Способ прогнозирования времени длительной прочности материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки длительности прочности неоднородных жаропрочных материалов и и.х соединений. Цель изобретения - сокращение трудозатрат на испытание материалов и повышение точности определения длительной прочности структурно неоднородных соединений. Испытывают на длительную прочность две группы образцов. В первой группе используют образцы без надреза. Но результатам их испытаний при напряжениях, превышающих эксплуатационные, устанавливают зависимость напряжение-время до разрушения и экстраполяцией определяют ориентировочное значение am предела длительной прочности. В образцах второй группы выполняют трещиноподобные надрезы до относительной сплошности сечения ф 0,35-0,70. Нагружают образцы второй группы попарно с одинаковыми сплошностями q:,,,. Нагружение пары образцов осуществляют сначала одинаковыми напряжениями 0,,; l,2ain. После разгружения первого образца пары увеличивают напряжение п дола.мывают второй образец. Для первого образца каждой пары регистрируют время т, до разрушения и сплоп1ность ф,-, сечения на изломе , а для второго образца регистрируют время TO доламывания. Прогнозируемое время Тг, длительной прочности гладкого образца при. эксплуатационном напряжении а, рассчитывают по формуле /§Тг,(/ЯТи;74 г|.,- -/g Tn/g o,-)/ (, -/ЯН .) (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 б 01 Х 3 00

1 )

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4215732/25-28 (22) 27.03.87 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (72) В. И. Гладштейн и Р. Е. Мазель (53) 620.172.24 (088.8) (56) Котлы, турбины и трубопроводы. Методы определения жаропрочности металла.

ОСТ/108.901. 102 — 78. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки длительности прочности неоднородных жаропрочных материалов и их соединений.

Цель изобретения — сокращение трудозатрат на испытание материалов и повышение точности определения длительной прочности структурно неоднородных соединений.

Испытывают на длительную прочность две группы образцов. В первой группе исполь„„SU„„1422082 А 1 зуют образцы без надреза. 11î результатам их испытаний при напряжениях, превышающих эксплуатационные, устанавливают зависимость напряжение- время до разрушения и экстраполяцией определяют ориентировочное значение п.«предела,длительной прочности. В образцах второй группы выполняют трещиноподобные надрезы до относительной сплошности сечения qð =0,35---0,70.

Нагружают образцы второй группы попарно с одинаковыми сплошностями „,. Нагружение пары образцов осуществляют сначала одинаковыми напряжениями 0,8п (л, (1,2о«. После разгружения первого образца пары увеличивают напряжение и доламывают второй образец. Для первого образца каждой пары регистрируют время т„, до разрушения и сплошность (f(-; сечения на изломе, а для второго образца регистрируют время т,; долаMûвания. Прогнозируемое время Т,, äëèòåëbíoé прочности гладкого образца при, эксплуатационном напряжении n., рассчитывают по формуле lg Ä=(lg Ä,.lgg.,-,—

— lg T,,1 gal:Ы)/(lglj.й — 1аФ ) 1422082

20

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4421I41 Тираж 847 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки длительной прочности неоднородных жаропрочных материалов и их соединений.

Цель изобретения — сокращение трудозатрат на испытания материалов и повышение точности определения длительной прочности структурно неоднородных соединений.

Способ осуществляют следующим образом.

Испытывают на длительную прочность две группы образцов. В первой группе используют образцы без надреза. Испытания этих образцов проводят при напряжениях, превышающих эксплуатационные. По результатам испытаний устанавливают зависимость напряжение — время до разрушения и по ней экстраполяцией не более низкие напряжения определяют ориентировочное значение о.» предела длительной прочности.

В образцах второй группы выполняют трещиноподобные надрезы до относительной сплошности сечения rp.=0,35 — 0,70. Нагружают образцы второй группы попарно с одинаковыми р„. Нагружение i-й пары образцов осуществляют сначала одинаковыми напряжениями о;, равными от 0,8 оп. до 1,2 гт . После разрушения первого образца испытуемой пары увеличивают напряжение и дол ам ывают второй образец.

Для первого образца каждой пары регистрируют время т.; начала роста трещины в материале, время т„; до разрушения и критическую сплошность ср„сечения на изломе.

Регистрацию времени т„осуществляют методами элекгропотенциалов, раскрытия трещины или на основе металлографического анализа надреза. Допускается нанесение двух дополнительных надрезов меньшей глубины.

Для второго образца регистрируют время т„доламывания методом измерения раскрытия кромок надреза или методом акустической эмиссии.

По результатам испытаний вычисляют отношение т„/т„; и для прогнозирования используют результаты, соответствующие стабилизации отношения времени т„до начала роста трещины к времени ти; до разрушения.

Прогнозируемое время т.„; длительной прочности образца без надреза при эксплуатационном напряжении о; рассчитывают по формуле

lg T„=(IgT,IgV„— lgT„lg(p„) / (lg(р„— Що ) °

Пример. Испытывают при 565 С образцы диаметром 10 мм из стали с пределом

50 текучести 450 МПа. Образцы второй группы имеют кольцевые надрезы с радиусом при вершине менее 0,05 мм и с углом раскрытия 60 град. Относительная сплошность сечения составляет 0,46 и 0,69. Напряжения нагружения составляют для второй группы

120, !45 и 175 МПа, что составляет E-20о от предела длительной прочности 140 МПа, найденного при испытании образцов без надрезов в интервале от 95 до 3475 ч нагружения, Время до разрушения образцов в различных парах составляет до разрушения первого образца от 83 до 1200 ч в различных парах, а время доламывания — около 10 ч.

Стабильное значение отношения т„/т„;

0,24 — 0,29.. Прогнозируемое значение длительной прочности при 10 ч равно 110 МПа, что уточняет значение предела длительной прочности. Длительность испытаний при прогнозировании — около 12 тыс. ч.

Способ прогнозирования времени длительной прочности материалов, по которому испытывают на длительную прочность две группы образцов, в первой группе испытывают образцы без надреза при напряжениях, превышающих эксплуатационные, устанавливают зависимость напряжение — время до разрушения и по ней экстраполяцией определяют значение предела длительной прочности о... образцы второй группы испытывают при кратковременном нагружении, определяют параметры разрушения и с их учетом прогнозируют время длительной прочности образца материала при эксплуатационных напряжениях, отличаюи(ийся тем, что, с целью сокращения трудозатрат и повышения точности определения длительной прочности структурно неоднородных соединений, в образцах второй группы выполняют трещиноподобные надрезы до относительной сплошности р, сечения от 0,35 до 0,70, нагружают образцы второй группы попарно сначала одинаковыми напряжениями 0; от 0,8 а и до 1,2 о.. для образцов каждой -й пары с одинаковыми сплошностями гр„, после разрушения первого образца испытуемой пары увеличивают напряжение и доламывают второй образец, регистрируют для первого образца каждой пары время ти; до разрушения и сплошность гр„сечения на изломе, для второго образца — время т„ доламывания, а прогнозируемое время т„ длительной прочности образца материала без надреза при эксплуатационном напряжении о; рассчитывают по формуле

lgTc;=(IgTg; Ig(pci loci Igcpoi ) / (Ig(pci— — /д о ) °