Напряжение и способы описания напряженного состояния. Пластическая деформация. Деформационное упрочнение. Чувствительность к надрезу и трещине. Деформационное разрушение при длительном статическом нагружении, страница 18

7.  Состав и структура металла. Оценка чувствительности к трещине в отдельных случаях более резко, чем другие методы испытания,     выявляет влияние той или иной легирующей добавки в сплаве, например, добавление к стали 30ХГСА 1%  Ni, т.е. переход к стали 30ХГСН2А при σв= 1600-1800 МПа увеличивает пластичность при растяжении гладкого образца на 5%, ударную вязкость с надрезом радиусом 1 мм на 300, а ударную вязкость образцов с трещиной на 60%.  Сталь с мартенситной структурой после отпуска при 2000 имеет значительно большую чувствительность к трещине, чем с сорбитной структурой после отпуска при 5100. Существенное значение имеет степень однородности структуры, получаемая при закалке. Так появление участков феррита в мартенсите при закалке с подстуживанием приводит к более резкому падению работы излома, чем ударной вязкости. Получение неоднородной структуры верхнего бейнита, чем при изотермической закалке стали существенно увеличивает чувствительность к трещине по сравнению с однородной сорбитной структурой, часто при одновременном увеличении характеристик пластичности при растяжении или даже удельной вязкости при надрезе. Применение для сталей термомеханической обработки может даже при повышении временного сопротивления разрыву уменьшить чувствительность к трещине.

Глава 4 ДЕФОРМАЦИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ.

4.1 Основные понятия.

Многие детали машин и конструкций подвергаются весьма длительному воздействию постоянных статических нагрузок, а также воздействие коррозионных или поверхностных сред при нормальных или при повышенных температурах (крепежные детали, пружины, детали сосудов и котлов, нагруженных внутренним давлением, химической нефтяной аппаратурой, паровых и газовых турбин и т.д.). длительное нагружение в особенности при высоких сходственных температурах может оказывать сильное влияние на механические свойства. Применяются специальные методы механических испытаний :

1.  Испытание на замедленное разрушение при нормальной температуре.

2.  Испытание на коррозию под напряжением.

3.  Испытание на ползучесть.

4.  Испытание на релаксацию, на длительную прочность при повышении температуры.

У многих сплавов вследствие недостаточной структурной устойчивости при длительном нагружении, особенно при высоких сходственных температурах появляются нежелательные явления – релаксация, охрупчивание образование трещин и другое. Для удовлетворения требований, предъявляемых к материалам деталей, разработаны специальные стали и сплавы, например жаропрочные.

Как и при кратковременном нагружении различают 2 основные группы механических свойств:

1. Сопротивление пластической деформации, определяемое путем испытания при длительных статистических нагрузках. Сюда относятся:

·  Определение пределов ползучести при различных допусках, длительных нагружениях и температурах;

·  Испытание на релаксацию.

2. Сопротивление разрушению и пластичность при длительных статических нагрузках. Речь идет об испытаниях образцов до разрушения с измерением времени, выдерживаемого материалом, до разрушения при данной постоянной нагрузке и максимальной пластичности при разрушении. Эти испытания называются испытаниями на длительный разрыв или на длительную прочность.

3. Группа методов, оценивающих стабильность структуры материала при вылеживании или при выдержке под нагрузкой при высокой температуре (способность к старению, склонность к охрупчиванию и т.д.).

4.2  Сопротивление пластической деформации при длительных статистических нагрузках.

               

Рис. 43 типичные кривые ползучести.

Различают 3 стадии ползучести:

I-  Неустановившаяся. Когда скорость ползучести убывает вследствие процессов упрочнения при деформации.

II-  Установившаяся.  Когда скорость ползучести постоянна.

III-  Ускоренная. Когда скорость ползучести возрастает до полного разрушения образца.