4. Свойства, определяемые нагружением в условиях повышенных температур

Следует различать: а) кратковременные и б) длительные испытания при повышенных температурах. При кратковременных испытаниях устанавливают при соответствующей температуре те же характеристики материала (Е, _т, а_в, ,  и т. д.), что и при испытаниях при нормальной температуре.

Однако необходимо учитывать, что если при нормальной температуре предел прочности металла практически не зависит от длительности действия нагрузки, то при повышенных температурах такая зависимость становится весьма существенной. Увеличение длительности воздействия напряжения приводит к снижению прочности. По этой причине для оценки прочности в условиях высоких температур принят особый параметр — предел длительной прочности, (_д), который характеризует напряжение, вызывающее разрушение металла при заданной температуре за данный отрезок времени, например = 20 кГ/мм².

Обычно предел длительной прочности а_л для металлов задается серией линий для разных температур, см. рис. 166 на с. 374.

Вместе с этим, в области высоких температур в металлах наблюдается непрерывная пластическая деформация уже при небольших напряжениях. Такое явление называется ползучестью (крипом). Для оценки сопротивления ползучести используется специфический параметр — предел ползучести (_п), который характеризует напряжение, вызывающее при данной температуре заданную деформацию (например 0,5%) при нагружении в течении определенного времени (обычно не менее 500 час). Так, например, запись означает, что напряжение 15 кГ/мм² при 700° вызывает в данном металле пластическую деформацию равную 0,5% за 1000 часов.

Участки кривой ползучести (рис. 34) соответствуют:

• Оа упругой и пластической деформации, вызванной мгновенным приложением нагрузки;

• аb деформации металла с замедляющейся скоростью;

• bc установившейся скорости ползучести;

• cd ускоренной ползучести, которая заканчивается разрушением в точке d.

Выше были рассмотрены основные способы механических испытаний и основные характеристики механических свойств металлов. Естественно, что условия эксплуатации определяют тот комплекс свойств, которым должен обладать материал реальной детали, чтобы обеспечить как необходимую надежность, так и долговечность работы изделия, т. е. конструктивную прочность. При установлении критерия прочности материала важно, чтобы степень жесткости испытаний соответствовала характеру напряженного состояния материала в изделии и она должна быть различной для материалов с разной прочностью.

№ 12. Станины станков изготовляют из относительно мало-прочного и хрупкого серого чугуна. Каким методом испытаний следует подвергнуть материал для этих целей? Ответ (см. на с. 60): необходимо провести испытания на 1) растяжение; 2) изгиб и растяжение; 3) растяжение, изгиб и удар.

Так как при стандартных испытаниях трудно воспроизвести, полностью условия работы детали в конструкции, то в дополнение к этим испытаниям часто производятся испытания натурных изделий на стендах или в эксплуатации. Это позволяет принимать более обоснованные окончательные решения при выборе материала и способов упрочнения применительно к конкретным напряженным деталям.