что называют процессом ползучести материала

Ползучесть

Полезное

Смотреть что такое «Ползучесть» в других словарях:

Ползучесть — развитие деформаций грунта во времени при неизменном напряжении. Источник: ГОСТ 12248 96: Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Ползучесть — материалов медленная непрерывная пластическая деформация твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Ползучести в той или иной мере подвержены все твёрдые тела как кристаллические, так и аморфные. Содержание … Википедия

Ползучесть — – медленная непрерывная пластическая деформация твердого тела под действием постоянной нагрузки или механического напряжения. [Блюм Э. Э. Словарь основных металловедческих терминов. Екатеринбург 2002] Ползучесть – процесс непрерывного … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ползучесть — Процесс непрерывного деформирования материала во времени при постоянной нагрузке. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 82. Строительная механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] ползучесть Изменение… … Справочник технического переводчика

ПОЛЗУЧЕСТЬ — ПОЛЗУЧЕСТЬ, в металлургии продолжительная деформация металла под воздействием напряжений, при которой металл как будто течет, как чрезвычайно вязкая жидкость. Металлические детали можно проверять на ползучесть, определяя в процентах их удлинение… … Научно-технический энциклопедический словарь

ползучесть — крип, Словарь русских синонимов. ползучесть сущ., кол во синонимов: 3 • виброползучесть (1) • … Словарь синонимов

ПОЛЗУЧЕСТЬ — ПОЛЗУЧЕСТЬ, медленная непрерывная пластическая деформация (металла или сплава) под действием постоянной механической нагрузки. Ползучести подвержены все твердые тела в широком интервале температур. Физический механизм ползучести такой же, как и… … Современная энциклопедия

ПОЛЗУЧЕСТЬ — непрерывная пластическая деформация материалов под действием постоянной нагрузки. Ползучести подвержены все кристаллические и аморфные твердые тела при всех видах механических нагрузок и при всех температурах … Большой Энциклопедический словарь

Ползучесть — горных пород (a. creep of rocks; н. Kriechen der Gesteine; ф. fluage de terrain, fluage de roche; и. fluidez de rocas, fluencia de rocas) медленная непрерывная пластич. деформация г. п. под воздействием постоянной нагрузки или механич.… … Геологическая энциклопедия

ползучесть — ПОЛЗУЧИЙ, ая, ее. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ПОЛЗУЧЕСТЬ — (крип) способность металла давать остаточные деформации при напряжениях, меньших предела упругости, под длительным воздействием высокой температуры. Пределом П. при данной температуре называется напряжение материала, при котором скорость… … Морской словарь

Источник

ПОЛЗУЧЕСТЬ

Ползучесть – это явление, заключающееся в том, что металл, нагруженный при постоянно высокой температуре, медленно и непрерывно пластически деформируется под воздействием постоянных во времени напряжений.

Чем медленнее увеличивается деформация, а следовательно меньше скорость ползучести, тем выше будет жаропрочность материала при заданных напряжении и температуре. Для металлов в теплоэнергетике характерна рекристаллизационная ползучесть, которая начинается при температуре, большей температуры рекристаллизации Т_рек. Следовательно, чем выше Т_рек материала, тем выше его жаропрочность. Поэтому одним из путей повышения жаропрочности является увеличение Т_рек за счет использования тугоплавких материалов в качестве основы сплавов или твердых растворов при легировании.

Тугоплавкие материалы повышают не только Т_рек, но и прочность межатомных связей, а, следовательно, снижают скорости диффузии и ползучести. При легировании растворенные атомы легирующих элементов повышают сопротивление ползучести за счет упругого взаимодействия с дислокациями и влияния на диффузионные процессы.

На скорость ползучести может сильно влиять термическая обработка, в результате которой происходит упрочнение металла вследствие выделения из пересыщенных твердых растворов упрочняющих фаз. Такие фазы в виде карбидов, нитридов, интерметаллидов создают препятствия и затрудняют пластическую деформацию, что приводит к снижению скорости ползучести.

В результате развития ползучести увеличивается диаметр и уменьшается толщина стенок труб. Деталь, проработавшая определенное время в условиях ползучести, разрушается при пластической деформации, во много раз меньшей, чем при кратковременной перегрузке при той же температуре. Повышение рабочих температур на тепловых электростанциях привело к тому, что многие детали работают в условиях, при которых появляется ползучесть.

При эксплуатации оборудования АЭС наблюдается радиационная ползучесть.

Радиационная ползучесть— ползучесть, вызванная облучением материала; характеризуется, как правило, повышенной скоростью.Радиационная ползучесть сталей проявляется при температуре 300–500 °С, когда роль термической ползучести еще пренебрежимо мала.

Следствием радиационно-ускоренной ползучести является существенное снижение длительной прочности материалов под действием облучения. Радиационная ползучесть происходит в результате скольжения и переползания дислокаций. Установившаяся скорость радиационной ползучести пропорциональна приложенному напряжению и повреждающей дозе.

Основной характеристикой ползучести является предел ползучести. Предел ползучести – напряжение, которое вызывает заданную деформацию за определенный промежуток времени. Заданная деформация устанавливается исходя из допустимых зазоров между деталями, а время – из срока службы изделия. Так, для теплоэнергетического оборудования задается деформация, равная 1 %, а время – 10 5 ч. При таком большом промежутке времени основная деформация соответствует прямолинейному участку диаграммы ползучести, по сравнению с которой деформация на начальном криволинейном участке ничтожно мала, и ею можно пренебречь. Тогда скорость деформации на установившемся участке для e = 1 % и времени t = 10 5 ч будет составлять .

Предел ползучести обозначают , где t – температура, °С; t – время, ч; e – деформация, %. — скорость ползучести

Для деталей длительное время работающих при повышенных температурах, задается обычно скорость ползучести на установившейся стадии процесса, например 0,1% за 10 5 ч.

Например, для допускаемой деформации, равной 1 %, за 10 5 ч при температуре t = 500 °С предел ползучести обозначается: МПа (напряжение, равное 130 МПа, вызывает деформацию в 1 % за 10 5 ч при температуре 550 °С).

Источник

Что называют процессом ползучести материала

Графическое изображение зависимости остаточной деформации от времени испытаний при постоянных напряжении и температуре называют кривой ползучести (рис. 4.21). При испытаниях образец находится внутри электронагревательного устройства, удлинение измеряется механическим или оптическим методом. Начальная деформация образца (она может быть упругой или упругопластической) не учитывается. Остаточная (пластическая) деформация, увеличивающаяся во времени при постоянном напряжении, называется деформацией ползучести и обозначается (индекс с — начальная буква слова «сгеер» — ползучесть).

Рис. 4.21. Кривая ползучести: 1 — стадия неустановившейся ползучести; II — стадия установившейся, ползучести; III — стадия разрушения

Скорость деформации ползучести, или короче скорость ползучести,

Эксперименты показывают, что на кривых ползучести

наблюдаются три характерные стадии. Первая стадия (участок ОА) — стадия не установившейся ползучести. Скорость ползучести, наибольшая в начальный момент, постепенно уменьшается. Вторая стадия (участок АВ) характеризуется постоянной (минимальной) скоростью ползучести. Наконец, третья стадия (участок ВС) представляет собой стадию разрушения; на образце образуется сетка трещин, стадия заканчивается хрупким изломом или при высоких уровнях напряжений вязким изломом с местным утонением. Ползучесть материала в элементах конструкций допустима до определенной величины. Например, при ползучести ротора турбины может произойти касание рабочих лопаток о корпус.

Для оценки ползучести материала используется специальная характеристика — предел ползучести. Пределом ползучести называется напряжение, при котором деформация ползучести за определенный промежуток времени достигает заданной величины. Например, для никелевого жаропрочного сплава ХН77ТЮР (нимоник-80) при температуре 700°С за время и деформации ползучести 0,2% предел ползучести составляет

При обозначении предела ползучести указываются величина деформации, время и температура испытаний.

Скорость ползучести.

Основное время развития ползучести приходится обычно на установившуюся стадию с постоянной скоростью ползучести.

Результаты экспериментального определения скорости ползучести на установившейся стадии представляют в виде степенной зависимости

где — параметры материала, зависящие от температуры.

В логарифмических координатах уравнение (51) соответствует линейной зависимости от .

Параметр является безразмерным и обычно лежит в пределах 3—6, т. е. зависимость скорости ползучести от напряжения весьма существенна. Размерность параметра В зависит от выбранной размерности и значения .

Источник

Что называют процессом ползучести материала

Механизм пластической деформации при ползучести в основном остается тем же, что и механизм обычной пластической деформации; ползучесть происходит в результате сдвигов по плоскостям наилегчайшего скольжения за счет движения дислокаций. Однако если при кратковременной пластической деформации сдвиги локализованы в пачках плоскостей скольжения, причем блоки значительных размеров остаются практически иедеформированными, то ползучесть происходит в результате весьма малых сдвигов по большому числу плоскостей скольжения; поэтому микроскопическая картина обычно не обнаруживает следов сдвига, который распределяется более или менее равномерно по всему объему кристаллического зерна.

Кроме того, длительное действие напряжения при высокой температуре может вызвать сдвиги в системах скольжения, которые в обычных условиях остаются неактивными.

При объяснении механизма ползучести нужно различать начальную стадию и стадию установившейся ползучести. Если зерно деформировано путем приложения касательного напряжения , большое количество дислокаций оказывается задержанным препятствиями так, что для приведения их в движение достаточно лишь немного увеличить напряжение. Существуют подавленные источники Франка — Рида, для которых критическое напряжение немного превышает действующее. В сплавах, содержащих большое количество более или менее равномерно распределенных субмикроскопических выделений (дисперсионно-твердеющих сплавах), характерно расположение дислокаций, подобное изображенному на рис. 288; под действием приложенного напряжения линия дислокации выгибается между препятствиями. Атомы находятся в состоянии теплового движения, поэтому линии дислокаций никогда не останутся в покое, они колеблются, выгибаясь то больше, то меньше. Поэтому всегда есть вероятность, что два соседних участка примут конфигурацию, изображенную пунктиром и обозначенную буквой а. Тогда соприкасающиеся участки линии дислокации уничтожат друг друга, оставшиеся части сольются и займут положение .

Таким образом, препятствие в виде ряда внедренных выделений не является непреодолимым, со временем дислокация полностью или частично пройдет через него. Энергия, которую необходимо сообщить дислокации, чтобы миновать препятствие, называется энергией активации. В первую очередь будут продвигаться дислокации с низкой энергией активации, для дислокаций с более высокой энергией активации вероятность того, что тепловое движение атомов сообщит необходимую энергию, меньше, поэтому такие дислокации будут двигаться реже. Каждое перемещение дислокации вызывает пластическую деформацию, скорость которой убывает со временем. Так будет продолжаться до тех пор, пока не исчерпается весь запас дислокаций с достаточно низкой энергией активации.

Освободившиеся дислокации задерживаются на препятствиях обычно в виде групп, подобных изображенным на рис. 100, как и при обычной пластической деформации, поэтому ползучесть сопровождается упрочнением материала. Увеличивающееся сопротивление этих групп присоединению новых дислокапий является второй причиной уменьшения скорости ползучести на первом участке кривой.

С другой стороны, вследствие температурных флуктуаций, вызывающих диффузионное движение вакансий и внедренных атомов, задержанные группы дислокаций разрушаются, некоторые дислокации выходят из плоскости скольжения. Как уже отмечалось в § 70, дислокации одного знака, находящиеся в различных плоскостях скольжении, имеют тенденцию расположиться в виде вертикальных рядов, образующих границы блоков. Такая фрагментация зерна, разбивка его на отдельные блоки, слегка отличающиеся своей Ориентацией, действительно наблюдается во второй фазе ползучести.

Данное схематическое описание процесса ползучести является далеко не исчерпывающим. При высоких температурах в сплавах происходят различного рода изменения: выпадение новых фаз, направленная диффузия примесей и т. д. Эти явления влияют на процесс ползучести иногда самым неожиданным образом, именно поэтому экстраполяция кривых ползучести бывает очень ненадежна.

При достаточно высоких температурах в поликристаллическом металле границы зерен становятся более слабыми, чем сами зерна, и значительная часть деформации ползучести происходит за счет скольжения зерен друг относительно друга. Это скольжение носит характер вязкого течения, оно затруднено кинематически, так как зерна имеют неправильную форму и каждое зерно встречает сопротивление со стороны соседних. Это скольжение становится возможным за счет пластической деформации зерен, и иногда оно сопровождается появлением межзеренных трещин, приводящих к разрушению.

Источник

ПОЛЗУЧЕСТИ ТЕОРИЯ

математическая- раздел механики сплошных сред, в к-ром изучают процессы медленного деформирования (течения) твёрдых тел под действием пост, напряжения (или нагрузки). В силу различия физ. механизмов, приводящих к возникновению временных эффектов, единой П. т. не существует. Наиб, развитие получили варианты П. т., описывающие поведение наиб, распространённых конст-рукц. материалов: металлов, пластмасс, композитов, грунтов, бетона. Осн. задача П. т.- формулировка таких матем. зависимостей между деформацией ползучести (или её скоростью) и параметрами, характеризующими состояние материала (механич. напряжения, темп-pa, повреждённость и др.), к-рые бы достаточно полно отражали осн. наблюдаемые в экспериментах свойства. К П. т. непосредственно примыкают теории т. н. длит. прочности, описывающие разрушение материалов при выдержке в условиях постоянной или слабо меняющейся нагрузки.

Механич. характеристики ползучести и длит. прочности конструкц. материалов обычно определяют в опытах на растяжение или сжатие цилиндрич. образцов (одноосное напряжённое состояние) либо путём испытаний трубчатых или плоских образцов при разд. комбинациях нагрузок (сложное напряжённое состояние). Длительность испытаний зависит как от уровня нагрузок, так и от задач использования данного материала в конкретных конструкциях. Она может колебаться от неск. минут (для решения технол. задач обработки металлов, непрерывной разливки, ракетной техники) до сотен тысяч часов (стационарные турбины, строит. конструкции).

Наиб. распространение получили два подхода к построению П. т. В первом в качестве осн. соотношения принимается ур-ние состояния в виде где r— деформация ползучести, — напряжение, Т— темп-pa, — т. н. параметры состояния, для к-рых записывается система кинетич. ур-ний вида

где коэф. сами могут быть ф-циями Задавая конкретные виды ф-ций и можно получить все известные, т. н. техн. П. т. Так, если принять, что параметр получим теорию течения, а если ограничиться одним ур-нием (1), то теорию упрочнения. Вводя параметр повреждённости w (под к-рым понимается обобщённая мера микротрещин), получим соотношения вида

получаем обычную теорию наследственности. Величина т. н. ядро последействия, характеризует, насколько в момент времени t ощущается влияние (последействие) на деформацию напряжения, к-рое действовало в более ранний момент времени Т. к. напряжение действует и в др. моменты времени, то суммарное последействие учитывается интегрированием. Если ядро К зависит только от разности то имеем дело с нестареющим материалом, а если является линейной ф-цией то получается линейная теория наследственности. Когда К является экспоненциальной ф-цией от получаем известные модели вязкоупругих сред. В более общем случае F может быть представлено в виде ряда кратных интегралов по времени. Тогда получаем соотношения общей нелинейной теории вязкоупругости.

П. т. используется для анализа напряжённо-деформированного состояния и времени работоспособности элементов конструкций, материал к-рых обладает свойствами ползучести и длит. прочности. Соотношения (1), (2) дополняют систему ур-ний равновесия и совместности до полной. В условиях ползучести при пост. внеш. воздействиях может со временем произойти потеря несущей способности отд. элементов конструкций и конструкции в целом. Это относится, в частности, к потере устойчивости элементов типа арок и оболочек, где возможна потеря устойчивости при нагрузках, существенно меньших, чем вызывающие мгновенную потерю устойчивости при нагружении. Важное значение имеют расчёты длит. прочности, когда возможно наступление мгновенного разрушения при длит. эксплуатации в условиях стационарного режима нагру-жения. П. т. позволяет найти оптим. режимы ряда технол. процессов высокотемпературной обработки металлов, изготовления композитных материалов и оценить временные процессы при деформации грунтов, ледников и др. природных сред.

Лит.: Работнов Ю. Н., Ползучесть элементов конструкций, М., 1966; его же, Элементы наследственной механики твердых тел, М., 1977; Закономерности ползучести и длительной прочности. Справочник, под ред. С. А. Шестерикова, М., 1983; М а л и н и н H. H., Ползучесть в обработке металлов, М., 1986. С. А. Шестериков.

Источник