ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ползучесть и длительная прочность из "Рекуперативные теплообменные аппараты" Ползучесть есть свойство металла, нагруженного при постоянной высокой температуре, медленно и непрерывно пластически деформироваться при неизменных напряжениях. [c.35] Повышение температуры и напря- жения приводят к увеличению скорости ползучести. В углеродистой стали ползучесть заметна при температурах выше 350—400° С. Ползучесть протекает и в условиях, когда напряженней температура не остаются постоянными во времени. В таких условиях работают многие детали теплообменных аппаратов. Характеристики же процесса ползучести определяют обычно при постоянных температуре и напряжении. [c.35] В результате развития процесса ползучести увеличивается диаметр и уменьшается толщина стенок труб и сосудов. Деталь, проработавшая определенное время в условиях ползучести, разрушается при пластической деформации, во много раз меньшей, чем при разрушении от кратковременной перегрузки при той же температуре. [c.35] Повышение рабочих температур в теплообменных аппаратах привело к тому, что большое количество деталей работает в области температур, при которых проявляется процесс ползучести. [c.35] Для определения сопротивляемости стали ползучести образец устанавливают в захваты машины (рис. 2-6) и помещают в печь, где поддерживается постоянная температура. Для этого обычно используют схемы с автоматическими регулирующими электронными потенциометрами серий ЭПП и ЭПД (с классом точности 0,5) с датчиком от термопары. [c.35] Первая стадия (участок ОА) характеризует упругую и пластическую деформацию в момент нагружения, а также деформацию с убывающей скоростью — стадия неустановившейся ползучести. [c.35] Третья стадия процесса (участок ВС) — стадия разрушения. [c.36] Длительность каждой стадии зависит для данного материала от температуры и напряжения. Иногда ползучесть может Протекать в течение весьма длительного времени и практически не достигать третьей стадии (кривая II). При относительно низких теМ пературах могут наблюдаться затухающие процессы ползучести (кривая///). Если натряжения очень велики, то вторая стадия процесса ползучести может отсутствовать (кривая IV). [c.36] предел ползучести принимают напряжение, которое приводит при данной температуре к заданной скорости ползучести во второй стадии процесса. Для стационарных установок обычно допускают скорость ползучести во второй стадии 10 мм1мм-ч, т. е. [c.36] По допускаемым суммарным деформациям рассчитывают обычно детали паровых и газовых турбин, насосов и т. п. [c.36] Для большинства деталей теплооб-менпых аппаратов и котлов деформация ползучести не имеет существенного значения, так как по условиям эксплуатации их размеры могут увеличиваться в довольно ширО Ких пределах. Поэтому детали теплообменных аппаратов обычно рассчитывают не по пределу ползучести, а ио пределу длительной прочности. [c.36] Если точка перелома расположилась левее Т=10 ч, то из нее проводят вторую ветвь прямой с наклоном к оси времени, в 4 раза меньшим, чем наклон первой ветви, а для сплавов на никелевой основе — в 2 раза меньшим. [c.37] Прочность металлов определяется межатомными связями внутри самого зерна и силами сцепления, действующими по границам зерен. При низких температурах разрушение происходит путем разрыва связей между атомами в самом кристалле. При высокой температуре менее прочными оказываются границы зерен. Длительность испытания также сильно сказывается на характере разрушения. Чем длительнее испытание при высокой температуре, тем вероятнее межкристаллитный характер разрушения. [c.37] Разрушение в условиях длительной работы при высоких температурах подготовляется в течение продолжительного периода. В металле из-за флуктуаций (колебаний) энергии некоторые узлы кристаллической решетки оказываются свободными (свободный узел называется вакансией). Атомы совершают колебательные движения относительно положения равновесия и в зависимости от распределения энергии между ними некоторые из них могут сместиться со своих мест в кристаллической решетке либо в другие узлы, либо в междуузлия. Места с неправильным расположением атомов. [c.37] Предел длительной пр о чности в очень большой степени зависит от темпер атуры. [c.38] Коэффициенты Buk определяют опытным путем, причем коэффициент й практически постоянен в пределах групп сталей аустенитного, ферритного или перлитного класса. По этой формуле, если известен предел прочности при двух температурах, можно определить коэффициенты Вик, а зная их — предел длительной прочности для любой температуры. [c.38] Испытания металлов на длительную прочность производят Пр И П О СТО-янной темшературе. В рабочих же условиях температура часто колеблется в определенных пределах. Эксперименты показали, что при циклическом изменении температуры предел длительной прочности для большинства сталей получается таким же, как при максимальной температуре в цикле. Для никелевых сплавов он несколько выше. [c.38] Основной способ увеличения сопротивления ползучести и предела длительной прочности сталей — легирование. Углеродистые Стали можно применять при температурах до 45 0— 475° С. При более высоких температурах сопротивление ползучести и длительная прочность углеродистых сталей резко снижаются, и необходимо применение легированных сталей. [c.38] Повышение сопротивления ползучести и длительной прочности стали обеспечивают присадки молибдена, вольфрама, ванадия, хрома, бора. Молибден, вольфрам, ванадий и хром образуют очень мелкодисперсные карбиды, препятствующие развитию пластических деформаций пр и высоких температурах одновременно они приводят к снижению пластичности при разрушении. Молибден, вольфрам и ванадий, находясь в твердом растворе, повышают температуру рекристаллизации и этим препятствуют разупрочнению при, высоких температурах. Стали, легированные только молибденом, не применяют из-за их склонности к графитизации, которая заключается в распаде карбида железа с образованием включений графита. [c.38] Вернуться к основной статье