Т. 329, № 10

Влияние остаточных напряжений в зонах сварного узла на сопротивление хрупким разрушениям

Актуальность исследования в области прочности и разрушения сварных узлов связана с необходимостью обеспечения высокой надежности и безопасности эксплуатации опасных производственных объектов. В настоящее время признана роль внутренних напряжений и их релаксации как самостоятельной причины разрушения. Конечной формой предельного состояния является появление трещин, однако признаки наступления предельного состояния узла или конструкции не сформулированы. Цель исследования: установление признаков предразрушения и разрушения зон сварного шва по условиям перераспределения внутренних напряжений при термической релаксации. Объект: сварные узлы пароперегревателя, выполненные из разнородных сталей. Методы: физическое моделирование условий эксплуатации путем термоциклирования образцов в электропечи МИМП-10УЭ, рентгенометрия образцов, оценка внутренних структурных напряжений на рентгеновских дифрактометрах типа ДРОН, морфологический анализ с применением металлографического анализатора «Ресурс С7», включающего инвертированный микроскоп Olympus GF41 с программным обеспечением SIAMS Photolab, морфология трещин с помощью микроанализатора типа PEN SCKOPE, анализ микротвердости при использовании микротвердомера ПМТ-3. Результаты. На основании гипотезы о корреляции трещинообразования с процессами релаксации внутренних напряжений показано, что появление и рост трещины и релаксация напряжений являются взаимосвязанными процессами. В результате термо-флуктуационных релаксаций обнаружены одни и те же качественные закономерности для однофазной и двухфазной системы фаз, приводящие к разрушению. Для образца с начальной трещиной в условиях отсутствия внешних нагрузок и деформаций протекающие в образце процессы естественного старения контролируются только внутренними напряжениями, которые приводят в действие все механизмы разрушения, в том числе и фазовый распад. По условиям термофлуктуационной релаксации внутренних напряжений устанавливается температурная граница области напряженных состояний, определяющая надежную эксплуатационную температуру.

Ключевые слова:

Сварной узел, околошовная зона, зона термического влияния сварки, внутренние напряжения, термоциклирование, термическая релаксация, микротвердость, трещинообразование, прочность, разрушение, сварные узлы, предразрушения, перераспределение, термическая релаксация, пароперегреватели, физическое моделирование, термофлуктуационный подход, труды учёных ТПУ, электронный ресурс,

Авторы:

Заворин Александр Сергеевич

Любимова Людмила Леонидовна

Буваков Константин Владимирович

Кулеш Айгуль Сабировна

Ташлыков Александр Анатольевич

Кулеш Роман Николаевич

Скачать PDF