SU127465A1 - Способ определени чувствительности материалов к трещинообразованию - Google Patents

Description

Предметом изобретени   вл етс  образец дл  определен)1  чузегвителы-гасти материалов к трещннообразоваццю, определ емой путе испытани  нх на длительную прочность прИ высоких температур;;х.

Отличительна  особенность образца заключаетс  в том, что он выполнен в виде плоского стержн  с острыми продольными кромками, имитирующего, например, форму лопатки газовой турбины. Эта особенность образца обеспечивает повышение его чувствительности к трешн гообразованию .

На чертеже схематическн изображен описываемый образец.

Жаропрочные сплавы, примен емые, например, дл  деталей авиадвигателей , работают при высоких температурах в услови х сложного нагружени . Они разрушаютс  но границам зереп вследствие длительного накоплени  и развити  микро- и макротрещин на поверхности деталей . Деформированные и литые жаропрочные сплавы обладают различной чувствительностью к трещинооб15азовапию п их распространению (то есть к повреждаемости). Эта характерпстика дл  жаропрочных сплавов особенно существенна, но методы ее определени  недостаточно разработаны. Врем  по влени  трещип при длительных испытани- х устанавливают путем осмотра круглых образцов, сн тых с машины, например, через 20, 30 и более часов испытани , затем снова став т образец на машину и испытывают до его разрушени . В этих услови х весьма трудно вы вить трещину, так как образец нокрыт окалиной- Но ocHOBHoii недостаток заключаетс  в том, что круглые образцы не отражают действительной работы деталей-, имеющих различные концентраторы напр жений (острые надрезы, отверсти , резкие переходы сечений и др.), снижающие длительную прочность. Степень этого снижени  св зана с напр жени ми и особенно с чувствительностью сплавов к трещинообразованию, которую па круглых образцах определить невозЛ ь 127465

можно. Плоский образец толщиной 3 мм имеет острые кромки (радиус закруглени  равен 0,1 мм) на отрезке, длиной 25 мм. Образцы такой формы как бы имитируют форму лонатки газовой турбины. Более жесткие услови  работы материала будут -на острой кромке, создающей неравномерное распределение напр жений (и деформаций). Поэтому здесь трещины возникают раньще, чем в каком-либо другом месте образца . Постепенный рост трещин увеличивает повреждаемость материала и п эизодит -его к преждевременному разрущению, снижа  врем  до разрущени  или предел нрочностИ при длительных испытани х (у ост;зой кромки кра  излома всегда окислены).

Снижение длительной прочности на образцах с острыми кромками по сравнению -с круглыми образцами составл ет: дл  сплава ЭИ-826 при температуре 700°- 13%, дл  сплава ЭИ-867 при температуре 800°- 7,2% и дл  литого сплава ЖС-6К при температуре 900° 25% и т. д.

Однако при более высоких температурах (900° и выще) некоторые деформированные жаропрочные сплавы, облада  высокой пластичностью , станов тс  малочувствительпыми к распространению трещин, поэтому они не чувствительны к остроте кромки. Длительна  прочность круглых образцов и образцов с острой кромкой при 900° практически одинакова. Исследовани  показали, что в этих услови х остра  кромка и острый кольцевой надрез почти не оказывают отрицательного вли ни  на длительную жаропрочность.

Одновременно было проверено вли ние острой кромки, создающей температурный градиент, при циклических испытани х нагрев и быстрое охлаждение воздухом (900 - 200°) при напр жении, равном пределу длительной прочности. Установлено, что длительность жизни образцов с острыми кромками сииж етс  примерпо в два раза по сравнению с длительностью жизни пр-и стапионарной температ ре.

Предмет изобретени 

Образец дл  определени  чувствительности материалов к трещинообразоБанию путем испытани  их на длительную прочность при высоких температурах, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его чувствительности, образец выполнен в в-иде плоского стержн  с острыми продольными кромками, имитирующего, например, форму лопатки газовой турбины.