3-3. УТОЧНЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ДЛЯ БЕЗОБРАЗЦОВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛА ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ
Как было показано ранее (см. метод Марковца), предел текучести можно определять по числу твердости Н0,2, где 0,2 — средняя деформация в невосстановленной лунке. Расчетный предел текучести определяется по твердости при вдавливании в металл шарика диаметров 10 мм и получении отпечатка диаметром 0,9 мм. В этом случае считается, что напряжения в лунке, возникающие при нагрузке Н 0,2, соответствуют остаточной деформации поверхностных слоев лунки, равной 0,2%.
Однако исследования показали, что это положение справедливо только для очень пластичного материала и что оно не учитывает упругого восстановления отпечатка после удаления нагрузки, т. е. при диаметре отпечатка 0,9 мм остаточная деформация лунки будет меньше 0,2%. Неточности в определении остаточной деформации в лунке необходимо учитывать соответствующими коэффициентами. Установлено, что чем выше σ, тем больше упругое восстановление и, следовательно, тем в большей степени восстановленный отпечаток отличается от невосстановленного.
Другой причиной несоответствия значения экспериментального отношения σ/Н теоретическому является неоднородный характер деформации в зоне вдавливания. Таким образом, чем выше уровень прочности испытываемого материала, тем больше восстановление лунки, и эту величину необходимо учитывать при выборе диаметра отпечатка.
Предел текучести паропроводных сталей 12МХ. 12Х1М.Ф в 15Х1М.1Ф, а также крепежных сталей 20ХМФБР (ЭШ4), 20Х1М1Ф1ТР (ЭП182) и 25Х2М1Ф (ЭИ723) определяется по твердости на пределе текучести, который следует определять путем вдавливания шарика диаметром 10 мм до получения остаточного (восстановленного) отпечатка диаметром 1,1 мм.
Для указанных сталей условный предел текучести определяется по формуле
(3-31)
Сравнение результатов определения предела текучести, полученного расчетным путем и на образцах, приведено в табл. 3-10.
Метод Марковца позволяет достаточно точно определить характеристики прочности металла паропроводных труб. Однако ограниченное количество твердомеров типа МЭИ-Т не позволяет использовать этот метод в полной мере. Поэтому для определения условного предела текучести можно использовать следующую зависимость, предложенную авторами, кгс/мм2:
(3-32)
Справедливость этой зависимости подтверждена исследованием большого числа вырезок из паропроводных труб.
Результаты сравнения значений условного предела текучести металла паропроводов высокого давления, полученные испытанием образцов на разрывной машине и рассчитанные по приведенной выше формуле, представлены в табл. 3-11.
Условный предел текучести крепежных сталей 20ХМФБР, 20Х1М1Ф1ТР и 25Х2М1Ф можно определить по следующей зависимости:
(3-33)
На основании испытаний более 200 плавок низколегированной стали 16ГНМ. установлена следующая взаимосвязь характеристик прочности стали и твердости по Бринеллю:
Металл паропроводов и коллекторов в исходном состоянии и после небольшого срока эксплуатации характеризуется следующей взаимосвязью предела прочности и твердости по Бринеллю: при НВ=100-:-175
(3-36)
при НВ≥175
(3-37)
На основании многочисленных испытаний образцов из вырезок паропроводов сталей 12МХ и 15ХМ, отработавших более 100 тыс. ч, установлена следующая зависимость между коэффициентом пропорциональности С и твердостью по Вринеллю:
С—0,602—0,00188 НВ. (3-38)
