загрузка...
 
8.3 Тривала міцність
Повернутись до змісту

8.3 Тривала міцність

Тривалою міцністю називається опір матеріалу механічному руйнуванню під дією тривало прикладеного постійного навантаження при високій температурі.

Розрізняють тривалу міцність при розтягуванні, крученні й згині, а також у складнонапруженому стані, наприклад розтягування і вигин, розтягування і кручення.

Тривала міцність характеризується межею тривалої міцності. Межу тривалої міцності найчастіше визначають при розтягуванні. Тривала міцність більшості матеріалів з підвищенням температури знижується; вона залежить також від хімічного складу, мікроструктури (розміру зерна, форми, розміру і характеру розподілу зміцнювальних частинок), стану поверхні зразків (знижується при збільшенні шорсткості), навколишнього середовища (може різко знижуватися при взаємодії з легкоплавкими рідкими металами).

Тривала міцність разом з опором повзучості й жаростійкістю є важливою характеристикою при виборі жароміцних сплавів.

Випробування на тривалу міцність при температурах до 1200 °С полягає у тому, що зразок доводиться до руйнування під дією постійного розтягувального навантаження при сталій температурі. У результаті випробувань визначають межу тривалої міцності, тобто найбільше напруження, що викликає руйнування металу за певний час випробування при сталій температурі, або встановлюють відповідність між часом до руйнування і  нормою часу, зазначеною  в  стандартах або технічних умовах на металопродукцію.

Машини для випробування металів на тривалу міцність, як і на повзучість, повинні забезпечувати постійність навантаження протягом усього процесу випробування, плавність навантаження і розвантаження зразка, точність навантаження до зразка з похибкою не більше ±1%, надійне центрування зразка.    

Нагрівальний пристрій повинен забезпечувати рівномірне нагрівання зразків до заданої температури і збереження температури впродовж усього випробування. Допускається, якщо цього вимагають умови випробування, застосування нагрівальних пристроїв із захисною або іншою атмосферою. Температуру потрібно вимірювати приладами з похибкою не більше 0,5%.

Температуру випробування обирають кратною 50 °С, якщо за умов дослідження не потрібна спеціальна температура.

Після нагрівання зразка і витримки при заданій температурі до нього плавно прикладають навантаження.

Час до руйнування при заданому значенні напруження є основним показником даного виду випробування. Після руйнування зразка визначають відносне подовження ? і відносне звуження зразка ?.

Тривалість випробування встановлюється для кожного металу залежно від його призначення. Рекомендується визначати межі тривалої міцності на основі випробувань тривалістю 50, 100, 500, 1000, 3000, 5000 і 10000 год, якщо не потрібна інша тривалість випробування.

У результаті випробувань встановлюється залежність між напруженням і часом до руйнування, яка може бути виражена графіками, побудованими в логарифмічній, напівлогарифмічній або іншій системі координат. Межа тривалої міцності позначається ? із двома числовими індексами: верхній – температура випробування, °С; нижній – задана тривалість випробування до руйнування, годин; тривалість випробування можна позначити кількістю годин або цифрою 10 із показником ступеня, наприклад   або  – межа тривалої міцності за 1000 год випробування при температурі 700 °С.

Відносне звуження (%) після розриву циліндрових зразків розраховують за формулою

,

 де F0 – початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка, виміряна при нормальній температурі перед випробуванням, мм2; Fк – мінімальна площа поперечного перерізу зразка після руйнування, розрахована за середнім арифметичним  з  результатів вимірювань мінімального діаметра в місці розриву в двох взаємно перпендикулярних напрямах, мм2.

Вимірювання діаметра зразка до і після випробування здійснюється з точністю до 0,05 мм.



загрузка...