Ползучесть. Стали, устойчивые против ползучести

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131415 16 17 18 Следующая ⇒

Напряжение, величина которого находится в заштрихованном интервале, деформирует металл во времени. Это явление, т. е. деформация металла во времени под действием напряжения, постоянного по величине, называется ползучестью.

Процесс ползучести исследуют на специальных установках, на которых автоматически записывается так называемая кривая ползучести, характеризующая деформацию образца во времени под действием постоянного напряжения. На кривой ползучести отметим несколько участков.

Участок ОА — упругая и пластическая деформации, возникшие момент приложения нагрузки.

Участок АВ —так называемый неустановившийся участок на кривой ползучести. Металл деформируется с неравномерной (замедляющейся) скоростью.

Участок ВС —так называемый участок установившегося режима ползучести. Металл деформируется с постоянной скоростью. Тангенс угла наклона прямой характеризует скорость ползучести.

Участок CD — последний этап ползучести, которая происходит при непрерывном ускорении процесса и заканчивается разрушением в точке D.

Явления, происходящие в металле и связанные с процессами ползучести:

- Пластическая деформация (наклеп) вызывает упрочнение металла. При высокой температуре, когда подвижность атомов достаточно велика, происходит снятие упрочнения (наклепа), вызванного пластической деформацией, т. е. динамическая рекристаллизация.

Таким образом, в процессе ползучести происходят два конкурирующих процесса:

- упрочнение металла пластической деформацией

- снятие упрочнения под воздействием повышенной температуры.

Ниже температуры, при которой с заметной скоростью протекает процесс разупрочнения (для железа 350 °С), явление ползучести практически не наблюдается. Следовательно, температура разупрочнения определяет температурную границу, выше которой металл «ползет».

Если при данной температуре (может быть, и лежащей выше температуры рекристаллизации) значение напряжения ниже предела упругости металла при данной температуре, то очевидно, что напряжение вызовет только упругие деформации. Если нет пластической деформации, то нет упрочнения, разупрочнения и ползучести.

Следовательно, явление ползучести будет обнаруживаться в следующих случаях;

а) при температурах выше температуры рекристаллизации;

б)при напряжениях выше предела упругости.

Из этого следует, что скорость ползучести будет тем больше, чем быстрее разупрочняется металл (под действием рекристаллизационных процессов (определяемых силой межатомных связей) и чем ниже прочность при кратковременных испытаниях.

Чтобы полностью устранить явления ползучести, необходимо температуру рекристаллизации металла поднять выше рабочей температуры или увеличить предел упругости выше рабочего напряжения при данной температуре.

Это не всегда возможно, и часто в конструкциях не удается полностью устранить ползучесть, и поэтому ее только замедляют. Поскольку скорость ползучести зависит от состава и строения металла, стремятся уменьшить ее соответствующим легированием или термической обработкой.

Быстрорежущие стали

Являются инструментальными сталями. Быстрорежущие стали обозначаются первой буквой P.

Изготовляется разливкой в слитки, затем ковка и прокатка.

Второй способ –распыление расплава азотом.

В оттоженном виде структура сталей состоит из твердого раствора и карбидов. Все легирующие элементы (Cr,W,Mo,V). Основными карбидами в быстрорежущей стали является .