Длительной прочности

На 1.4 представлены кривые зависимости длительной пластичности образцов из стали 12Х1МФ от параметра Ларсона—

Мюллера Р=Т (С +lgr), испытанных при разных температурах. На полученные прямые при каждой температуре была нанесена точка, соответствующая времени до разрушения 104 ч. Проведенная по этим точкам кривая длительной пластичности при равном времени до разрушения имеет С-образный характер с минимальными значениями в области 600 °С. При несколько более низких и более высоких температурах пластичность стали существенно возрастает.

1.4. Температурная зависимость длительной пластичности. Сталь 12Х1МФ. Температура испытаний

Повышение длительной пластичности при температуре 640 °С и выше не связано со сменой типа разрушения. В этом случае температурно-силовые условия

Помимо влияния на свойства жаропрочности холодная пластическая деформация оказывает заметное влияние на длительную пластичность сталей в 18. В результате длительных испытаний при 540 °С образцов из стали 12Х1МФ в наклепанном состоянии выявлено, что под действием наклепа происходит существенное снижение длительной пластичности до 1—7% для наклепанного металла против 8—15% для исходного металла.

При испытаниях на длительную прочность в предварительно деформированном металле поврежденность по длине образца распределена более равномерно, степень локализации поврежденного материала при ползучести в деформированном металле меньше, что оказывает влияние на снижение длительной пластичности стали. На третьей стадии ползучести в деформированном металле скорость накопления повреждений в 2—4 раза больше, чем в недеформированном.

Дальнейшее выделение карбидов в процессе ползучести в условиях эксплуатации по-прежнему идет неравномерно. В областях с повышенной плотностью карбидов в силу их тормозящего действия наблюдается повышенная плотность дислокаций, что в свою очередь способствует более интенсивному выделению карбидов. В результате указанная неравномерность в плотности распределения карбидных частиц сохраняется. Это оказывает свое влияние на различную травимость ферритных зерен. От соотношения двух типов феррита в структуре зависят свойства жаропрочности и особенно длительной пластичности стали.

На 1.17 представлены кривые длительной прочности и пластичности стали 15Х1М1ФЛ с ферритной структурой для двух состояний с различным соотношением равновесного и пересыщенного феррита и с различным содержанием углерода. Снижение длительной пластичности стали с увеличением продолжительности испытаний вызвано укрупнением карбидов по границам зерен.

В процессе эксплуатации в структуре отливок происходят существенные изменения, которые приводят к изменениям длительной прочности и длительной пластичности стали, что повышает склонность отливок к короблению и трещинообразова-нию.

снижению длительной пластичности стали. С другой стороны, уменьшение протяженности субграниц и преобразование фраг-ментированного сорбита отпуска в бесструктурную феррито-кар-бидную смесь повышает длительную пластичность стали.

Длительная прочность крепежных сталей при обоих видах применяемой термической обработки примерно одинакова, однако после закалки отмечаются более высокие и более стабильные значения длительной пластичности и как следствие — более высокая трещиностойкость.

В отличие от внешней изоляции, для которой разрядные напряжения можно определить без повреждения испытуемого объекта, значение кратковременной или длительной прочности внутренней изоляции, как правило, может быть установлено только ценой полного и необратимого повреждения изоляционной конструкции. Поэтому фактическое значение электрической прочности внутренней изоляции конкретного экземпляра электрической машины или аппарата неизвестно. Ее нельзя или очень трудно определить и по

в котором обе функции распределения отличны от нуля и единицы. Практически это означает, что у некоторых дефектных изоляционных конструкций пробивные напряжения могут быть даже выше, чем у отдельных конструкций с нормальной изоляцией. Объясняется это тем, что к дефектной следует относить изоляцию не только с низкой кратковременной, но и с малой длительной электрической прочностью, а неудовлетворительная длительная прочность изоляции вполне может сочетаться с высокой прочностью кратковременной. Например, появление газовых включений относительно слабо влияет на импульсную прочность изоляции, но резко снижает срок службы и длительную прочность. Другими словами, для случая, показанного на 10-2, дефектные изоляционные конструкции, у которых {/пр меньше уровня перенапряжений ?/пер, должны быть отбракованы из-за малой кратковременной прочности (их доля из общего числа равна р2), а те, у которых ?/пр > ?/пер, из-за низкой длительной прочности (доля последних равна 1 — рг).

Повышение начальной температуры пара всегда приводит к росту КПД и тепловой экономичности установок. Однако при этом возрастают капитальные затраты и снижается надежность работы энергоблоков, что приводит к наличию ее экономического оптимума. В связи с этим расчетный уровень температуры перегрева пара определяется главным образом свойствами жаропрочных металлов котлов, паропроводов, турбин, их стоимостью, затратами на ремонтное обслуживание и условиями длительной прочности в период эксплуатации. При освоении новых, более дешевых и стойких типов жаропрочных сталей изменяется характер зависимости капиталовложений и повышается оптимальный уровень температуры ti опт в цикле. Кроме того, увеличение единичной мощности энергоблока и числа часов его использования приводит к целесообразности перехода на более жаропрочные, и более дорогие стали. Такой переход всегда сопровождается скачкообразным увеличением капиталовложений, что приводит к наличию разрывов в оптимальных значениях начальной температуры.

Развитие турбореактивных двигателей потребовало разработки специальных охлаждающих устройств и применения новых жаропрочных сплавов для турбинных лопаток, сопловых аппаратов, дисков турбин, камер сгорания и т.п. В связи с этим в ЦИАМ были детально изучены тепловые потоки в камерах сгорания этих двигателей и спроектированы экономичные системы их воздушного охлаждения. С середины 40-х годов металлургические заводы приступили к изготовлению специальных жаропрочных сплавов на никелевой основе и первой отечественной марки жаропрочной стали ЭИ-383, по показателю длительной прочности (7—12 кг/мм? при температуре около -4-800° С) не уступавшей тогда лучшим зарубежным маркам.

Пароперегреватели котлов Прямые трубы и гибы Продольные трещины Хрупкий Потеря длительной прочности По критерию длительной прочности

Перепускные трубы, паропроводы Гибы Продольные трещины Хрупкий При Тжсп > 450 "С потеря длительной прочности По критерию длительной прочности

Корпусные детали турбин Клапан, корпус ЦВД Трещины в радиусных переходах Хрупкий Потеря длительной прочности и малоцикловая усталость По критериям трещи-НОСТОЙКОСТИ

1.1. ПОВРЕЖДЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИСЧЕРПАНИЯ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ

Таким образом, разрушение при ползучести является структурно-чувствительным процессом. Формирование в стали оптимальных структур должно основываться на двух принципах — обеспечении максимальной длительной прочности и обеспечении высокой эксплуатационной надежности. Максимальная длительная прочность стали 12Х1МФ достигается при формировании структуры сорбита отпуска, полученном при высоком отпуске бейнита [12].

Структурное состояние стали определяет жаропрочные свойства как прямых труб, так и гибов. Так, в [17] изучены жаропрочные свойства большого числа труб и гибов паропроводов, изготовленных из стали 12Х1МФ, и установлено, что основное влияние на разброс значений длительной прочности оказывает структурное состояние стали. Холодная пластическая деформация гибки не изменяет существенно этого разброса и несколько повышает жаропрочные свойства стали. Упрочняющее влияние деформации проявляется тем заметней, чем стабильней исходная структура. Так, при исходной феррито-карбидной структуре упрочняющее влияние гибки отчетливо проявляется и сохраняется длительное время, например при 540 °С — до нескольких десятков тысяч часов. В стали со структурой фрагментирован-

ного сорбита отпуска влияние гибки на длительную прочность минимально. Значения длительной прочности растянутых зон гибов находятся в пределах полосы разброса свойств для недеформированных прямых труб.