Ползучесть металлов

Ползучестью называют явление непрерывной пластической деформации под действием постоянного напряжения в течение определенного времени. Испытания на ползучесть и длительную прочность используют для количественной оценки характеристик жаропрочности металлов и сплавов. Эти испытания обычно проводят по схеме одноосного растяжения.

Различают низкотемпературную (при температуре t₁ < 0,4t_пл) и высокотемпературную (при   t₂ > 0,4t_пл) ползучесть (Рис. 1).

Низкотемпературная ползучесть (кривая АВ на Рис. 4) слабо зависит от температуры и прило­женного напряжения при испы­тании, поскольку величина удли­нения при реальных для конст­рукций напряжениях обычно мала, быстро стабилизируется во времени не может существенного вырасти даже при длительных выдержках. Поэтому практичес­кое значение низкотемпературной ползучести мало.

Рис. 1. Характер кривых ползучести при температурах t₁ <t₂ < t₃

Высокотемпературная ползучесть при t₂ > 0,4t_пл начинается с неустановившейся стадии (кривая А' В на рис. 4), затем наступает установившаяся стадия (участок ВС на кривой A'BCD) при скорости ползучести, близкой к постоянной. При высокотемпературной ползучести достаточно полно протекает процесс возврата путем поперечного скольжения и переползания дислокаций. При весьма высоких температурах (t₃ > (0,5…0,8)t_пл - кривая А"С') возможны также некоторые рекристаллизационныс процессы.

При стандартных испытаниях на ползучесть при растяжении определяют предел ползучести материала, т. е. наибольшее условное растягивающее напряжение σ, под действием котороого материал может длительное время работать, не подвергаясь значительной деформации или при котором скорость или деформация ползучести за определенное время достигает заданном величины.

Если задается скорость ползучести ν_п в %/ч, то предел ползучести обозначается σ¹¹⁰⁰₁.₁₀^-4, что означает: предел ползучести при температуре испытания t = 1100 °С и скорости ползучести ν_п = 1^.10^-4 %/ч. Если задается относительное удлинение δ в %, и время его достижения τ в часах, то предел ползучести обозначается σ⁸⁰⁰_1/1000, что означает: предел ползучести при t = 800 °С  , когда деформация ползучести δ =1% достигается за время т = 1000 ч.

Испытания на ползучесть проводят на стандартных образцах круглым или прямоугольным сечением рабочей части на спецальных машинах для испытания на ползучесть. Удлинение образца (вследствие протекания процесса ползучести) измеряют с точностью не менее 0,002 мм специальными индикаторами. На современных испытательных машинах кривая ползучести записывается автоматически во время испытания.

Для оценки сопротивления материала разрушению при длительном воздействии температуры и напряжения опредеют предел длительной прочности — условное наибольшее напряжений под действием которого материал при данной температуре paзpyшается через заданный промежуток времени.

.