Трещины в условиях ползучести

В корпусах современных мощных паровых турбин основным процессом, определяющим развитие трещиноподобных дефектов, является процесс ползучести как при стационарном, так и при нестационарном нагружении. Критериями механики разрушения применительно к росту трещины в условиях ползучести являются скорость роста трещины и коэффициент интенсивности напряжений. [c.40]

Суперсплавы по-прежнему в зоне усиленных исследований и разработок. Но есть и заметные изменения в постановке новых задач. Приобретают популярность такие темы, как рост трещины в условиях ползучести и коррозионное растрескивание под напряжением. Прежнее традиционное и сосредоточенное внимание разработчиков к поведению материалов в промежуточном диапазоне температур сегодня не столь велико. Вместо этого довольно активно занялись развитием материалов, предназначенных для использования при боЛее низких и более высоких температурах. Работа в этих разных сферах отличается некоторой фрагментарностью, поскольку ведут ее группы и организации, каждая из которых специализируется в своем собственном конкретном направлении. Главная цель настоящего обзора заключается в том, чтобы сопоставить механические свойства материалов, ставших предметом упомянутых разнонаправленных интересов и разработок. [c.308]

Испытанию на трещиностойкость подвергаются компактные надрезанные образцы в условиях внецентренного растяжения при повышенной (высокой) температуре с оценкой скорости развития трещины в условиях ползучести. При данном методе испытания определяется живучесть свар- [c.168]

ПО дальнему контуру. Эти частные случаи подробно рассматриваются в данной главе. В 2 этой главы мы описываем автомодельный динамический рост трещины в упругом теле, температурное поле которого отличается неравномерностью, а материал— неоднородностью. Параметры разрушения, характеризующие квазистатический, а также динамический рост трещин, находящихся в упругопластических твердых телах, рассмотрены в 3. Наконец, приведены отдельные замечания, касающиеся параметров разрушения, определяющих рост трещины в условиях ползучести при повышенной температуре. [c.130]

Трещины в условиях ползучести [c.341]

В настоящем разделе приводятся основные результаты механики разрушения, полученные для тел с трещинами в условиях ползучести. Ползучесть существенно влияет па прочность и устойчивость, а значит и на условия разрушения. [c.341]

Таким образом, проведенные исследования позволили отклонить предположения о разрушении металла коллектора в результате снижения малоцикловой прочности или коррозионного растрескивания. Необходимо подчеркнуть, что и по другим характеристикам, таким, как хрупкая прочность, сопротивление усталостным разрушениям на стадии зарождения и развития трещин на воздухе и в коррозионной среде, были подтверждены высокие показатели, при которых преждевременное разрушение коллектора не должно было бы произойти. Вместе с тем, эксперименты по замедленному деформированию (растяжение гладких образцов с малой скоростью деформирования) в коррозионной среде показали, что при составе среды, соответствующей отклонениям, имевшим место в процессе эксплуатации разрушившихся коллекторов (низкий водородный показатель pH, присутствие кислорода), может происходить значительное снижение пластичности стали, причем тем большее, чем ниже скорость деформирования. Такая закономерность соответствует зависимости критической деформации от скорости деформирования в условиях ползучести материала (см. гл. 3). Данное обстоятельство привело к необходимости изучения возможных временных процессов деформирования материала коллектора при стационарном нагружении. Выполненные эксперименты, ре-з льтаты которых будут представлены ниже, показали, что [c.328]

Все три вида разрушений встречаются в практике эксплуатации энергетических установок, и по морфологическим особенностям разрушения можно судить об условиях их работы. Так, вязкое разрушение часто имеет место при повышении температуры при работе труб поверхностей нагрева в условиях ползучести. Разрушение путем образования клиновидных трещин вызвано повышенным уровнем неучтенных расчетом напряжений в условиях стесненной деформации в зонах концентрации напряжений, а также может быть связано с охрупченным состоянием металла. Разрушение порообразованием обычно происходит в результате длительной эксплуатации. [c.13]

Фрактографический анализ особенностей развития трещины показал, что характер излома хрупкий, деформация зерен не наблюдается. Кромка излома идет как по зерну, так и по границам зерен. В зоне излома имеются межзеренные трещины, берущие начало от излома, и клиновидные трещины в пределах одного зерна. Разрущение в основном идет путем роста одной магистральной трещины, что в условиях ползучести характерно для высокого уровня или высокой концентрации напряжений. [c.47]

Зависимость скорости развития трещины dl/dx от коэффициента интенсивности напряжений при высоких температурах (в условиях ползучести) получается на основе деформированных критериев малоциклового разрушения [5, 62]. Полагая, что распространение трещины на длину dl за время dx происходит по мере достижения в различных зонах разрушения, имеющих размер гу, в пределах которого достигается величина предельной деформации ё , на 114 [c.114]

В процессе эксплуатации в условиях ползучести наряду с изменениями структуры происходит накопление колоний вакансий по границам зерен, которые перерастают в поры и субмикроскопические трещины. [c.247]

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]

Согласно [48] предельное состояние тел с трещинами в условиях ползучести характеризуется двумя поверхностями вязкости разрущения пороговой, отвечающей началу медленного роста трещины, и критической, связанной с неустойчивым быстрым распространением трещины. Между указанными областями находится область медленного роста трещин ползучести. Нагружение в области параметров трещиностойкости ниже пороговых не приводит к развитию трещин в заданном температурновременном интервале. Пороговые и критические значения вязкости разрушения определяются температурно-временньвщ условиями эксплуатации и с увеличением длительности эксплуа- [c.63]

Рис.9.7. Сплав In onel 718. Зависимость скорости роста трещины в условиях ползучести при 650°С на воздухе (7) и в атмосфере Не (2) от величины интенсивности напряжения [18]

В последнее время Бруст и др. [70—72, 79] опубликовали несколько исследований, в которых при помощи Т (АР или Т ) рассмотрены вопросы устойчивого роста трещины в упругопластических телах иод воздействием монотонных, а также циклических нагрузок, а также рост трещины в условиях ползучести при повышенных температурах. В процессе монотонного нагружения Т увеличивается монотонно и при небольших приростах трещины равняется Jf, в то же время при умеренных и больших приростах Jf продолжает расти, тогда как Т устанавливается на некотором постоянном значении. Таким образом, Т проявляет характеристики комбинированного критерия (У,— СТОА) (СТОЛ — угол раскрытия в вершине трещины). Детальный обзор полученных результатов приведен в [70, 71]. [c.174]

В другом исследовании [79] была изучена применимость параметров Т, С и Тс для оценки роста трещины в условиях ползучести. Экспериментальные данные, касающиеся роста трещины в условиях ползучести и полученные на образце из нержавеющей стали 316 с одним краевым надрезом, сравнивались с результата.ми численного моделирования, оценивалось изменение в процессе роста трещины величины различных параметров. Как показало исследование, результаты склоняются в пользу параметра Т, когда необходимо оценить рост трещины в условиях ползучести, причем на стадии неустановнвшейся ползучести (когда не имеет место чисто степенная зависимость), или же когда в дополнение к деформациям ползучести существенную роль играют деформации не зависящей от времени пластичности. [c.175]

Больгпое количество оригинальных результатов, включенных в книгу, связано с анализом развития трещин в условиях ползучести, особенно в связке ползучесть—поврежденность. [c.24]

К числу еще неразрешенных задач, требующих детального изучения, относится оценка скорости роста трещины в условиях ползучести в среде с повре-ждеппостью и связанная с данным вопросом проблема сращивания ближнего ноля (т.е. решения, полученного в окрестности вершины трещины) с дальним нолем , определяемым заданными граничными условиями на бесконечности. Стандартным приемом сращпванпя ближнего и дальнего нолей является использование ипвариаптпых интегралов механики разрушения /-интеграла. [c.405]

Котеразава, Ивата. Механика разрушения и фрактография распро-странеия трещины в условиях ползучести и усталости при повышенных температурах // Теоретические основы инженерных расчетов. - 1976. - № 4. -С. 8-16. [c.578]

Рис. 25.11. Микрофотография конца трещины в образце, имеющем форму обода турбинного колеса [123]. Хрупкое мешзеренное разрушение в условиях ползучести.

Разрушения в условиях эксплуатации, соответствующих области в карты механизмов ползучести наблюдаются при перегревах метгыла труб пароперегревателей. Как видно из картограммы (рис. 1.2), при нагреве до температур, превышающих 620 °С, в металле развиваются процессы рекристаллизации. Это приводит к возрастанию деформационной способности металла, полной трансформации структуры стали в феррито-карбидную структуру, интенсификации процессов перехода легирующих элементов в карбидные фазы. Долговечность труб в условиях такого перегрева не превышает 10—15 тые. ч. Для труб, разрушившихся в условиях ползучести, характерно наличие значительного слоя окалины и присутствие на наружной поверхности труб продольных трещин, сопутствующих основному разрыву. В случае перегрева до указанных температур разрущение происходит с относительно большим увеличением периметра трубы, заметным утонением стенки за счет повышенной деформационной способности в этих условиях. Характерно широкое раскрытие трубы в месте сквозной трещины. Микромеханизм разрушения соответствует порообразованию. Структура металла разрушенной трубы становится ферритной с крупными карбидными частицами по границам зерен. Вблизи разрушения имеет место некоторый роет зерна. Присутствие всех перечиеленных признаков евидетельствует о том, что разрушение исследуемой трубы произошло в результате длительного перегрева. [c.19]

В [50] рассмотрено влияние степени легирования хромомолибденованадиевой стали молибденом на трещиностойкость в условиях ползучести. Установлено, что повышение концентрации молибдена в стали с 0,2 до 0,9% приводит к постепенному снижению трещиностойкости за счет выделения карбида М23С6, причем содержание молибдена и других карбидообразующих элементов вблизи трещины в 2—4 раза больше, чем вдали от нее. [c.64]

Скорость роста трещины является основным фактором, определяющим долговечность толстостенных корпусных литых деталей, работающих в условиях ползучести. Окончательная оценка долговечности таких деталей проводится на основе определения параметров трещиностойкости. С учетом этих обстоятельств проведены исследования кинетики роста трещин ползучести в стали 15X1МФЛ с различным структурным состоянием [28]. Исследования проводились при температурах 515—615 °С и длительности нагружения 4 10 — 4 10 ч. [c.65]

Интенсивный рост микроповреждений в условиях ползучести приводит к тому, что до полного разрыва металла происходило значительное падение (до половины начального) внутреннего давления и испытания прекращались (в аналогичных условиях образцы из перлитной стали разрушались взрывом — макроразрыв завершался быстрым распространением магистральной трещины, из-за меньшей степени разрыхления в микрообъемах металла требовалось большее усилие для разрушения). [c.156]

Механизм длительного разрушения в условиях ползучести (иногда применяют термин статическая усталость , который мы используем в дальнейшем) представляет собой сочетание дислокационного механизма развития микротрещин с термофлукту-ационным и диффузионным механизмами образования и движения вакансий [30, 11]. Характерной особенностью повреждений при ползучести является образование пор, появляющихся наряду с микротрещинами и вызывающих специфическую объемную ползучесть, т. е. прогрессирующее во времени разрыхление материала [9, 10, 30, 36]. В условиях постоянного или монотонно изменяющегося напряжения объемная ползучесть становится заметной (в отличие от сдвиговой ползучести) лишь незадолго до момента полного разрушения. Однако при циклическом действии напряжений объемная ползучесть отмечается на более ранних стадиях деформационного процесса. Стадия диссеминированных повреждений завершается появлением поперечных трещин, которые видны на поверхности образца при небольшом увеличении микроскопа или даже простым глазом. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...