В чем заключается явление ползучестикрепежные детали?
1. Ползучесть — это явление разрушения, при котором металлические детали подвергаются деформации под длительным напряжением и высокой температурой. Деформация, вызванная скольжением зерен по границам зерен, является основным механизмом ползучести. При повышении температуры деформации до 0,35~0,7 Тм (Тм — температура плавления) область тонкого слоя вблизи границы зерна претерпевает восстановление и размягчение, образуя переход. После деформации снова возникает искажение, поэтому его необходимо снова восстановить и смягчить, чтобы сохранить деформацию на этих участках, что называется зернограничным скольжением. Из-за температуры и времени, необходимых для восстановления, зернограничное скольжение может происходить только в условиях выше определенной температуры.
Кривая ползучести металла при растяжении делится на три этапа:
На первом этапе скорость ползучести постепенно замедляется от быстрой, что связано с перераспределением дефектов кристалла.
На втором этапе это указывает на то, что два механизма упрочнения и восстановления находятся в равновесии с постоянной скоростью ползучести. На эту стадию приходится значительная часть всего процесса ползучести.
На третьей стадии это проявляется в увеличении скорости ползучести, когда деформационное упрочнение металла уже недостаточно для предотвращения деформации, а уменьшение эффективного сечения способствует увеличению скорости ползучести, что приводит к разрушению. .
Не все материалы демонстрируют указанные выше три стадии кривой ползучести. Явление разрушения, вызванное изменением размеров предварительно напряженных деталей в процессе ползучести, называется термической релаксацией. Болты, используемые для крепления фланцев сосуда под давлением, могут удлиниться из-за ползучести под длительным воздействием температуры и напряжения, что приводит к уменьшению предварительной нагрузки и потенциально может вызвать утечку из сосуда под давлением.
2. Основная характеристика и оценка ползучести заключается в том, что скорость деформации очень низкая. Его можно проанализировать на основе конкретных условий работы деталей, чтобы определить, существуют ли условия ползучести (температура, напряжение и время). Без соответствующей температуры и достаточного времени ползучесть или разрушение при ползучести не произойдет. В конечной зоне разрушения при ползучести отрывной гребень не так выражен, как при разрушении при растяжении при комнатной температуре. При сканирующей электронной микроскопии форма зерен вблизи излома ползучести часто не имеет удлинения, а при большом увеличении иногда можно увидеть пустоты ползучести.
3. Методами идентификации разрушения при ползучести являются термическая релаксация и пластическая деформация, оба из которых имеют остаточную деформацию на макроскопическом уровне и их легко спутать. Пластическое разрушение и стойкое разрушение (или разрушение ползучести) легко спутать, поскольку макроскопически наблюдается деформация перед разрушением и образование шейки вблизи поверхности разрушения. Различия можно рассматривать со следующих сторон.
1. Различия в условиях труда общеизвестны. Пластическая деформация и пластическое разрушение происходят под действием растягивающих напряжений, с более быстрым процессом и более низкой температурой. Термическая релаксация и стойкое разрушение — это процессы разрушения, в которых важную роль играют температура и время. Более высокие рабочие температуры и более длительный срок службы являются необходимыми условиями для этого вида отказа. Для понимания условий работы, помимо ознакомления с письменными материалами, непосредственно проверьте, нет ли на обломках следов высокой температуры, таких как цвет окисления. Анализируя условия труда, следует быть очень осторожным. Например, высокотемпературный сосуд под давлением долгое время работал при низком давлении, и вдруг давление повышается, что приводит к соединениюболтысломать. Только путем четкого понимания соответствующего давления, температуры и времени службы в различных рабочих условиях можно определить, имеет ли место ползучесть.
2. Разница в морфологии излома заключается в том, что пластичные ямочки на поверхности пластического излома очень четкие, а участки скопления микропор относительно острые. Под сканирующей электронной микроскопией эти области выглядят как яркие белые линии. На поверхности излома ползучести участки скопления микропор относительно тусклые, и при сканирующей электронной микроскопии на этих участках нет явных белых ярких линий. На поверхности излома ползучести может наблюдаться цвет окисления, а иногда также можно увидеть поры ползучести.
3. Ползучесть микроструктуры вблизи поверхности излома представляет собой преимущественно межкристаллитное разрушение, а пластическое разрушение – преимущественно транскристаллитное разрушение. В образцах, подвергшихся ползучести, можно увидеть поры ползучести. Кроме того, углеродистая сталь длительное время остается при высоких температурах, а карбиды подвергаются определенной степени каменного шлифования.
4. Меры по улучшению сопротивления ползучести
1. При проектировании крайне важно правильно подобрать материалы и определить размеры детали, исходя из характеристик изделия. В последние годы было разработано множество новых материалов, отвечающих растущим требованиям к температуре и нагрузке продукта, но данных о характеристиках ползучести, которые могут быть предоставлены разработчикам, недостаточно. При этом, с одной стороны, может произойти преждевременный выход из строя из-за высокого уровня напряжения конструкции. С другой стороны, также возможно, что дизайн слишком консервативен, что приведет к ненужным растратам. Например, расчетный срок службы тепловой электростанции обычно составляет 100 000 часов. В Китае многие магистральные паропроводы с давлением 540 градусов и котлами высокого давления электростанций 10 МПа последовательно достигли своего проектного ресурса. Однако, согласно последним ресурсным оценкам, можно уверенно продлить срок службы этих котлов до 200 000 часов.
Вообще говоря, этот режим отказа требует длительного времени, что приводит к низкой скорости реакции. Эффективной мерой является дальнейшее изучение и определение на основе испытаний и накопления свойств ползучести материала.
2. На производстве осуществляется строгий контроль качества, позволяющий избежать сборки изделий с деталями, не соответствующими техническим характеристикам, что особенно важно для изделий с длительным циклом отказов. Конечно, конкретные меры должны формироваться на основе анализа отказов при обслуживании продукции.
3. Меры, принимаемые во время использования: Перегрузка является распространенной причиной разрушения изделий из-за ползучести. Поэтому строгий контроль условий эксплуатации в процессе эксплуатации является чрезвычайно важной мерой по увеличению срока службы и надежности продукции. Усиление контроля за состоянием качества продукции, находящейся в эксплуатации, и ключевых компонентов является эффективной мерой обеспечения надежности продукции.
