Длительных циклических

б) длительные статические испытания с получением кривых ползучести и длительной прочности и пластичности;

Длительные статические испытания с получением кривых ползучести, длительной прочности и пластичности проводятся на специально модернизированных установках рычажного типа с максимальным усилием 5 тс. Используются образцы, принятые к испытаниям на растяжение — сжатие. Так же как и при длительных циклических испытаниях, применяется нагрев пропусканием тока. Деформации измеряются поперечным деформометром с записью на однокоординатном самописце. Введенная система автоматической регистрации позволяет достоверно оценить накопление деформаций ползучести также и в условиях кратковременных опытов (порядка часа и менее).

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружении. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения •— накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально ис-'Следовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины.

Различный характер разрушения при термоциклическом на-гружении циклами различной длительности является следствием равных процессов повреждаемости, которые одновременно развиваются при сложном нагружении материала циклическими и статическими нагрузками. В циклах с длительными выдержками основное значение имеют длительные статические свойства; при испытаниях по пилообразному циклу прочность материала определяется его сопротивлением малоцикловому разрушению. В промежуточной области нагружения необходимо учитывать взаимное влияние статического и циклического повреждений и определять свойства материала при их различном соотношении.

Исследования механического поведения материалов должны быть направлены на накопление систематической (в том числе статистической) информации о характеристиках прочности и пластичности, устанавливаемых при испытаниях по стандартизованным методам (кратковременные статические, длительные статические и циклические испытания), а также на разработку новых методов и средств оценки сопротивления деформациям и разрушению при сложных режимах и программах нагружения. При этом существенное значение приобретает анализ процессов протекания неупругих деформаций (пластических и временных) для указанных выше стадий разрушения.

1.4. Максимальные температуры цикла, для которых проводится указанная ниже оценка несущей способности, ограничиваются температурами до 450° С для деталей из аустенитных хромоникеле-вых сталей и температурами до 350° С для деталей из углеродистых и низколегированных сталей. При этих температурах деформации ползучести и длительные статические повреждения не учитываются. Настоящая методика по оценке несущей способности при циклическом нагружении не распространяется на те случаи работы конструкций и машин, когда возникают деформации ползучести.

Длительные статические испытания

Область предельных состояний, ограниченная кривыми, соответствующими частотам 1,6-10~2 и 3,3-10~4 Гц, разбивается на две зоны: в левой преобладают длительные статические повреждения, а в правой — эти повреждения соизмеримы с усталостными. С повышением уровня напряжений граница раздела между зонами смещается в область меньших температур и долговечно-стей.

При 150° С и v = 1,7"10~2 Гц интенсивности накопления усталостных и длительных статических повреждений сопоставимы, а при 190° С и v = 1,5-10~3 Гц циклические повреждения малы и длительные статические повреждения определяют предельное состояние по условию квазистатического разрушения. В обоих режимах сплав разупрочняется.

длительные статические испытания сосудрв.

и также длительные статические испытания и испытания на усталость с целью оп-

Отмеченное обстоятельство говорит о необходимости определения для каждой рассматриваемой стали или сплава при изучении закономерностей накопления длительных циклических повреждений эффектов знака напряжений при выдержке в исследуемом интервале температур. Такие данные могут быть получены в режимах испытаний типа базовых режимов, показанных на рис. 1.2.1, в—е. При этом оценка повреждений для материалов и режимов нагружении с большим повреждающим эффектом выдержки того или иного знака должна производиться с использованием соответствующей базовой кривой усталости (режим — рис. 1.2.1, в, д), отражающей снижение долговечности при наличии односторонней выдержки. Неучет названных обстоятельств может привести к ошибке порядка до двух и более раз в оценке накопленного усталостного повреждения.

При длительных циклических испытаниях существенно воспроизведение при испытаниях сочетания различных условий циклического и длительного деформирования и повреждения, обеспечивающее проявление тех или иных особенностей поведения при повышенных температурах. Эксперимент должен быть поставлен таким образом, чтобы по возможности дозировать (в том числе выделить или сделать преобладающими) основные факторы, влияющие на сопротивление длительному малоцикловому деформированию и разрушению. При этом диапазон температур испытаний должен быть достаточно большим, чтобы охватить область срав-

Длительные статические испытания с получением кривых ползучести, длительной прочности и пластичности проводятся на специально модернизированных установках рычажного типа с максимальным усилием 5 тс. Используются образцы, принятые к испытаниям на растяжение — сжатие. Так же как и при длительных циклических испытаниях, применяется нагрев пропусканием тока. Деформации измеряются поперечным деформометром с записью на однокоординатном самописце. Введенная система автоматической регистрации позволяет достоверно оценить накопление деформаций ползучести также и в условиях кратковременных опытов (порядка часа и менее).

23. Варгялис А. С., Медекшас Г. Г. Суммирование длительных циклических повреждений для сталей Х18Н9Т и15Х1М1Ф при высоких температурах. Челябинск: ЧПИ, 1974, вып. 2.

3. Баргялис А. С., Медекша Г. Г. Суммирование длительных циклических повреждений для сталей 12Х18Н9Т и 15Х1М1Ф при высоких температурах.— В кн.: Материалы Всесоюзного симпозиума по малоцикловой усталости при повышенных температурах. Челябинск: ЧПИ, 1974, вып. 2, с. 3—16.

14. А. С. Баргялис, Г. Г. Медекша. Суммирование длительных циклических повреждений для сталей Х18Н9Т и 15Х1М1Ф при высоких температурах.— Материалы Всес. симп. по малоцикловой усталости при повышенных температурах, вып. 2. Челябинск, ЧПИ, 1974.

Зависимость ес от характеристик механических свойств определяется по данным кратковременных или длительных статических испытаний гладких лабораторных образцов. Влияние величин t9, т3, TV3 и гэ на предельную деформацию устанавливается (рис. 1.5, а) из длительных циклических испытаний с учетом упомянутых выше методических трудностей. При увеличении температуры эксплуатации t3, времени нагружения тэ и коэффициента асимметрии цикла ге разрушающие деформации падают (кривая малоциклового разрушения смещается вниз и влево). Для макси-

Применяемые методы и средства малоцикловых и длительных циклических испытаний дают возможность определить основные параметры"1 обобщенных диаграмм циклического упругопласти-ческого деформирования ?•?', А, В, С, х, a, a,G(k), m (k) (см. главы 2—5) преимущественно для изотермического нагружения; определить параметры уравнений состояния Ср (кр, Т), g?» Сп (кп, Т), Кп (Т, г)) в теории термовязкопластичности с комбинированным упрочнением преимущественно для неизотермического нагружения (см. гл. 6); определить коэффициенты подобия z и параметры функций р (z), гв (Т), Е (Т), f (z), Ф (г, Т) в структурной модели среды преимущественно для циклического непропорционального нагружения с учетом неизотермичности (см. гл. 7). Для каждого из перечисленных выше подходов к получению уравнений состояния базовыми по мере усложнения условий нагружения оказываются эксперименты при однократном растяжении с варьируемыми скоростями деформирования и изотермические циклические испытания с заданными скоростями деформп-

При сопоставлении критериев оценки долговечности при длительной термической и высокотемпературной изотермической малоцикловой . усталости в жестком режиме нагружения можно выявить определенную общность основных закономерностей сопротивления материалов разрушению в условиях действия длительных циклических нагрузок при высоких температурах. Характерно при этом, что почти все имеющиеся предложения по оценке долговечности основаны на деформационных и частотно-временных предпосылках.

Различают также малоцикловую коррозионную усталость — разрушение при одновременном воздействии коррозионной среды и длительных циклических напряжений, близких к пределу текучести или превышающих их.

При оценке повреждений при длительном малоцикловом нагружении в ряде случаев наблюдается большее повреждающее действие выдержек при растяжении, чем при растяжении-сжатии или только сжатии. 13 таких случаях для каждой рассматриваемой стали или сплава при изучении закономерностей накопления длительных циклических повреждений необходимо определить влияние знака напряжений при выдержке в исследуемом интервале температур. Оценка повреждений для материалов и режимов нагружении с большим повреждающим эффектом выдержки того или иного знака должна производиться с использованием соответствующей базовой кривой усталости, отражающей снижение долговечности при наличии односторонней выдержки. Иначе возможна ошибка (расхождение в 5 раз и более) при оценке накопленного усталостного повреждения.