Испытание. Реферат - Испытания при повышенных температурах. Исследование по. Испытания при повышенных температурах. Исследование ползучести и длительной прочности
 Скачать 321.5 Kb.
|
|
Испытания на длительную прочность Главной целью испытания на длительную прочность является определение долговечности (времени до разрушения) образца при заданной нагрузке и температуре. Кривая изменения деформации образца во времени может не регистрироваться. Расчетными графиками для оценки длительной прочности являются кривые зависимости долговечности от напряжения для ряда температур, которые строят по результатам испытаний серии образцов при разных напряжениях в логарифмической или полулогарифмической системе координат исходя из степенной (3) или экспоненциальной (4) зависимостей между напряжением σ и долговечностью  : (3) (4)Основным методом определения длительной прочности является испытание -при растягивающей нагрузке. Этот метод регламентирован ГОСТом10145—62, по нему, в частности, проводятся приемо-сдаточные испытания промышленных сплавов на жаропрочность, имеющие массовый характер. Характеристикой материала является предел длительной прочности, представляющий собой напряжение, вызывающее при заданной температуре разрушение образца за заданное время. Он обозначается буквой σ с верхним и нижним числовыми индексами. Верхний индекс показывает температуру испытания в °С, нижний — заданную продолжительность испытания до разрушения в часах. Например,  — предел длительной прочности за 1000 ч при температуре 800° С. Для оценки пластичности материала определяют относительное удлинение и относительное сужение образца после разрушения по общепринятой методике.Длительность испытаний выбирается в соответствии с условиями работы конструкции. Пределы длительной прочности рекомендуется определять на основе испытаний длительностью 50, 100, 1500, 1000, 3000, 5000, 10 000 ч. Работоспособность материала в условиях длительного статического нагружения при высокой температуре определяется не только его сопротивлением разрушению, но и запасом пластичности. Этот последний оценивают по величине удлинения или сужения разрушенных образцов. ГОСТ 10145—62 устанавливает пять типов образцов: цилиндрические диаметром 5 мм с расчетной длиной 25 мм; диаметром 10 мм с расчетной длиной 50 и 100 мм; диаметром 7 мм с расчетной длиной 70 мм; плоские с начальной расчетной длиной  ( — начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца в мм). Можно применять и иные пропорциональные образцы при минимальном диаметре рабочей части 3 мм.При испытании образцов разных размеров следует учитывать влияние масштабного фактора. Это влияние зависит не столько от дефектов в объеме металла, сколько от особенностей возникновения и развития трещин, которые могут образовываться еще во второй стадии ползучести, в поверхностном слое. В связи с тем что образцы малого диаметра имеют относительно более развитый поверхностный слой, их долговечность при одинаковых условиях испытания может быть ниже, чем у образцов большего диаметра. Для ряда жаропрочных сплавов на никелевой основе показано, что долговечность образцов диаметром 3 мм, применяемых для контроля материала малогабаритных деталей, на 25—30% ниже долговечности стандартных образцов диаметром 5 мм при испытании по режимам технических условий. Для определения чувствительности материала к концентрации напряжений в условиях длительно действующей нагрузки применяют образцы с надрезом. Наибольшее распространение при оценке чувствительности к надрезу получили образцы с V-образным кольцевым надрезом и углом раскрытия надреза 60 или 45°. Радиус в вершине надреза обычно равен 0,15—0,2 мм. Диаметр наименьшего сечения образцов в надрезе большей частью выбирают равным диаметру гладких образцов, испытываемых параллельно для сопоставления результатов. Чувствительность к надрезу оценивают по отношению пределов длительной прочности (для равных долговечностей) надрезанных и гладких образцов или по отношению, их долговечностей при равных напряжениях. Специфические особенности, установок для испытания на длительную прочность обусловлены массовым характером испытаний, требующих значительных затрат времени. Для повышения производительности испытаний и экономии лабораторной площади используют многообразцовые машины с индивидуальным рычажным или пружинным механизмом нагружения и общей для всех образцов нагревательной печью, а вместо одиночного образца применяют цепочки из последовательно соединенных муфтами коротких образцов, которые устанавливают в удлиненных печах. При обработке результатов испытаний на длительную прочность следует учитывать, что в логарифмических координатах прямая линия, характеризующая зависимость долговечности от напряжения, может иметь точки перегиба с увеличением угла наклона к оси времени (рис 8).  0,01 0,1 1 10 100 ,час Рис. 8. Графики длительной прочности сплава ХН77ТЮР (ЭИ437Б) при малых долговечностях С повышением температуры точка перегиба смещается в сторону меньших долговечностей и выражена более отчетливо. Характеристики жаропрочности относятся к случайным величинам, точность определения которых в значительной мере зависит от количества экспериментальных данных. Разброс экспериментальных точек затрудняет оценку результатов испытаний на ползучесть и длительную прочность, поэтому результаты испытаний целесообразно подвергать статистической обработке, принимая во внимание, что распределение логарифма долговечности при данном напряжении так же, как и распределение логарифма времени достижения заданной остаточной деформации подчиняется нормальному закону. По испытаниям на ползучесть существует ГОСТ, который приведен ниже. УДК 669.01:620.172.251.2:006.254 Группа В09 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР |