Трещиностойкость сталей типа (0,15-0,35%С) Х2Н2МФ при однократном и циклическом наргужениях

• Автор: Виноградов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 235 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса .

1.1. Влияние легирования и содержания углерода на механические свойства и свариваемость конструкционной стали. Выбор легирующей основы свариваемой стали с О0,2 0 МПа.

1.2. Лабораторные методы оценки трещиностойкости при однократном нагружении

1.3. Лабораторные методы оценки трещиностойкости

при циклическом нагружении

1.4. Применение критериев трещиностойкости для оценки несущей способности и долговечности изделий .

1.5. Заключение по состоянию вопроса и задачи работы .

2. Материал и методика исследования

2.1. Оптимизация состава стали

2.2. Материал для исследования.
2.3. Механические испытания и термическая обработка
2.4. Оценка свариваемости
2.5. Структурные исследования.
3. Оптимизация состава свариваемой конструкционной
стали с С2 0 МПа 5
3.1. Корреляционный анализ взаимосвязи легирующей
основы стали с ее механическими характеристиками
3.2. Оценка влияния направления надреза на энергоемкость разрушения и вид излома цри изгибе конструкционной стали
3.3. Оптимизация состава свариваемой конструкционной
стали с 0 МПа.
3.4. Заключение
4. Исследование трещиностойкости при однократном нагружении и свариваемости стали Х2НЗЩФТЧА
4.1. Исследование отпускоустойчивости и трещиностойкости стали в различных сечениях
4.2. Исследование влияния скорости охлаждения после аустенитизации на трещиностойкость и твердость
4.3. Исследование свариваемости и конструктивной прочности стали применительно к сварным цилиндрическим сосудам давления ИЗ
4.4. Заключение .
5. Исследование циклической трещиностойкости стали Х2НЗМДФТЧА применительно к роторам и молотовым
штокам .
5.1. Сравнительное исследование циклической трещиностойкости стали в различных структурных
состояниях.
5.2. Исследование трещиностойкости при однократном и циклическом нагружении металла роторов из стали Х2НЗВДФТЧА
5.3. Оптимизация технологии низкого отпуска стали Х2НЗВДФТЧА по критериям трещиностойкости при однократном и циклическом нагружениях применительно к молотовым штокам .
5.4. Заключение .
6. Исследование трещиностойкости стали Х2Н2МФА при
однократном и циклическом нагружениях применительно
к роторам турбогенераторов .
6.1. Анализ поломок роторов и выбор технологии термической обработки для повышения их конструктивной прочности.
6.2. Сравнительное исследование влияния режима охлаждения при закалке на трещиноетойкость при однократном и циклическом нагружениях металла различных зон бочки роторных заготовок
6.3. Оценка конструктивной прочности роторов турбогенераторов из стали Х2Н2МФА, закаленных в 3х средах, путем проведения разгонных испытаний и расчетными методами ЛМР.
6.4. Заключение .
7. Внедрение результатов исследования .
7.1. Внедрение стали Х2НЗЭДДФТЧА
7.2. Внедрение технологии термической обработки заготовок роторов турбогенераторов из стали Х2Н2МФА.
Выводы.
Литература


При этом критерием может быть либо поглощенная образцом при данной температуре энергия, либо значение переходной температуры, при которой происходит резкое изменение поведения материала порог хладноломкости. Исследователи используют различные КТХ, включая температуру, при которой начинается подъем энергетической кривой температура нулевой пластичности, температуру, при которой излом состоит из хрупкой и вязкой составляющей Т, а также темпера
туру, при которой излом впервые становится полностью волокнистым Т0 , . Информация, полученная на основании определения От , не может быть прямо использована для оценки сопротивления быстрому распространению трещин в условиях службы изделия, так как ни вид разрушения, ни величина поглощенной энергии не могут быть связаны количественно с системой приложенных напряжений, даже если предположить, что геометрия и скорость деформации при ударных испытаниях создают эффекты, аналогичные таковым в реальных условиях нагружения . Кроме того,в реальных изделиях расположение концентраторов напряжений далеко не всегда перпендикулярно линии действия максимальных напряжений,как это имеет место при испытаниях на изгиб. По данным работы 6 расположение концентратора под углом приводит к существенно пониженным значениям энергоемкости разрушения полиметилметакрилата. Таким образом, От можно использовать для контроля качества продукции в случае установления корреляции ее с известными служебными характеристиками. Такая корреляция была найдена для некоторых конкретных случаев, например, для образцов из стальных листов корпусов судов типа Либерти . Дня получения количественных критериев, которые можно использовать не только для сопоставления материалов по трещиностойкости, но и для расчетов при проектировании, включающих разработку научно обоснованных коэффициентов запаса прочности изделий и нор допусков на дефекты в изделиях , получили развитие теоретические и прикладные исследования механики разрушения. В качестве основного критерия в механике разрушения используются критические значения коэффициента интенсивности напряжений, определенные в условиях плоской деформации К, принимаемые за константу материала при заданных температурноскоростных услови
ЯХ испытаний , . Ктарировочным множителем. Для получения достоверных значений Кэд предъявляются жесткие требования к размерам образцов и концентраторов, направленные главным образом на уменьшение доли пластической деформации при разрушении и максимальное приближение к условиям плоской деформации, основным из которых является ограничение толщины образца, которая должна составлять не менее 2,5 с 2. Ряд авторов считает эту величину либо недостаточно жесткой , либо слишком жесткой Г, и предлагает свои критерии для минимальной толщины образца. Методика определения с подробно приведена в стандартах и методических указаниях , , , . Значительное количество ответственных конструкций изготовляется из низколегированных пластичных сталей. Для них применение методов ЛМР ограничено в связи с необходимостью испытания образцов неприемлемо больших размеров и существенными погрешностями раочета в случае, когда характерные размеры поперечных сечений элементов конструкции или дефектов не отвечают требованиям корректности. Были предприняты попытки, например , оценить Ис с помощью энергии удара Шарпи, поскольку последняя, как утверждается в работе , эквивалентна энергии разрушения, определяемой величиной . Однако такое обоснование вызывает сомнение, поскольку энергия Шарпи есть суммарная энергия, необходимая для полного разрушения образца, а величина i равна энергии, необходимой для начального, сколь угодно малого, роста трещины , 7. Тем не менее между величинами вязкости разрушения и энергией Шарпи была обнаружена корреляционная связь, особенно сильная при малой вязкости . В работе показано, что температурная зависимость обоих параметров и расположение сопоставляемых 4 марок сталей в ряд одинаково. Аналогичная корреляция температурных зависимостей наблюдалась в работе для параметров Ис и энергии Шарпи на образцах с усталостной трещиной. Шарпи с V образным надрезом.