Жаропрочные и жаростойкие стали.

Жаропрочность – способность материала, сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах.

Жаростойкость – сопротивление металла окислению при высоких t.

Жаропрочные материалы используются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах, когда имеет место явление ползучести.

Критериями оценки жаропрочности являются кратковременная и длительная прочность, ползучесть.

Кратковременная прочность определяется с помощью испытаний на растяжение разрывных образцов. Образцы помещают в печь и испытывают при заданной температуре. Обозначают кратковременную прочность σ_в =, например

при 300^oС σ_в = 300МПа.

Прочность зависит от продолжительности испытаний.

Пределом длительной прочности называется максимальное напряжение , которое вызывает разрушение образца при заданной температуре за определенное время.

Ползучесть – свойство металла медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной температуре.

В зависимости от температуры скорость деформации при постоянной нагрузке выражается кривой состоящей из трех участков (рис. 11.1):

Рис. 11.1. Кривая ползучести

ОА – упругая деформация образца в момент приложения нагрузки;

АВ – участок, соответствующий начальной скорости ползучести;

ВС – участок установившейся скорости ползучести, когда удлинение имеет постоянную скорость.

Если напряжения достаточно велики, то протекает третья стадия (участок СД), связанная с началом разрушения образца (образование шейки).

Для углеродистых сталей ползучесть наблюдается при нагреве выше 400^oС.

Деформация ползучести - величина пластической деформации в процентах, полученная деталью при ползучести за данный промежуток времени.

Скорость ползучести - величина пластической деформации (линейной), называемая ползучестью, отнесенная к единице длины в единицу времени. Скорость ползучести определяется обычно во второй (устанавливающийся) стадии ползучести и измеряется в % /ч или мм/ч.

Предел ползучести – напряжение, под действием которого материал разрушается в конце заданного промежутка времени при определенной температуре.

НапримерХН77ТЮР σ⁷⁵⁰₁₀₀=32МПа, где верхний индекс – температура испытания в ^oС, нижний индекс – заданная продолжительность испытания в часах.

В качестве современных жаропрочных материалов можно отметить мартенситные и аустенитные жаропрочные стали, никелевые и кобальтоавые жаропрочные сплавы, тугоплавкие металлы.