Жаропрочные сплавы

Жаропрочность — способность материала длительное время (1... 10 ч для ракетостроения; сотни часов — для авиационных турбин; несколько тысяч часов — для стационарных газовых и паровых турбин) сопротивляться деформированию и разрушению в условиях, когда рабочие температуры составляют от 30 до 50% от температуры плавления (30% — для стационарных газовых и паровых турбин; 45% — для авиационных турбин и 50% — для ракетостроения).

Повышение температуры эксплуатации приводит к понижению модуля упругости (вследствие уменьшения межатомных сил сцепления) и одновременному понижению предела текучести и временного сопротивления.

При длительном нагружении в высокотемпературной среде поведение материала определяется диффузионными процессами. Для этих условий характерен процесс ползучести. Ползучесть — процесс нарастания пластической деформации под действием напряжений, меньших предела текучести. Типичная кривая ползучести (рис. 10.2) состоит из трех участков:

I — неустановившаяся стадия, характеризуемая постепенным затуханием скорости деформации; II — стадия установившейся ползучести, характеризуемая постоянной скоростью деформации; III — стадия разрушения. На стадии разрушения скорость деформации нарастает до момента разрушения. Обычно эта стадия непродолжительна и недопустима для любых конструкций.

Кривая ползучести

Рис. 10.2. Кривая ползучести:

I — неустановившаяся стадия; II — установившаяся стадия; III — стадия

разрушения; о — напряжение; Т — температура; т — время; с — деформация

Критериями жаропрочности являются предел текучести и предел длительной прочности.

Предел текучести — напряжение, под действием которого материал деформируется на определенную величину за определенное время при заданной температуре. Например, aj^0000000 = 100 МПа означает, что под действием напряжения в 100 МПа за 1 000 000 ч при 550 °С в материале появится пластическая деформация 1%.

Предел длительной прочности — напряжение, которое вызывает разрушение материала при заданной температуре за определенное время. Например, су™°т =150 МПа означает, что при 700 °С материал выдержит действие напряжения в 150 МПа в течение 10 000 ч.

 
Посмотреть оригинал