11.4.5. Характеристики ползучести

Основной целью испытаний на ползучесть при растяжении является определение предела ползучести материала. Предел ползучести – это наибольшее условное растягивающее напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенное время достигают заданной величины.

Если допуск дается по скорости ползучести, то предел ползучести обозначается буквой σ с двумя индексами – нижний соответст-

вует заданной vп, %/ч, а верхний – температуре испытания, ºС. Например, σ11001·10 -4 – это предел ползучести при 1100 ºС и vп = 1·10-4 %/ч. Если задается относительное удлинение и время его достиже-

ния, то в обозначение предела ползучести вводят три индекса: верхний соответствует температуре испытания, а два нижних – де-

формации и времени. Например, σ8001/1000 – предел ползучести при 800ºС, когда δ=1% достигается за 1000 часов.

Предел ползучести характеризует напряжение, под действием которого материал может длительное время работать, не подвергаясь значительной деформации. Однако он ничего не говорит о сопротивлении материала разрушению при длительном воздействии температуры и напряжения. Для оценки такого сопротивления определяют предел длительной прочности – наибольшее напряжение, под действием которого материал при данной температуре разрушается через заданный промежуток времени. Время до разруше-

ния называют долговечностью.

Методика проведения испытаний на длительную прочность близка к методике испытаний на ползучесть. Используется обычно та же схема нагружение – растяжение. Для определения предела длительной прочности необходимо провести испытание, по крайней мере, пяти-шести образцов при разных напряжениях. Основным результатом испытания каждого образца является время до разрушения τр при заданном напряжении σ. Связь между τр и σ хорошо аппроксимируется уравнением:

где В и m – коэффициенты.

102

В логарифмических координатах эта зависимость прямолинейна и, следовательно, дает возможность экстраполировать результаты на более длительное время. Определив время до разрушения образцов, для сокращения времени испытания находившихся под напряжением, заведомо большим предела длительной прочности, строят по экспериментальным точкам прямую lgσ – lgτр, и после ее экстраполяции до заданного времени оценивают величину этого предела (рис. 11.38, кривая 1). Обычно рекомендуемый допуск по времени составляет от 50 до 10 000ч и определяется требованиями

пример, σ1000900 – предел 1000-часовой прочности при 900оС. Применительно к конструкционным материалам ядерных реак-

торов и, в частности, к сплавам на основе циркония большую важность имеют вопросы, касающиеся радиационной ползучести. Радиационной ползучестью называют ползучесть в условиях нейтронного облучения, порождающего большое количество точечных дефектов. Наряду с радиационным ростом, радиационная ползучесть является одной из причин, вызываемых облучением размерных изменений. Радиационная ползучесть циркониевых сплавов изучена весьма подробно, включая такие аспекты, как эффект динамического преференса и влияние текстуры изделий, которые, как правило, не рассматриваются при изучении обычной ползучести.

103