Механизм влияния температурно-временного фактора на локальное разрушение металла сварных соединений. Процесс накопления длительного статического повреждения и охрупчивания металла. Воздействие дисперсионного твердения карбидами на стойкость соединений.
Аннотация к работе
Работа энергетического оборудования и трубопроводов при температуре выше 773К требует проведение комплексной оценки жаропрочных свойств сварных соединений, в том числе стойкости против локального (межзеренного) разрушения металла зоны термического влияния (ЗТВ), определяющих надежность, долговечность и безопасную эксплуатацию сварных конструкций. Отдельные факторы (температура, характер и длительность нагруженного состояния и др.) действуют, как правило, совместно и определяют кинетику ЛР сварных соединений при низкочастотном малоцикловом нагружении, обусловленном нестационарным режимом работы энергетического оборудования. Сварные соединения в исходном после сварки состоянии характеризуются высокой неоднородностью механических свойств между металлом сварного шва () и основным металлом (): Безразмерный критерий характеризует степень объемности напряженного состояния. Исследовано влияние температуры испытаний и длительности выдержки в полуцикле растяжения (частоты нагружения = 1/ ) на релаксационную стойкость сварных соединений [2], стойкость против образования [3] и развития [4] локального разрушения в ЗТВ, в условиях малоциклового нагружения. Увеличение длительности цикла - уменьшение частоты нагружения ? с 1,0 до 6 10-3 цикл/час, при = 0,2% способствовало снижению долговечности сварных образцов из стали 12Х18Н12Т, примерно, в 7 раз (Рис.Установлена общая закономерность влияния температурно-временных условий малоциклового нагружения на охрупчивание структуры ЗТВ и формирование склонности к ЛР сварных соединений стали 12Х18Н12Т. В условиях высокотемпературного низкочастотного малоциклового нагружения наиболее полное развитие получает процесс накопления длительного статического повреждения.
Вывод
1. Установлена общая закономерность влияния температурно-временных условий малоциклового нагружения на охрупчивание структуры ЗТВ и формирование склонности к ЛР сварных соединений стали 12Х18Н12Т.
2. В условиях высокотемпературного низкочастотного малоциклового нагружения наиболее полное развитие получает процесс накопления длительного статического повреждения. При этом, с понижением частоты малоциклового нагружения количество циклов до образования локального разрушения значительно уменьшается, а основным критерием долговечности становится время.
3. Экспериментально доказано, что снижение частоты цикла нагружения по своему повреждающему воздействию эквивалентно увеличению температуры испытаний. Установлено, что при рабочей температуре до 823К сварные соединения стали 12Х18Н12Т в состоянии после аустенитизации сохраняют удовлетворительную стойкость против ЛР металла ЗТВ.
4. Показано, что повышение стойкости против ЛР металла ЗТВ сварных соединений стали 12Х18Н12Т может быть обеспечено за счет эксплуатации энергетического оборудования и трубопроводов в проектных условиях. Установлено, что увеличение температуры и числа нарушений стационарного режима работы сварных конструкций (внеплановые пуски и остановы, колебания мощности и другие причины) способствует заметному снижению ресурса.
Список литературы
1. Тарновский А.И., Полетаев Ю.В., Феклистов С.И. Применение А-? зависимостей для оценки склонности сталей и сплавов аустенитного класса к образованию горячих околошовных трещин при сварке // В кн.: Новое в технологии сварки оборудования атомных энергетических установок. М.: Труды ЦНИИТМАШ №179. 1983. с.82-84.
2. Полетаев Ю.В. Влияние релаксации напряжений в сварных соединениях аустенитных сталей на их склонность к локальному разрушению при малоцикловой ползучести. // Автоматическая сварка.1986. №10. с.18-20.
4. Полетаев Ю.В. Оценка трещиностойкости сварных соединений в условиях малоцикловой ползучести. // Автоматическая сварка. 1986. №5 с. 17-20.
5. Минц И.И., Березина Т.Г. Устойчивость дислокационной структуры холоднодеформированных сталей Х18Н12Т и Х16Н9М2 в условиях высокотемпературного старения. // В кн.: Физика металлов и металловедение. М.: Наука.1972. Т34. Вып. 3.с 615-620.
7. Лозинский М.Г. Романов А.Н., Малов В.В. Исследование структуры аустенитной стали при различных формах цикла упруго-пластического высокотемпературного деформирования // В кн.: Структурные факторы малоциклового разрушения металлов. М.: Наука, 1977. с.65-86.