Очень интересное поведение стали

[Closius 8]

В одной материаловедческой организации был проделан эксперимент. На стержень был подвешен груз, допустим 10 кг. Стержней таких было штук 20. Материал стержня низколегированая сталь типа 10Х2М или 15Х1МФ. Стержни испытывали на длительную статическую прочность. Через определенное время стержни разрывались (например через 100 часов). То есть падал вначале один потом второй грузы и т.д. Ну то есть примерно через 100 часов (такую же оценку дали и аналитически расчеты).

Когда упало два-три первых груза наблюдатель снял пару образцов, то есть они находились в пару десятков минут (или того меньше) от разрушения.

Далее наблюдатель испытал эти стержни на кратковременную нагрузку (например за 10 минут нагрузка на стержень доводилось до разрушающей). Также были испытаны пару стержней, которые не участвовали на тесте на длительную прочность. Так вот результаты испытаний на кратковременную прочность обоих этих стержней совпали! То есть предел кратковременной прочности остался тем же.

Важно: температура при которой испытывались стали как на длительную так и на кратковременную прочность равна 500 градусов Цельсия.

У меня возникает вопрос: почему так? Какова физика такого явления?

То есть даже если у нас работает оборудование под нагрузкой в стационарном режиме 100000 часов, то при расчете например аварийной ситуации мы ведем расчет по кратковременным свойствам.

PS: Я работаю в сфере атомной энергетики.

[valeo-ua 95]

на сколько я помню - металл "течет ". и это - нормально.

ну а "физика" - проверьте направление волокон до и после испытания на длительную прочность. и вообще спецы-металловеды это должны знать лучше чем конструктора :) так что вы их побольше побуцайте - пусть отрабатывают свои "наркомовские" :))

[Closius 8]

Если метал течет, то должен уменьшаться его предел кратковременной прочности. А он не уменьшается.

Металоведы там доктора наук, заумно говорят ) Спрошу конечно их.

У меня с коллегами возникло мнение что это связано со строением пор и дислакаций в металле.. При длительной нагрузке они медленно но верно перемещаются и скапливаются в одном месте (говоря простым языком), и в этом месте происходит разлом когда их концентрация достигает максимума.

А при кратковременном воздействии дислакации не успевают переместится.

Но на самом деле я не осознаю до конца каким образом дислакации перемещаются среди зерен металла..

[Солодов 2]

Если метал течет, то должен уменьшаться его предел кратковременной прочности...

Откуда такая уверенность? Посмотрите диаграмму растяжения стали. Например, тех марок, которые не имеют площадки текучести.

[Vavilonus 1]

а о какой прочности вообще идет речь? об истинной или абсолютной? Какую площадь поперечного сечения берете?

Под нагрузкой дислокации не только перемещаются, но еще и увеличиваются в кол-ве.

PS между зерен дислокации перемещаются с очень большим трудом, поэтому измельчение зерна эффективный путь повышения прочности и пластичности

[Closius 8]

Солодов:

Может быть.. Вообще я не очень хорошо выразился.. В моем случае длительные свойства определяются условиями ползучести. Температура эксперимента выше температуры при которой надо учитывать ползучесть.

Vavilonus:

Не могу ответить на ваши вопросы.

[Владимирович 0]

У нас было нечто аналогичное. При определённом виде ремонта металлоконструкции мостового крана мы тоже брали образцы из главных балок и проверяли предел прочности, предел текучести ... . И всегда получали значения выше чем в ГОСТах на данный металл. Правда нам не было с чем сравнивать. Но тем не менее картина похожая - кран проработавший несколько лет в тяжёлом режиме (от 500 000 до 1 000 000 циклов), а механика металла хорошая. Может этим исследователям следовало ещё и значение ударной вязкости проверить на V-образных образцах ГОСТ 9454-78?

Может быть ещё дело в том, что при длительном нагружении задействуется весь объём металла, тогда как при кратковременном только его часть. В любом металле/материале есть дефекты/включения и т.д. Поэтому наверно ещё следует рассмотреть тот факт, что (если не ошибаюсь) значение статического КИН больше значения динамического. Если это так, то Вам нужно залезть в динамическую механику разрушения.

Изменено 22 марта 2011 пользователем Владимирович