того, непрерывные волокна могут быть разорваны или в процессе изготовления композитов, или при нагружении из-за различий в значениях прочности. Места соединений и отверстия нарушают непрерывность волокон в композите, приводя также к появлению разрывных волокон. В случае композитов, армированных разрывными волокнами, прочность последних реализуется посредством передачи нагрузки от одного волокна к другому сдвигом матрицы, при условии что волокна достаточно длинны. Вопрос о том, какой длины должны быть волокна, чтобы их прочность реализовалась под нагрузкой, был предметом исследований работы [27]. [c.309]

Изложены вопросы коррозионно-механической прочности металлов, влияние коррозионных сред на характеристики ползучести. Описаны новые представления о механизме коррозионного растрескивания и связи его с водородным охрупчиванием. Рассмотрены кинетика и механизм влияния водородного охрупчивания в процессе коррозионного растрескивания различных сталей и сплавов. Показана зависимость этих видов разрушения от различных структурных факторов. Приведены сведения о коррозионном растрескивании высокопрочных алюминиевых и титановых сплавов, механизме этих процессов и способах защиты. [c.4]

Во-первых, всюду, где это специально не оговорено, материал считаем линейно упругим (изотропным или анизотропным). Конечно, многие практически важные задачи устойчивости деформируемых тел требуют учета более сложных реологических свойств (нелинейная упругость, пластичность, ползучесть и т. д.). Но для тонкостенных элементов силовых конструкций из современных высокопрочных материалов это ограничение вполне обосновано. Как правило, работоспособность таких конструкций определяется их устойчивостью в упругой области. Кроме того, для правильной постановки и решения задач устойчивости деформируемых тел с другими реологическими свойствами необходимо понимать формулировки и решения задач устойчивости для линейно-упругого тела. [c.35]

Сравнительные данные о кратковременной и длительной прочности, пределе ползучести и скорости ползучести для ковкого и высокопрочного чугуна приведены в табл. 19. [c.124]

По данным работы [17], длительная прочность перлито-ферритного ковкого чугуна при 425° С (соответствующая испытаниям в течение 4000 ч) одинакова с литой сталью марки 25Л после отжига, в то время как кратковременная прочность стали при этой температуре выше, чем чугуна. При температурах более высоких, чем 500°, длительная прочность феррито-перлитного чугуна оказывается меньше, чем указанной стали. Ферритный ковкий чугун при всех температурах имеет длительную и кратковременную прочность ниже, чем сталь. Сопротивление ползучести ковкого чугуна выше, чем серого, но ниже, чем высокопрочного чугуна. [c.124]

Длительная прочность и ползучесть ковкого и высокопрочного чугуна 113, 17J [c.125]

Другим методом, который успешно применяется при изготовлении больших роторов, является сварка из отдельных секций. В этом случае требуется обеспечить некие компромиссные свой- ства сваривающихся материалов, однако относительно малые размеры отдельных поковок сделали возможным обеспечение хороших свойств по всему изделию, а это обычно возможно в том случае, если при конструировании сварного ротора места сварки расположить в районах, где напряжение низкое. Сварные роторы изготовленные из 2% Сг, Мо стали, работают успешно, но суще ствуют некоторые трудности в сварке высокопрочных Ni, Сг, Мо V сталей и 1 % Сг, Мо, V сталей с высоким пределом ползучести [c.219]

Прочность. Сводка данных о химическом составе высокопрочных кобальтовых, никелевых и железных эвтектик приведена в таблице 19.3. Многие из этих сплавов после затвердевания подвергаются термообработке, приводящей к улучшению прочностных характеристик при растяжении, ползучести и усталостных испытаниях. В никелевых системах упрочнение [c.299]

Разработали и способы получения особой формы зерен, например, с зубчатыми границами или типа "ожерелье" (когда крупные удлиненные зерна окружены гораздо более мелкими равноосными). У этих высокопрочных материалов добились очень высокого сопротивления ползучести и усталости, однако часто за счет некоторой утраты пластичности. Откликом на все эти проблемы явилась интенсивная теоретическая и практическая работа, цель которой — лучше понять поведение суперсплавов, разрушающихся в условиях ползучести при промежуточных температурах. [c.318]

На базе положений механики разрушения проведено множество исследований роста трещин ползучести и усталости. В целом результаты этих работ позволяют предположить, что поведение высокопрочных сплавов в условиях ползучести можно характеризовать величиной К. Для характеристики поведения нержавеющих сталей и теплостойких сплавов в тех же условиях более приемлем, по-видимому, параметр с. При усталостном нагружении для обоих типов материалов приемлемым представляется параметр К или LK. [c.322]

Высокопрочные проволоки — ракетная (стальная), молибденовая и вольфрамовая — особенно полезны как армирующие компоненты благодаря своей высокой прочности. При использовании металлических сплавов в виде проволоки могут быть получены более высокие прочностные характеристики, чем при использовании их в другом виде. Указанные проволоки обладают также хорошими характеристиками ползучести при высоких температурах предел прочности стальной проволоки AFG-77 составляет 2,8 ГН/м (280 кгс/мм ) при 600° С, молибденового сплава Т2М — 1,0 ГН/м (98 кгс/мм ) при 1100° С и торированной вольфрамовой проволоки (диаметром 1,27 мм) — 1,8ГН/м (189 кгс/мм ) при 1100° С. Однако эти проволоки не обладают высоким отношением модуля к плотности, свойственным другим волокнам. В противоположность этому бериллиевая проволока имеет очень высокое отношение модуля к плотности, как показано в табл. 1, но высокая стоимость ограничивает ее применение, и поэтому используются другие виды армирующих компонентов из бериллия. [c.37]

Введение условия (2) предполагает, что перераспределение напряжений между компонентами закончено и в силу этого игнорируется первая стадия ползучести, которая для композитов может иметь решающее значение. В некоторых случаях условие (2) вообще теряет смысл, например, если высокопрочные волокна вплоть до разрушения деформируются упруго и не Проявляют заметных пластических свойств. Несмотря на то что для таких волокон скорость ползучести = О, композиционный материал может иметь кривую ползучести с тремя характерными стадиями. [c.210]

В большей или меньшей степени свойством текучести обладают почти все твердые вещества природы. Так, при условии всестороннего сжатия текут хрупкие горные породы, мало деформируемые высокопрочные стали удлиняются при разрыве подобно размягченному воску и пр. Под действием специфических условий все материалы реагируют на время приложения нагрузки (проявление вязкости), которое в одних случаях сказывается в ползучести, а в других — в релаксации материалов. [c.9]

Ввиду трудоемкости высокотемпературных испытаний высокопрочных конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии иногда используют модельные материалы. Так, широкое распространение получили опыты на материалах, обладающих свойством ползучести при комнатной температуре, например на свинце и даже на макаронном тесте [2911. Это значительно упрощает эксперимент и дает богатый материал для изучения ползучести с позиций механики сплошной среды. [c.258]

В современных же агрегатах значительная часть деталей подвергается длительным статическим нагрузкам при повышенных температурах или повторным нагрузкам (в том числе и знакопеременным) при нормальных и повышенных температурах или же работает в условиях воздействия на них агрессивных сред, резких тепловых ударов или радиоактивного излучения. Для изготовления таких деталей требуются высокопрочные, жаропрочные, кислотоупорные металлические и неметаллические материалы стали, сплавы, пластические массы, обладающие повышенными специальными свойствами (пределом прочности, длительной прочностью, пределом ползучести, пределом выносливости, сопротивлением термической усталости, коррозионной стойкостью и Т.Д.). [c.245]

Предел ползучести и длительной прочности высокопрочных чугунов с различной структурой [49] [c.146]

Бурное развитие современной техники неизбежно выдвигает перед механикой деформируемого тела новые, все более сложные задачи. Традиционные материалы ставятся в чрезвычайно сложные условия высоких температур и давлений, внедряются новые материалы — различные высокожаропрочные сплавы, композиционные материалы, высокопрочные и высокомодульные волокна. Это привело к необходимости, наряду с моделью упругого тела, рассматривать другие модели деформируемого тела, широко применять в инженерных расчетах уже давно сложившиеся методы теории пластичности, ползучести, вязкоупругости, статистические и вероятностные методы при переменных напря- жениях и т. д. За последнее время определилось новое направление механики твердых тел, которое получило название механики разрушения. Развитие этого направления будет опираться на перечисленные теории деформируемого тела, причем они приобретают новое, более широкое значение. Это относится и к теории упругости. В этой связи академик Ю. Н. Работнов в одной из своих статей заметил Теория упругости нашла в наши дни новую область приложения в физике кристаллов, в теории разрушения теория упругости в известном смысле переживает второе рождение и истинная ценность ее только теперь раскрылась в полной мере . [c.6]

В начале 70-х годов началось интенсивное развитие специального раздела механики разрушения, посвященного вопросам трещипостойкости металлов и сплавов в условиях совместного воздействия коррозионных сред и длительных нагрузок. Первые исследования сопротивления росту коррозионных трещин с применением коэффициентов интенсивности напряжений касались длительного статического нагружения (коррозионного растрескивания). Было показано, что такие традиционно считающиеся мало активными среды, как вода, спирты, масла и т. п. вызывают докритический рост трещин в высокопрочных сталях при значениях коэффициента интенсивности напряжений К, существенно меньших вязкости разрушения Ki . В дальнейшем кардинальное воздействие коррозионных сред на докритический рост трещин было подтверждено и для ряда других высокопрочных сплавов. Исключение составляет рост трещин в условиях ползучести при повышенных температурах, а также в высокоуглеродистых низко-отпущенных сталях с мартенситной структурой. В последнем случае фактором замедленного разрушения может быть водород, оставшийся в металле после металлургического передела. [c.337]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

В современных машинах, работающих с повышающимися напряжениями и температурами, используют высокопрочные аустенитные сложнолегированные стали и сплавы, отличающиеся от обычных конструкционных материалов своими физико-механическими свойствами. Они должны обладать большим сопротивлением ползучести при длительно действующих нагрузках и коррозионной устойчивостью при высоких температурах, значительной износостойкостью, красностойкостью и другими физическими свойствами в зависимости от назначения машины. [c.325]

Ползучесть может наблюдаться не только при высоких, но и при нормальных температурах (холодная ползучесть). В результате такой ползучести резьбовые детали (болты, шпильки), изготовленные из материалов с метастабильной структурой и малой пластичностью, например из сталей ЗОХГСА, ЗОХГСНА > > 1200 МПа), а также высокопрочных титановых сплавов, могут разрушиться через несколько часов (дней) после установки их в узлы с предварительной затяжкой, но без рабочей нагрузки. Это явление называют замедленным хрупким разрушением. Его основные особенности — внезапность и макрохрупкий излом. [c.169]

Высокая длительная прочность, неизменность деформативных свойств во времени и низкое удлинение при разрыве волокон бора предопределяют высокий уровень статической усталости и малую ползучесть материалов на их основе. Достаточно высокое сопротивление усталости бороволокнитов, составляющее для материала КМБ-1 м и КМБ-2 0,35—0,40 ГПа, может быть увеличено при использовании более высокопрочной матрицы. [c.368]

Процесс изготовления деталей путем диффузионного соединения методом ГИП разнородных составных частей также имеет хорошие перспективы. Ротор турбины, поперечное сечение которого показано в верхней части рис.20.4, состоит из литого кольца с рабочими лопатками из сплава с высоким сопротивлением ползучести, соединенного с диском из мелкозернистого высокопрочного сплава, изготовленного методами порошковой металлургии. Фотография в нижней части рис.20.4 показывает крупным планом место соединения этих двух сйлавов. Такой способ первоначально применялся лишь для изготовления роторов небольших газовых турбин, однако изучалась и возможность его использования для изготовления очень больших турбинных лопаток, в которых лопасти сделаны из одного сплава, а комель лопатки и кре-пеж-из другого. Таким образом, следует ожидать, что такого рода технология найдет широкое применение при изготовлении деталей из суперсплавов самых разных размеров. [c.339]

Усталостная модель Коффина-Менсона и метод универсальных наклонов, разработанный Менсоном, в большей мере относились к высокопластичным материалам малой прочности. Суперсплавы для рабочих лопаток — высокопрочные и малопластичные - служат п и высоких температурах и под воздействием термомеханических нагрузок. Подвергаясь к тому же воздействию химически агрессивных сред, они должны сопротивляться ползучести и усталости. В таких условиях слепо следовать упомянутым моделям для прогнозирования усталостной долговечности не рекомендуется. Надо опираться на реальные, достоверные данные испытаний на малоцикловую усталость. [c.69]

Изделия из суперсплавов направленной кристаллизации подвергают термической обработке на твердый раствор, чтобы повысить их прочность за счет измельчения выделений у -фазы. Применительно к обычным отливкам из высокопрочных сплавов с высокой объемной долей у -фазы (>0,5) такая обработка вызывает снижение пластичности и долговечности в условиях ползучести. В этих условиях упрочнение зерен делает затруднительной призернограничную деформацию, которая необходима для аккомодации формоизменения зерен в результате деформирования поликристаллического тела. В результате возрастает вероятность возникновения зернограничных трещин и снижаетсй пластичность и долговечность изделия в условиях ползучести. Работоспособность изделий из суперсплавов направленной кристаллизации не лимитирована способностью передачи деформации через границы зерен без возникновения трещин, эти изделия в литом состоянии характеризуются наличием более грубых и менее равномерно распределенных выделений у -фазы, так что обычно применительно к этим сплавам термическую обработку на твердый раствор используют для оптимизации механических свойств [3, 11]. [c.253]

Объектами исследования в монографии являются композиционные материалы, состоящие из металлических матриц и высокопрочных неорганических волокон. Исследуются процессы разрушения бороалюминия, углеалюминия, процессы ползучести и разрушения эвтектических направленно кристаллизованных композитов и процессы усталостного разрушения слоистых композитов. Предлагаемый подход может быть применен и при исследовании волокнистых композитов с полимерной матрицей, перспективных керамических композитов, разнообразных поливолокнистых гибридных композиционных материалов. [c.9]

Если у борных, углеродных и стеклянных волокон практически отсутствует ползучесть и их можно считать упругими, то для органических волокон такая предпосылка может оказаться весьма ошибочной. Так, согласно результатам работы [46], волокна кевлар-49 обладают свойством ползучести (рис. 3.4). Ползучесть свойственна высокопрочным органическим нитям и микропластикам (нить, пропитанная полимерным связующим и прошедшая термообработку), как показано на рис. 3.5 и 3.7. Кривые удельной ползучести (отношение деформации к начальной деформации) являются усредненными и построены по результатам длительных испытаний [47] при напряжениях, составлядащих до 0,6 от разрушающих при кратковременном нагружении. Согласно этим результатам, г пределах исследованных напряжений зависимость между напряжением и деформацией в любой момент времени нагружения линейна. Таким образом, ползучесть как органических нитей, так и мик-ропластиков подчиняется линейной теории вязкоупругости, и кривые ползучести могут быть описаны зависимостью (3.2). [c.90]

Особенности оборудования для испытания на ползучесть при сжатии и методики этих испытаний заключаются в следующем. Приложение нагрузки к образцу с помощью рычажной системы нагружения осуществляется через пуансоны, расположенные вне нагревательной печи, и нагружающие штоки с плоскими торцами, входящие в печь. Применение щтоков вместо захватов сложной формы позволяет изготавливать их из высокопрочных керамических или металлокерамических материалов (например, из окиси алюминия или карбида кремния). Деформацию образца можно измерять по перемещению опорных поверхностей штоков с помощью экстензометров, аналогичных применяемым при испытании на растяжение. [c.131]

В связи с разработкой высокопрочных крипоустойчивых сплавов допустимые напряжения повысились по сравнению с пределами текучести при той же повышенной температуре. При этих условиях величина 8о условной начальной деформации для линейной аппроксимации е = Ео + Мт1п кривой ползучести возрастает, а первый искривленный участок этой кривой захватывает более значительную часть срока службы Одквист ) придпринял попытку учесть этот первый период ползучести (обычно исключаемый из рассмотрения) в расчетах напряженного состояния вращающихся дисков. [c.706]

По данным ЦНИИТМАШ, предел ползучести Ст1/юс ооо высокопрочного ферритного чугуна при 450° составляет 12 кГ/мм , а предел длительной прочности (Оюоооо) — кПмм . [c.684]

Высокопрочные чугуны на перлитной основе превосходят высокопрочные ферритные чугуны по пределу ползучести и пределу длительной прочности при 425°, определенных для времени испытания 1000—10 ООО час., но характеризуются весьма низкими значениями этих характеристик при более высоких температурах, вследствие процессов графитизации перлита, соснровождающихся ростом чугуна [102] [c.684]

В табл. 5 и на фиг. 20 приведены данные по ползучести и длительной прочности различных типов наплавленного металла. На фиг. 20 штриховыми линиями показаны аналогичные зависимости для соответствующих кованых сталей. Как и в условиях кратковременных испытаний, режим отпуска наплавленного металла заметно влияет на его длительную прочность. Так, после отпуска при 680° С в течение 5 ч наплавленный металл КТИ-9 по длительной прочности значительно превосходит кованую сталь 15X11МФ. Предел длительной прочности при 550° С за 10 ч в этом случае составляет 24 кГ1мм против 15-ь 17 кГ/мм для кованой стали. Такой высокопрочный наплавленный металл обладает низкой пластичностью. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...