Испытание. Реферат - Испытания при повышенных температурах. Исследование по. Испытания при повышенных температурах. Исследование ползучести и длительной прочности
 Скачать 321.5 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный Технический Университет Кафедра: «Диагностика и безопасность технических систем» Реферат Тема: «Испытания при повышенных температурах. Исследование ползучести и длительной прочности» Выполнил: Проверил: Красноярск 2009 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ Длительное действие статической нагрузки вызывает нарастающую во времени пластическую деформацию металла. Это явление называется ползучестью. В зависимости от температуры и величины напряжения процесс ползучести может протекать как медленно, так и быстро. Для оценки сопротивления материала накоплению пластической деформации во времени проводят специальные испытания на ползучесть. Сопротивление металла разрушению также зависит от длительности нагружения. Чем длительнее действие нагрузки, тем меньше напряжение, при котором произойдет разрушение материала. Для определения временной зависимости прочности материала в условиях статического нагружения служат испытания на длительную прочность. Явления ползучести и длительного статического разрушения наиболее отчетливо выражены в области высоких температур. Поэтому для определения характеристик прочности металлов при высоких температурах широко используют испытания кратковременные — на растяжение, сжатие, изгиб и т. д. и длительные — на ползучесть и длительную прочность. Кратковременные испытания при высоких температурах Показатели прочности, полученные в результате кратковременных испытаний при высоких температурах, используются в качестве расчетных характеристик при контроле качества материала, при выборе режимов горячей обработки давлением и в ряде других случаев. Модификация их может быть вызвана только специфическим влиянием некоторых методических факторов на свойства испытываемого материала в связи с его нагревом. Так, например, необходимо регламентировать время нагрева и предварительной выдержки образцов при температуре испытания и установить определенную скорость деформирований (или интервал скоростей), так как ее изменение оказывает значительно большее влияние на величину определяемых характеристик, чем при нормальной температуре. Для испытаний на растяжение, сжатие и изгиб могут служить универсальные машины типа УМ-5А, УММ-5, УММ-10, УММ-20. На этих машинах могут быть установлены нагревательные устройства типа НУ-5, которые обеспечивают нагрев образца в интервале температур 400—1100° С. Для испытаний на кручение можно использовать машину типа КМ-50-1. Наибольшее распространение для оценки кратковременной прочности при высоких температурах получил метод испытания на растяжение (ГОСТ 9651 — 61) на разрывных или универсальных машинах с механической или гидравлической системой нагружения, соответствующих ГОСТу 7855—68. Удлинительные штанги для крепления образцов должны обеспечивать их надежное центрирование. Нагревательное устройство должно равномерно нагревать образец и поддерживать заданную температуру в пределах ±3÷±6° С (в зависимости от температурного уровня) на протяжении всего испытания. Температуру измеряют, как правило, двумя-тремя термопарами, установленными на границах и в середине расчетной длины образца. Приборы для измерения и регистрации температуры должны иметь класс точности не ниже 0,5%. Специально созданная для кратковременных испытаний при высоких температурах машина ПРВ-203 предназначена для испытаний на растяжение и кратковременную ползучесть цилиндрических и плоских образцов с расчетной длиной до 50 мм в вакууме 10-4–10-5 мм рт. ст. или в среде инертного газа в интервале температур 1000—2500° С.  Рис. 1. Схема машины ПРВ-203 Схема машины показана на рис. 1. Корпус нагревательной печи 3, установленный на цоколе 8 машины, является элементом конструкции, воспринимающим действующую на образец нагрузку. Силовой контур машины включает шарнирную опору 10, верхний захват 2, испытуемый образец 4, нижний захват 5, упругий силоизмеритель 7 с четырьмя сменными тензодатчиками, позволяющими измерять 6 нагрузки от 50 до 30 000 н (от 5 до 3000 кГ), упругий шарнир 9 и нагружающий винт 11. Перемещение нижнего захвата, связанного с нагружающим винтом, производится электродвигателем 6 через две червячные пары и систему шестерен. Система нагружения дает возможность проводить испытания как при возрастающей нагрузке с изменением скорости перемещения нижнего захвата от 0,2 до 28 мм/мин, так и при постоянной нагрузке. Регистрирующий прибор 12 позволяет получать диаграммы «нагрузка - деформация» и «деформация-время»: Деформация образца фиксируется на диаграмме путем передачи на регистрирующий прибор перемещения нижнего захвата с помощью двух сельсинов. Масштаб записи 25: 1, 50: 1 или 100 : 1. Для более точного измерения деформации образца через смотровое окно а печи служит катетометр КМ-6, или используется измерительная головка 1 с индикатором или датчиком сопротивления. По ГОСТу 9651—61 для испытания на растяжение при высоких температурах применяют цилиндрические и плоские образцы стандартной расчетной длины. Для крепления в захватах цилиндрические образцы имеют на головках резьбу плоские - отверстия для шпилек или заплечики. Отклонения по диаметру рабочей части цилиндрических образцов не должно превышать ±0,1 мм, а по ширине плоских образцов ±0,2 мм. Значения характеристик кратковременной прочности —  ,  , Е – обычно уменьшаются с повышением температуры испытания. Результаты испытании зависят также от скорости деформирования, времени нагрева, продолжительности выдержки при заданной температуре, в процессе которой структура испытываемого материала может изменяться.Увеличение скорости деформирования приводит к резкому возрастанию предела прочности. Так, например, при изменении скорости деформирования в интервале от 10-1 до 102 мм/ч значения предела прочности сплавов типа Нимоник при температуре 650° С будут отличаться на 30'%. Для получения сопоставимых данных ГОСТом 9651—61 установлена продолжительность нагрева до температуры испытания не более 1 час, а время выдержки при заданной температуре 20—30 мин. Испытания должны проводить при скорости перемещения подвижного захвата машины (мм/мин), составляющей 0,04—0,1 от расчетной длины образца. Следовательно, для наиболее распространенных образцов с расчетной длиной 60 или 25 мм скорость не должна превышать соответственно 5 и 2,5 мм/мин. При определении модуля упругости статическим методом его значения будут меняться в зависимости от времени испытания, так как на упругую деформацию могут накладываться деформации, связанные с ползучестью. Поэтому при высоких температурах предпочтительнее применять динамические методы определения модуля упругости. |