Явление ползучести металлов

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина».

Политический институт (филиал) в г. Каменск-Уральский.

Кафедра: Металлургии и металловедения

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Механические свойства и модели разрушения»

на тему: «Явление ползучести металлов»

Преподаватель                                                           Софрыгина О.А.

Студент группы

НМТ-363202-КУ                                                        Асадулаев И.Р.

Каменск-Уральский

2020

Оглавление

1. Введение3

2. Ползучесть. Физический смысл.4

3. Испытания на ползучесть5

4. Испытательные машины6

5. Особенности пластической деформации при ползучести9

          5.1. Методы испытаний на ползучесть11

Список использованных источников13

Введение

Согласно теме реферата, в этой работе будет рассматриваться явление ползучести материалов в целом и металлов в частности.

С целью изучения этого явления, будет дано определение ползучести, приведена информация по особенностям пластической деформации при ползучести, а также рассмотрены различные испытания, на ползучесть которым подвергаются испытуемые материалы.

Ползучесть. Физический смысл.

Длительно действующие нагрузки даже ниже предела упругости вызывают в металле пластические деформации. Это особенно проявляется при высоких температурах, так как механические свойства, определяемые при длительных нагрузках, связаны с физико-химическими процессами, протекающими в металлах, а эти процессы ускоряются при одновременном воздействии напряжений и повышенной температуры. Металлические материалы, работающие длительное время при высоких температурах, могут деформироваться (например, растягиваться) при постоянной нагрузке и напряжениях, значительно меньших, чем предел текучести материала при комнатной температуре. В этих условиях возникают и развиваются явления ползучести и тепловой хрупкости. Во избежание этого необходимо, чтобы к деталям, работающим в условиях высоких температур, прикладывалась нагрузка, не способная вызвать явлений ползучести и тепловой хрупкости, или, в крайнем случае, нагрузка, при которой деформация детали будет идти с небольшой скоростью.

Ползучесть — это медленное нарастание во времени пластической деформации материала при высокой температуре и при силовых воздействиях меньших, чем те, которые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности. Как правило, испытания на ползучесть проводят с целью определения жаропрочности материалов.

Ползучесть сопровождается релаксацией напряжений, т. е. постепенным изменением напряжений в теле при постоянной его деформации.

Ползучестью обладают практически все конструкционные материалы. Для сталей и чугунов ползучесть существенна лишь при повышенных температурах (свыше 300 °С) и протекает тем интенсивнее, чем выше температура. Для металлов с низкой температурой плавления (свинец, алюминий) она заметна и при комнатных температурах.

Следует различать две основные группы механических свойств: сопротивление пластической деформаций при длительных статических нагрузках (определение пределов ползучести), сопротивление разрушению (длительная прочность) и пластичность при длительных статических нагрузках.

Испытания на ползучесть

При напряжениях выше критического, но ниже предела текучести, различают высокотемпературную ползучесть (0 > О,4011Л) и низкотемпературную ползучесть (0 < 0,4 0ПЛ). Низкотемпературная ползучесть слабо зависит от температуры и напряжения испытания, скорость ее мала и во времени не изменяется. Наиболее опасной для машин и сооружений является высокотемпературная ползучесть, при которой протекают одновременно процессы упрочнения и разупрочнения металла. Для изучения ползучести проводятся испытания цилиндрических образцов при постоянной температуре, большей, чем температура рекристаллизации, под действием постоянной нагрузки. Схемы испытания изображены на рис.1. Наибольшее распространение получили испытательные машины с различным механизмом нагружения с отношением плеч от 1:10 до 1:100. Нагрев образцов осуществляется в печи с поддержанием постоянства температуры во время испытания с точностью до ±2 °C. Измерение деформации £ = осуществляется с помощью специального индикатора с ценой деления 1 мкм, или тензометра, обеспечивающего автоматическую регистрацию абсолютного удлинения образца.