Стартовая >> Архив >> Генерация >> Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок

Связь ударной вязкости с характеристиками испытаний на растяжение - Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок

Оглавление
Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок
Изменения структуры и свойств металла паропроводов
Ползучесть металлов
Дислокационная модель процесса ползучести
Механизм разрушения при ползучести
Методы определения остаточной деформации труб паропроводов и коллекторов
Методы определения остаточной деформации труб паропроводов в рабочем состоянии
Ультразвуковой метод определения остаточной деформации
Методы измерения твердости котельных сталей
Сопоставление различных методов определения характеристик прочности сталей перлитного класса
Уточнение зависимостей для безобразцового определения характеристик прочности металла
Определение характеристик прочности сталей 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ и сварных соединений
Влияние химического состава и других факторов на структуру сталей
Исследование основных параметров ударной вязкости сталей
Связь ударной вязкости с характеристиками испытаний на растяжение
Ускоренные методы определения предела длительной прочности
О взаимосвязи длительной прочности и кратковременных механических свойств
О взаимосвязи предела длительной прочности с содержанием легирующих элементов в твердом растворе
Определение структурных составляющих стали
Оптимальная глубина зачистки труб, проведение карбидного анализа и измерений твердости

Работа динамического разрушения, определяемая ударными испытаниями, является характеристикой, значение которой зависит как от прочности, так и от пластичности стали.
Авторами изучено влияние .различных параметров прочности и пластичности теплоустойчивых перлитных сталей на величину ударной вязкости. Были исследованы образцы с различными значениями ударной вязкости и с большим диапазоном показателей прочности и пластичности.
Механические характеристики стали чувствительны к изменению структуры. Поэтому рост зерен феррита или блоков при термической обработке и в процессе длительной эксплуатации при высоких температурах существенно отражается на механических свойствах стали.
Прочность изучаемых сталей определяется в основном дисперсностью карбидной фазы и ее составом, а также степенью упрочнения феррита.
Из характеристик пластичности металла наиболее достоверна в определении величина относительного сужения площади поперечного сечения образцов ψ. Относительное сужение мало зависит от размеров испытываемых образцов.

Относительное сужение, как и ударная вязкость, сильно реагирует на изменение размеров зерна — увеличение размеров зерен увеличивает вероятность появления более опасных дефектов при пластической деформации и тем самым приводит к уменьшению сосредоточенной деформации. Кроме того, ψк и ак реагируют на состояние карбидной фазы (число, размеры и распределение частиц). Относительное сужение, так же как и ударная вязкость, характеризует чувствительность металла к надрезу при статических и циклических (усталостных) испытаниях.
Исследованиями авторов было установлено отсутствие корреляции у хрупких материалов. С учетом того, что металл труб паропроводов достаточно пластичен, широко изучена зависимость ак=f(ψк). При этом изменение ψк тесно связано с изменением ак.
На основе экспериментальных данных авторами установлена зависимость между ударной вязкостью и относительным сужением трубных сталей 16М, 12МХ и 12Х1МФ, прошедших стандартную заводскую термическую обработку. Эта зависимость выражается формулой
(4-12)

где Р— коэффициент, зависящий от марки стали, значения ψк и состояния стали—исходное или после эксплуатации.
Значения коэффициента Р приведены в табл. 4-1.
Таблица 4-1


Сталь

Состояние стали

Относительное сужение, %

Коэффициент Р

12Х1МФ

Исходное

58-75

28

После эксплуатации

 

30

Исходное

>75

25

16М, 12МХ, 15ХМ

После эксплуатации

24

После эксплуатации

58-75

28

>7Б

32

Точность определения ударной вязкости по этой формуле при испытании стали в исходном состоянии выше, чем после эксплуатации, где максимальная ошибка ее определения равна ±20%.

Оценить жаропрочность стали количественно можно, приняв допущение о возможности экстраполяции кривой Нг.т до τ=109 с. Экстраполяция эта может быть принята лишь условно, так как с увеличением времени выдержки снижение твердости затухает и кривая горячей длительной твердости приближается асимптотически к параллельной оси lg τ. Сравнив значения Нг.т за 105с при различных температурах со значениями предела длительной прочности при этих температурах, можно найти зависимость (5-1). Коэффициент перехода К от горячей твердости к пределу длительной прочности для стали 12Х1МФ колеблется в пределах от 0,125 до 0,192.
Таким образом, по значениям горячей длительной твердости с достаточным приближением может быть определена абсолютная величина предела длительной прочности. На рис. 5-2 показано изменение коэффициента перехода К от горячей твердости к пределу длительной прочности в зависимости от температуры испытания.
В [21] для количественной оценки длительной прочности жаропрочных сплавов по результатам испытаний на длительную твердость был применен параметрический метод Ларсона — Миллера. Достоинство этого метода заключается в возможности использования повышенных температур для сокращения длительности испытаний. В указанной работе на основании исследования большого числа сталей показано, что пределы длительной прочности и длительной твердости по Бриннелю связаны линейной зависимостью

где коэффициент К для некоторых сталей перлитного класса оказался равным 0,200—0,265, а для сталей аустенитного класса 0,160.
Крутасова и Талова [17] установили взаимосвязь между длительной прочностью и горячей твердостью сталей 12МХ и 15ХМ и рекомендуют для оценки жаропрочности металла соответствующую номограмму.
Применение метода длительной твердости в производственных условиях позволяет рекомендовать его для приближенного контроля жаропрочности сталей в процессе эксплуатации.
В [18] показано, что для сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф время выдержки образцов под нагрузкой должно составлять не менее 240 мин.
Препятствием к внедрению метода длительной твердости для контроля труб паропроводов без вырезки из них образцов является отсутствие компактной переносной установки для испытания на длительную твердость.



 
« Непрерывное измерение горючих в уносе при сжигании АШ в котле ТПП-210А   Новая система автоматического регулирования и оптимизации загрузки шаровых барабанных мельниц »
электрические сети