Ползучесть и длительная прочность материалов при программном изменении температуры

Предел длительной прочности, а также характеристики ползучести зависят от программы изменения во времени температуры (рис. 146, а). Все программы изменения температуры при постоянном интервале ее изменения (Рис 146, б) описываются уравнением

где относительное время пребывания образца за цикл соответственно при максимальной, минимальной температурах цикла, а также время, в течение которого происходит изменение температуры от до и обратно; время длительности цикла.

При реализации всей программы исследования [150] оставались постоянными скорость нагрева и охлаждения образца, интервал изменения температуры максимальная (минимальная)

Рис. 146

температура цикла, напряжения. Кривые ползучести для стали при напряжении и циклическом изменении температуры (670 720° С) по программам приведены на рис. 147.

Рис. 147

Скорость установившейся ползучести материала, как это видно из рисунка, зависит от формы температурного цикла. График этой зависимости для стали при и данном интервале изменения температуры показан на рис. 148. Минимальная скорость ползучести при любой программе изменения температуры для данного напряжения определяется по формуле

где скорости установившейся ползучести, полученные из кривых ползучести (рис. 147) при данном напряжении и максимальной температуре минимальной температуре цикла (10) и циклической ползучести (5) при том же напряжении.

График зависимости между временем до разрушения и параметрами характеризующими форму температурного цикла при

(кликните для просмотра скана)

данном интервале изменения температуры для различных значений напряжений для стали приведен на рис, 149. Время до разрушения материала при любой форме цикла изменения температуры (13.18) определяется по формуле

где а — напряжение, при котором производились испытания; постоянные материала, которые находятся из кривых длительной прочности, построенных соответственно при температуре, равной максимальной минимальной температуре цикла и циклическом изменении температуры Кривые длительной прочности для сталей (штриховая линия) и (сплошная линия) при и циклическом изменении температуры показаны на рис. 150 [150], Обобщенная диаграмма разрушения материала для стали в рассматриваемом диапазоне напряжений при температурах 670 - 720° С по программе приведена на рис. 151 - эксперимент; теория). На основе принципа линейного закона суммирования повреждаемости получен ряд расчетных формул; например, формулы для вычисления времени до разрушения металлов при циклически изменяющейся температуре [269] для двух видов циклов:

прямоугольный цикл

треугольный пилообразный цикл

где время до разрушения материала; время до разрушения материала при постоянной максимальной, минимальной и средней температурах цикла; -параметр Ларсона-Миллера; - отношение времени пребывания образца при ко времени пребывания образца при

Расчетные кривые, полученные по формулам (13.21) для сплавов применительно к испытаниям в условиях прямоугольного температурного цикла при

(кликните для просмотра скана)

а приведены на рис. 152, а; для температурного цикла 815 980° С при на рис. 152, б. Экспериментальные точки с достаточной степенью точности ложатся на расчетные кривые. Расчетная кривая длительной прочности, подсчитанная по формуле (13.21а), для сплавов при изменении температуры по пилообразному циклу, имеющему среднюю температуру 810° С, в зависимости от амплитуды изменения температуры при приведена на рис. 152, б. Экспериментальные точки, представляющие действительные долговечности для сплава при небольших ложатся на расчетную кривую, а при значительных изменениях температуры располагаются ниже ее.

Рис. 152

Полученные закономерности, по-видимому, справедливы не для всех материалов и не для всех температурных режимов, так как длительная прочность при переменных режимах не имеет простой корреляции с деформацией.