Способ определения ресурса образцов жаропрочных материалов на длительную прочность Советский патент 1991 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - сокращение времени испытаний.

На чертеже представлены кривые длительной прочности для стали при разных температурах

Способ реализуют следующим образом. Партию образцов нагревают до температуры испытаний, равной нижней границе температуры термообработки. Максимальное увеличение температуры испытаний приводит к сокращению времени до разрушения образцов. Для материалов с большим ресурсом (200 и более тыс. ч. )со- кращение времени до разрушения позволяет определить ресурс материала в реально обозримые сроки.

На кривой длительной прочности при данной температуре испытаний определяют точку перехода из вязкого состояния в хрупкое. Экспериментально доказано, что эта точка лежит на прямой М-М, являющейся границей раздела вязкого и хрупкого состояний на кривых длительной прочности для данного материала для множества температур в интервале рабочая температура - нижняя граница температуры термообработки.

Строя кривую длительной прочно-- сти при рабочей температуре, ее аппроксимируют до прямой М-М, а ветвь кривой длительной прочности в области хрупкого состояния строят с учетом соотношения

О

о

00

о о

О

,

где Кр и КБ - показатели степени наклона

графика зависимости o(Q} в области хрупкого состояния при рабочей температуре и температуре испытаний; Тв°К, Тр°К - температуры испытаний в градусах Кельвина при испытательной и рабочей температурах

т 1для ДТ (ТБ-Тр) 100 К и

т ВЧтто Для ЮО К AT 200K. I I p I IUU

Зная угол наклона графика, есть возможность определить ресурс материала, не производя дополнительных испытаний образцов, что также приводит к сокращению времени испытаний.

Приме р.Способ реализован при испытании на длительную прочность по определению остаточного ресурса моделей двухопорного грибовидного обода диска высокотемпературной ступени ротора из стали 20ХЗВМФА паровой турбины, отработавшей 137 тыс.ч 11. Испытания проводят при температуре испытани.1 ТБ 823 К (550°С), при этом получают точку перелома кривой длительной прочности, через нее

проведена по зависимости а А$п прямая М-М. Пересчет результатов испытаний осуществляется на рабочие температуры Тр 778К(505°С) и Тр 773К(500°С).

Использование способа эффективно для определения предела длительной прочности на 200 и более тыс.ч. Испытание при базовой температуре ТБ 823К(550°С) про- водится -полностью (примерная продолжительность испытаний всех 6 образцов составляет около 11,7 тыс.ч, в том числе наибольшего около 7,7 тыс.ч). Для температуры Тр 773К(500°С) и Тр 723К(450°С) достаточно испытать по 3 образца суммарной продолжительностью соответственно около 950 и 2800 ч вместо 138 тыс.ч (наибольшая база 64 тыс.ч) и 236 тыс.ч (наибольшая база 85 тыс.ч, т.е. около 10 лет непрерывных испытаний).

Таким образом, предлагаемый способ значительно сокращает время (до 10 и более

0

5

0

5

0

раз) и объем испытаний образцов материала и моделей конструктивного элемента, т.е. приводит к ощутимому экономическому выигрышу.

Формула изобретения Способ определения ресурса образцов жаропрочных материалов на длительную прочность, заключающийся в том, что проводят испытания на длительную прочность партии образцов при температуре испытаний ТБ, устанавливают зависимость напряжения от времени 0(0) в области вязкого состояния при этой температуре, определяют напряжение и время перехода из вязкого состояния в хрупкое, определяют на этой зависимости точку перехода из вязкого состояния в хрупкое, устанавливают зависимость ст(0) в области хрупкого состояния, проводят аналогичные испытания при рабочей температуре, устанавливают границу перехода из вязкого состояния в хрупкое и определяют ресурс материала при рабочей температуре с учетом зависимости о (в) в области хрупкого состояния, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени испытаний, температуру испытаний выбирают равной нижней границе температуры термообработки, а зависимость сг(0) в области хрупкого состояния определяют с учетом соотношения

5

0

Кр

где Кр,

-й№

. 1 Р

КБ - показатели степени наклона

графика зависимости в области хрупкого состояния при рабочей температуре и температуре испытаний;

ТБ, Тр - температуры испытаний при испытательной и рабочей температурах соответственно, К;

m 1 для ДТ (Те - Тр) 100 К и flVlAT

m

ТОО

45

для 100 К AT 200 К.

10

ю

ю

10

10 Q,r

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - сокращение времени испытаний. Партию образцов нагревают до температуры, равной нижней границе температуры термообработки. Устанавливают границу раздела между областями вязкого и хрупкого состояний, а часть графика длительной прочности в области хрупкого состояния устанавливают с учетом соотношения: K_Р = K_Б(T_Б/T_Р)^M, где K_р и K_б - показатели степени наклона графика зависимости σΘ в области хрупкого состояния при рабочей температуре и температуре испытаний

T_Б, T_Р - температуры испытаний при испытательной и рабочей температурах, K

M = 1 для ΔТ = (T_Б - T_Р) ≤ 100К и M = (T_Б/T_Р)(ΔТ/100) для 100К *98 ΔТ*98 200К. 1 ил.