Способ определения ресурса образцов жаропрочных материалов на длительную прочность

Способ определения ресурса образцов жаропрочных материалов на длительную прочность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - сокращение времени испытаний. Партию образцов нагревают до температуры, равной нижней границе температуры термообработки. Устанавливают границу раздела между областями вязкого и хрупкого состояний, а часть графика длительной прочности в области хрупкого состояния устанавливают с учетом соотношения: K<SB POS="POST">Р</SB> = K<SB POS="POST">Б</SB>(T<SB POS="POST">Б</SB>/T<SB POS="POST">Р</SB>)<SP POS="POST">M</SP>, где K<SB POS="POST">р</SB> и K<SB POS="POST">б</SB> - показатели степени наклона графика зависимости σΘ в области хрупкого состояния при рабочей температуре и температуре испытаний

T<SB POS="POST">Б</SB>, T<SB POS="POST">Р</SB> - температуры испытаний при испытательной и рабочей температурах, K

M = 1 для ΔТ = (T<SB POS="POST">Б</SB> - T<SB POS="POST">Р</SB>) ≤ 100К и M = (T<SB POS="POST">Б</SB>/T<SB POS="POST">Р</SB>)(ΔТ/100) для 100К *98 ΔТ*98 200К. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4376102/28 (22) 10.02.88 (46) 07.08,91. Бюл. М 29 (71) Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энерге-. тического оборудования им, И,И,Ползуновэ (72) Ч.Г.Мустафин (53) 620. 178(088.8) (56) Ковпак В,И, Прогнозирование жаропрочности металлических материалов. — Киев: Наукова думкэ, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА

ОБРАЗЦОВ ЖАРОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытэниям на прочность. Цель изобретения — сокращение

Изобретение относится к испытательной технике. в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения — сокращение времени испытаний.

Нэ чертеже представлены кривые длительной прочности для стали при разных температурах, Способ реализуют следующим образом.

Партию образцов нагревают до температуры испытаний. равной нижней границе тем перэтуры термообработки. Максимальное увеличение температуры испытаний приводит к сокращению времени до разрушения образцов. Для материэлов с .большим ресурсом (200 и более тыс, ч. ) сокращение времени до разрушения позволяет определить ресурс материала а реэльно обозримые сроки.

„„5U „„1668906 А1 времени испытаний. Партию образцов нагревают до температуры, равной нижней границе температуры термообработки, Устанавливают границу раздела между областями вязкого и хрупкого состояний, а часть графика длительной прочности в области хрупкого, состояния устанавливают с учетом соотношения Kp Ke(Te/Tp) где Кр и КБ— покээатели степени наклона графика зависимости а(О) s области хрупкого состояния при рабочей температуре и температуре испытаний; ТБ, Тр -темперэтуры испытаний при испытательной и рабочей температурах, К; m =. 1 для ЛТ

= (ГБ Тр) 100 К и m = =(ТБ/Тр) (ЛТ/100) для.t00 K

На кривой длительной прочности при д данной температуре испытаний определя- g ют точку перехода из вязкого состояния в хрупкое. Экспериментально доказано, что зтэ точка лежит на прямой М вЂ” М, являющейся границей раздела вязкого и хрупкого со- 0 стояний нэ кривых длительной прочности C) для данного материала для множества тем- О ператур в интервале рабочая температура — нижняя граница температуры термообрэботки.

° аей

Строя кривую длительной прочно-сти при рабочей температуре, ее аппроксимируют до прямой М вЂ” M, а ветвь кривой длительной прочности в области хрупкого состояния строят с учетом соотношения

Кр =K6 где Кр и КБ — показатели степени наклоня

1668906 графика зависимости o(0) в области хрупкого состояния при рабочей температуре и температуре испытаний;

ТБОК, Tp K — температуры испытаний в, градусах Кельвина при испытательной и рабочей температурах

m -=- 1 я AT - (ТБ - T ) 100 К и

ТБ AT

m = — для 100 К < AT 200К, Тр Ки

Зная угол наклона графика, есть возможность определить ресурс материала, не производя дополнительных испытаний образцов, что также приводит к сокращению времени испытаний.

Пример.Способ реализован при испытании на длительную прочность по определению остаточного ресурса моделей двухопорного грибовидного обода диска высокотемпературной ступени ротора из стали 20ХЗВМФА паровой турбины, отработавшей 137 тыс.ч (11). Испытания проводят при температуре испытании TE; =- 823 К (550 С), при этом получают точку перелома кривой длительной прочности, через нее проведена по зависимости о =- АО" прямая М-M. Пересчет результатов испытаний !, осуществляется на рабочие температуры . .Tp = 778K(505 С) и Тр = 773К(500 С).

Использование способа эффективно для определения предела длительной прочности на 200 и более тыс.ч. Испытание при базовой температуре ТБ = 823K(550 C) про водитсясполностью (примерная продол5кительность испытаний всех 6 образцов составляет около 11,7 тыс.ч, в том числе наибольшего около 7,7 тыс.ч). Для температуры Тр = 773K(500 С) и Тр = 723К(450О С) достаточно испытать по 3 образца суммарной продолжительностью соответственно около 950 и 2800 ч вместо 138 тыс.ч (наибольшая база 64 тыс,ч) и 236 тыс,ч (наибольшая база 85 тыс.ч, т.е. около 10 лет непрерывных испытаний).

Таким образом, предлагаемый способ значительно сокращает время (до 10 и более раз) и объем испытаний образцов материала и моделей конструктивного элемента, т.е. приводит к ощутимому экономическому выигрышу.

5 Формула изобретения

Способ определения ресурса образцов жаропрочных материалов на длительную прочность, заключающийся в том, что проводят испытания на длительную прочность

10 партии образцов при температуре испытаний ТБ, устанавливают зависимость напряжения от времени о (0) в области вязкого состояния при этой температуре, определяют напряжение и время перехода из вязкого

15 состояния в хрупкое, определяют на этой зависимости точку перехода из вязкого состояния в хрупкое, устанавливают зависимость ст(О) в области хрупкого состояния, проводят аналогичные испытания при ра20 бочей температуре, устанавливают границу перехода из вязкого состояния в хрупкое и определяют ресурс материала при рабочей температуре с учетом зависимости о (0) в области хрупкого состоя25 ния, отличающийся тем. что, с целью сокращения времени испытаний, температуру испытаний выбирают равной нижней границе температуры термообработки, а зависимость сг(О) в области хрупкого со-N стояния определяют с учетом соотношенияКр = КБ где Кр, КБ — показатели степени наклона

35 графика зависимости в области хрупкого состояния при . рабочей температуре и температуре испытаний;

ТБ, Tp — температуры испытаний при

40 испытательной и рабочей температурах соответственно, К;

m = 1 для AT = (Tp - Тр) 100 К и (тБ) лт

45 для 100 К < ЛТ 200 К.

1668906

10 Яг

Редактор О.Головач

Заказ 2651 Тираж 37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

8,ю8 /

В б

10

Составитель В.Лазарева

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король