Эволюция микроструктуры и критерии предельного состояния при прогнозировании работоспособности теплоустойчивых сталей

Эволюция микроструктуры и критерии предельного состояния при прогнозировании работоспособности теплоустойчивых сталей

Автор: Смирнов, Александр Николаевич

Шифр специальности: 05.16.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 397 с. ил.

Артикул: 2747229

Автор: Смирнов, Александр Николаевич

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ТУОПО
1.1. Состояние ТУОПО на промышленных предприятиях России
1.2. Материалы, применяемые для изготовления ТУОПО
1.2.1. Материалы, применяемые для паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды, сосудов, работающих
под давлением.
1.2.2. Материалы, применяемые для подъемных сооружений
и сварных металлоконструкций
1.2.3. Коррозионпостойкие материалы, применяемые в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности
1.3. Физикохимические процессы, протекающие в длительно работающем металле ТУОПО
1.3.1. Коррозия металлов
1.3.1.1. Водородное охрупчивание
1.3.1.2. Мсжкристаллитная коррозия МКК
1.3.1.3.Коррозионное растрескивание под напряжением КРН.
1.3.1.4. Коррозионная усталость.
1.3.2. Усталость металлов.
1.3.2.1. Структурные изменения при усталости
1.3.3. Структурные превращения в сталях, эксплуатирующихся
при высоких температурах в условиях ползучести
1.4. Акустические методы исследования микроструктуры, структурной поврежденности и физикомеханических характеристик статей
и сплавов.
1.4.1. Активные акустические методы исследования микроструктуры,
микроповрежденности и физикомеханических характеристик.
1.4.2. Акустикоэмиссионный метод контроля и исследования микроструктуры АЭ.
1.5. Выводы.
Глава 2. МЕТАЛЛОВЕДЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СПЕКТРАЛЬНОАКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА В КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТУОПО.
2.1. Концептуальная модель управления безопасной эксплуатации ТУОПО.
2.2. Выводы.
Глава 3. ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ НА АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
3.1 Роль факторов, влияющих на достоверность прецизионного измерения акустических характеристик.
3.1.1. Влияние температуры и шероховатости поверхностей образцов
на измеряемые характеристики акустических волн.
3.1.2. Влияние колебаний химического состава на акустические характеристики.
3.2. Связь микроструктуры исследованных сталей в исходном состоянии после различных режимов термической обработки с акустическими характеристиками.
3.2.1. Влияние исходной структуры углеродистых и кремнемарганцевых сталей на акустические характеристики
3.2.2. Влияние типа исходной микроструктуры теплоустойчивых сталей на время задержки ПАВ
3.2.3. Закономерности изменения параметров сигналов АЭ в зависимости от типа исходной структуры стали Х1МФ
3.2.3.1. Влияние исходной структуры стали Х1МФ на параметры сигналов АЭ при одноосном растяжении и ползучести
3.2.3.2. Влияние исходной структуры и некоторых факторов на АЭ
при вдавливании индентора
3.3. Выводы
Глава 4. ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРНОФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
4.1. Фазовый состав и длительная прочность.
4.1.1. Карбидная фаза
4.1.2. Карбидная фаза. Места локализации карбидных частиц
4.1.3. Параметр кристаллической решетки афазы.
4.1.4. Состояние а фазы. Окисленные участки.
4.2. Микроструктурное состояние и субструктуры.
4.2.1. Зеренная структура
4.2.2. Состояние а фазы. Классификация субструктур
4.2.3. Состояние фазы. Сетчатая субструктура.
4.2.4. Состояние фазы. Фрагментированная субструктура
4.3. Внутренние напряжения и их источники
4.3.1. Внутренние напряжения. Данные рентгеноструктурного
анализа
4.3.2. Источники внутренних напряжений.
4.3.3. Внутренние напряжения в субструктуре и их связь с длительной прочностью.
4.3.4. Границы зерен, локализация карбидной фазы и участки
с пониженной плотностью материала
4.4. Механические свойства хромомолибденованадиевых сталей
4.4.1. Механические свойства сталей с различной длительной прочностью.
4.4.2. Механические свойства стали Х1МФ по сечению трубы паропровода
4.5. Выводы
Глава 5. КОРРЕЛЯЦИЯ ИЗМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХРОМОМОЛИБДЕНОВАНАДИЕВЫХ СТАЛЕЙ
5.1. Исследование связи жаропрочности стали X1МФ с параметрами сигналов АЭ
5.2. Влияние микроструктуры на время задержки ПАВ
5.2.1. Изменение микроструктуры от поверхности трубы вдоль зоны разрушения.
5.2.2. Изменение микроструктуры в глубине материала
5.2.3. Изменение микроструктуры вдоль поверхности трубы и связь
ее параметров со временем задержки ПАВ.
5.3. Связь длительных и кратковременных механических характеристик, внутренних напряжений и параметров микроструктуры со временем задержки ПАВ.
5.4. Выводы
Глава 6. АНАЛИЗ ВЫБОРОЧНЫХ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВ СОСТОЯНИЯ ДЛИТЕЛЬНО РАБОТАЮЩЕГО МЕТАЛЛА
6.1. Предварительный анализ показателей
6.2. Изменение физикомеханических показателей стали в окрестности трещины
6.3. Выбор и обоснование представительных показателей косвенно характеризующих длительную прочность.
6.4. Особенности исследования показателей, содержащих мертвую зону
6.5. Исследование интервальных оценок показателей и точности диагностических признаков
6.6. Выводы
Глава 7. ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЛИТЕЛЬНО РАБОТАЮЩЕГО МЕТАЛЛА
7.1. Разработка комплексного критерия предельного состояния
7.2. Апробация комплексного критерия при оценке предельного состояния металла промышленного оборудования.
7.3. Практические рекомендации по применению метода АЭ
на промышленных предприятиях.
7.3.1. Оценка жаропрочности металла паропроводных труб методом АЭ при вдавливании индентора
7.3.2. Создание и внедрение полуавтоматической системы регистрации сигналов АЭ на электростанциях.
7.3.2.1. Испытания отрезков труб год внутренним давлением
на высокотемпературном стенде
7.3.2.2. Анализ производственных шумов.
7.3.2.3. Система регистрации АЭ в условиях электростанций
7.3.3. Разработка мероприятий по эксплуатационному контролю
металла энергооборудования методом АЭ
7.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При высоких температурах С и выше углерод равномерно распределяется в стали, однако в области температур сенсибилизации он диффундирует к границам зерен, где образует преимущественно с хромом сложные карбиды типа МгзСб В результате этих реакций прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом, его содержание может упасть ниже , т. В сплавах, обедненных хромом, образуются активнопассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Такие сплавы характеризуются несколькими анодными кривыми твердый раствор, обедненный твердый раствор, интерметаллиды, карбиды, технологические примеси на границах. Рис. Вследствие снижения концентрации хрома, ток анодного растворения в обедненной зоне значительно выше, чем в самом зерне. В то время когда карбиды и само зерно находятся в пассивном состоянии, обедненная зона находится в активном состоянии и подвергается интенсивному растворению. Анодные поляризационные диаграммы приведены на рис. Видно, что для хромоникслевых сталей имеется две области потенциалов с МКК 1раница перехода стали из активного состояния в пассивное и граница перехода из пассивного состояния в состояние перепассивации области МКК заштрихованы. В области перехода из активного состояния в пассивное избирательное растворение идет по обедненным зонам, а в облает перехода от пассивною сосюяния в состояние перепассивации большая скорость коррозии наблюдается на приграничных участках зерен, заполненных карбидами хрома. Данные положения подтверждены экспериментально в работах , . Предлагались и другие гипотезы для объяснения МКК, однако механизм, связанный с обеднением твердого раствора хромом, более всего отвечает экспериментальным данным и, повидимому, соответствует истине ,. Вопросам КНР объектов повышенной опасности посвящено большое число работ . Наиболее детальный обзор, изучение и исследование причин повреждений магистральных трубопроводов проведены Ю. А. Дадоновым и С. Н. Мокроусовым . К коррозионному растрескиванию склонны стальные тросы, эксплуатирующиеся длительное время в атмосфере промышленных предприятий . КРН происходит и при контакте металла с безводным жидким аммиаком при комнатной температуре, например, в стальных сварных емкостях для хранения сжиженного аммиака. Авторами установлено, что границы зерен являются наиболее возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не склонно к КРН. Железо или прокатанная сталь с содержанием углерода менее 0, становится склонной к КРН после закалки с 5 С вследствие достаточности концентрации углерода на границах зерен. Холодная обработка металлов повышает их устойчивость к КРН, так как при этом разрушаются цепочки сегрегаций, и, что более важно, образуются дефекты, затрудняющие миграцию углерода по сегрегациям. В свете накопленных данных была предложена гипотеза , о том, что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление связей между поверхностными атомами вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм называется адсорбционным. Авторы , утверждают, что адсорбционная теория объясняет большую часть особенностей КРН. КРН скорость роста трещины зависит от приложенного напряжения. Установлены эмпирические зависимости между приложенным напряжением и логарифмом времени до разрушения для некоторых материалов ,. Коррозионная усталость Растрескивание металла в результате совместного действия коррозионной среды и периодической или переменной нагрузки называется коррозионной усталостью. Практически всегда разрушений этого типа больше, чем сумма разрушений от коррозии и усталости раздельно рис. Рис. Кривые . Влияние коррозионного процесса на усталость определяется, главным образом, ускорением пластической деформации и образованием выступов и впадин. Считают надежно установленным, что коррозия ускоряет пластическую деформацию напряженного металла путем образования поверхностных вакансий, в частности сдвоенных дивакансий. Наличие дивакансий облегчает пластическую деформацию вдоль плоскостей скольжения изза переползания дислокаций. Чем больше скорость коррозии, тем больше доступность дивакансий и, следовательно, тем больше образуется выступов и впадин, участвующих в процессе разрушения , .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.207, запросов: 232