Испытания на прочность при высоких температурах — КиберПедия 

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Испытания на прочность при высоких температурах



Все материалы, предназначенные для работы при повышенных температурах, подвергаются испытаниям на жаропрочность. Критериями оценки жаропрочности являются: кратковременная прочность, длительная прочность, ползучесть. Две первых характеристики учитывают сопротивление материала разрушению при повышенных температурах, третья – сопротивление пластической деформации.

Кратковременная прочность определяется путем проведения обычных испытаний на растяжение разрывных образцов. Отличие только в том, что образец помещен в печь и его испытание производиться при какой-то заданной температуре. Обозначается кратковременная прочность sвt, например, sв300°=343 МПа (35 кгс/мм2), sв300° = 274,4 МПа (28 кгс/мм2) и т.д.

Длительная прочность. При определении длительной прочности образцы помещают в печь и нагружают какой-либо постоянной нагрузкой. По результатам испытаний нескольких образцов строят кривые изменения прочности при данной температуре (рис. 1.2). Прочность существенно зависит от времени испытания: s1>s2>s3>s4, но t1<t2<t3<t4.

Рис. 1.2. Кривые изменения прочности при данной температуре:
а – кривая длительной прочности при 500°С; б – типовая кривая ползучести;
в – кривая усталости

Пределом длительной прочности называют напряжение stt, которое вызывает разрушение образца при заданной температуре за определенное время.

Прочность в течение малого времени (так называемая «минутная», τ≈30-60 мин) требуется в оборонной промышленности, часовая – в авиации, например = 200 МПа. Для промышленных и сельскохозяйственных установок требуется не очень высокое значение прочности, но в течение нескольких лет (σ4; рис. 1.2,а).

Ползучестью называют свойство металлов медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной температуре.

При испытании образцов на ползучесть (крип) их помещают в печь с заданной температурой и прикладывают какую-либо постоянную нагрузку. Деформации измеряют индикаторами с точностью 0,001 мм.

Для большинства металлов при обычных температурах при действующем напряжении s>sуп ползучесть не наблюдается. Наоборот, за счет наклепа металл даже будет упрочняться. Но если температура испытания образца такова, что уже наблюдаются разупрочняющие процессы (отдых, коагуляция фаз, а особенно рекристаллизация), то в этом случае при s>sуп будет наблюдаться ползучесть.

Ползучесть происходит только в тех случаях, когда приложенное напряжение (от постоянной нагрузки) будет больше предела упругости металла при данной температуре. При деформации нагретого образца имеют место два прямо противоположных процесса: упрочнение (наклеп), вызванное пластической деформацией, и разрушение, как результат процессов разупрочнения. Ползучесть будет развиваться в случае преобладания второго процесса.



Скорость деформации при постоянной нагрузке обычно выражается кривой, состоящей из трех участков (рис. 1.2,б). Участок ОА – упругая и пластическая деформации в момент приложения нагрузки. На участке АВ металл деформируется с неравномерной скоростью ползучести. Участок ВС характеризует установившуюся равномерную скорость ползучести и СD – ускоренного разрушения, связанный с образованием шейки.

Пределом ползучестиназывают напряжение, которое за определенное время при данной температуре вызывает заданную суммарную деформацию или скорость деформации. Предел ползучести обозначают sd/tt, где t – температура, °С; d – суммарное удлинение, %; t – время, ч.

Например: s1/1000500 = 250 МПа (25 кгс/мм2) означает, что предел ползучести металла при 1%-ной деформации за 1000 ч при температуре испытания 500°С составляет 250 МПа. Для деталей, длительное время работающих при повышенных температурах, задается обычно скорость ползучести на установившейся стадии процесса, например 0,1 за 104 или за 105 ч. При определении предела ползучести допуск на удлинение составляет от 0,1 до 1% за 100, 300, 500 или 1000 ч. В некоторых случаях, например для жаропрочных материалов, вплоть до 100000 ч. Задаваемая скорость ползучести в большинстве случаев колеблется в пределах 10-3…10-6 %/ч, а чаще всего 10-4…10-5 %/ч.

Для оценки поведения металлов и сплавов в условиях ползучести проводят различные испытания. Обычно в этих испытаниях реализуются условия высокотемпературной и диффузионной ползучести, так как их ведут при температурах выше 0,4…0,6Тпл, соответствующих рабочим температурам жаропрочных металлических материалов. В то же время эксплуатация многих узлов и изделий предусматривает длительную их службу при низких температурах. При этом в таких конструкциях, как емкости и резервуары для транспортировки и хранения криогенных жидкостей, деформация, обусловленная ползучестью, за счет значительного запаса упругой энергии в системе (узел-изделие; изделие в целом) может способствовать значительному росту напряжений в отдельных зонах конструкции. Таким образом, эксплуатация вышеуказанных изделий в условиях низких температур значительно увеличивает опасность хрупкого разрушения.








Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...





© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.006 с.