SU1733957A1 - Способ испытани на ползучесть образцов материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к механическим испытани м материалов. Цель изобретени  - уменьшение трудоемкости за счет установлени  зависимости между характеристи- ками ползучести и склерономными свойствами материала. Испытывают два гладких образца материала, один из которых подвергают нагружению посто нной во времени нагрузкой при посто нной температуре , а другой - мгновенному раст жению при той же температуре. В процессе испытаний измер ют деформации ползучести и величины мгновенных деформаций, соответствующих пределу текучести, а также нескольким уровн м напр жений в упругой и пластической област х и на этой основе определ ют модуль упругости при ползучести и параметры мгновенного упрочнени . Устанавливают соотношение между значени ми напр жений при мгновенном деформировании и соответствующими значени ми деформации при ползучести, по которому суд т о ползучести. 3 ил.к V 9

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к способам испытаний образцов материалов на ползучесть и может быть использовано в исследовательской практике, а также в энергомашиностроении при определении характеристик ползучести материалов и перемещений элементов конструкций вследствие ползучести. Известен способ испытани  образцов на ползучесть, заключающийс  в том, что три образца нагревают до заданной температуры , нагружают с посто нной, но разной дл  каждого образца скоростью, измер ют величину деформации, определ ют зависимость от напр жени  и суд т по ней о характеристиках ползучести материала (1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ определени  характеристик ползучести , заключающийс  в том, что партию

образцов нагружают поочередно измен ющимис  от образца к образцу, но посто нными во времени и при посто нной температуре нагрузками, измер ют на каждом образце дл  нескольких фиксированных моментов времени значени  деформаций и по соотношению между на-- пр жени ми и деформаци ми суд т о характеристиках ползучести материала 2.

Недостатком способа  вл етс  его больша  трудоемкость, св занна  с необхо- димост ью проведени  длительных (до дес тков тыс ч часов) испытаний 10-15 образцов с непрерывной регистрацией на каждом образце деформаций ползучести в процессе испытаний всей партии образцов.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение трудоемкости испытани  за счет установлени  зависимости между характеристиками ползучести материала и

ч ы

СА О

сл

XI

склерономными свойствами материала. Положительный эффект от использовани  изобретени  достигаетс  в результате сокращени  объема испытаний и экономии материала.

Сущность изобретени  заключаетс  в установлении зависимости между характеристиками ползучести материала и характеристиками мгновенного деформировани . Предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что вместо испытани  на ползучесть партии образцов испытывают один образец на ползучесть, а один образец подвергают мгновенному раст жению. Замер ют деформацию, соответствующую пределу текучести, замер ют упругие и пластические деформации дл  нескольких уравнений напр жений, определ ют модуль упругости при ползучести и параметры мгновенного упрочнени  и на этой основе устанавливают соотношение между параметрами ползучести и параметрами мгновенного раст жени .

На фиг. 1 изображена схема установлени  соответстви  между характеристиками ползучести материала (а) и характеристиками мгновенного деформировани  (б); на фиг. 2 - особенности исходного упрочнени  материала (а) и соответствующие им особенности ползучести (б); на фиг. 3 - сопоставление полученных по предлагаемому способу характеристик ползучести (линии) с экспериментальными данными (точки) дл  материалов с линейным (а) и степенным (б) упрочнением.

Изобретение осуществл етс  следую щим образом.

Образец из исследуемого материала закрепл ют в захватах испытательной машины , нагревают, нагружают посто нной во времени нагрузкой О0 , Дл  нескольких фиксированных моментов времени ti (I 1,2

к) замер ют значени  деформаций ползучести fif и стро т кривую ползучести (см. фиг. 1а).

Другой образец материала подвергают мгновенному раст жению (см. фиг. 16), измер ют значение деформации 0т, соответствующее пределу текучести и раздел ющее области упругого и пластического деформировани . В каждой из областей измер ют значени  упругих ер (I 1. 2,

,.,, I) и пластических еР (I 1,2п) деформаций дл  нескольких фиксированных значений напр жений 0| (I 1, 2 к) и

определ ют модуль упругости Е и параметры упрочнени  Е , В, т, задающие склерономные свойства материала.

Нескольким измеренным в процессе мгновенного раст жени  значени м напр жений О) ставитс  в соответствии измеренные в произвольные моменты времени ti

значени  деформаций ползучести ef (см. фиг. 1) и, варьиру  а, по формуле

Ј-1 оь

Ec.tc

(D

определ ют значени  модул  упругости при ползучести Ес и коэффициента Ь, задающих реологические свойства материала.

Исход  из принципа подоби  изохронных диаграмм ползучести и диаграммы мгновенного раст жени  устанавливаем соотношение между деформацией ползучести и параметрами мтновенного упрочнени  дл  материалов с линейным упрочнением по формуле

(2)

а дл  материалов со степенным упрочнением по формуле

ЕС

Е

Obtu

()(1+Ectb)-tfrji+Ј

(3)

Первое соотношение в каждом из уравнений используетс  при значени х деформаций ползучести, меньших деформации, соответствующей пределу текучести материала , а второе соотношение - при больших деформаци х.

Пример 1. Определ лс  характер

зависимости ползучести от характера исходного упрочнени  материала (см. фиг. 2). Рассмотрены материалы с линейным и степенным упрочнением. Установлено, что пол- зучесть материалов с линейным

упрочнением  вл етс  неустановившейс  (кривые 1 и 1). В материалах со степенным упрочнением реализуютс  все стадии ползучести (крива  2).

П р и 1ч е р 2. Рассчитывалась зависимость деформации ползучести от времени дл  нескольких уровней напр жений (см. фиг. 3). Образцы, изготовленные из сплава ЭИ437Б, испытывались при 650°С и напр жени х 0 400 (1), 470 (2), 550 МПа (3),- а

образцы, изготовленные из сплава ВЖЛ12У, - при 1000°С и напр жени х а 135 (1), 150 (2), 225 МПа (3). Расчетные значени  (линии) деформаций ползучести получены при значени х ст 0.00048. Е 1,15х ЧО5 МПа. Е 8,02Ч03 МПа, а 0,048 , b

0,3 дл  сплава ЭИ437Б и ет 0,00085. Е 4,4-Ю4 МПа, В 8,1 ЛО3 МПа, m 0.32, а 0,269 ч 6, b 0.44 дл  сплава ВЖЛ12У. Точками нанесены экспериментальные данные , которые получены при нагружении образцов в соответствии с прототипом. Несоответствие диаграмм ползучести, полученных предлагаемым способом и базовым, составл ет менее 7%, что обеспечивает необходимую точность определени  характеристик ползучести материала.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ испытани  на ползучесть образцов материалов, заключающийс  в том, что образец материала подвергают воздействию посто нной во времени нагрузки при посто нной температуре и измер ют де0

   5

   формации, отличающийс  тем, что. с целью уменьшени  трудоемкости за счет установлени  зависимости между характеристиками ползучести и склерономными свойствами материала, образец идентичный первому, подвергают мгновенному рас- т жению, измер ют деформацию, соответствующую пределу текучести, дл  нескольких значений напр жений измер ют значенит упругих и пластических деформаций , с учетом которых определ ют модуль упругости при ползучести и параметры мгновенного упрочнени  и устанавливают соотношение между значени ми напр жений при мгновенном деформировании и соответствующими значени ми деформации при ползучести, по которому суд т о ползучести

   ot,t

   Фиг-4.

   ФU2- 2.

   50 100 150 t4

   i

   a.

   Фиг. 3.

   40 80 Ш t4 ft