Механические свойства ротора из сталей

Механические свойства ротора из сталей ЭИ756 и ЭИ802 на образцах, вырезанных из припусков для проб, механические свойства металла поковки из стали ЭИ756 в различных сечениях.

Примечания: 1. В числителе указаны значения, полученные на продольных образцах, в знаменателе — на тангенциальных.

2. По принятым в настоящее время техническим условиям з0 .,= 55 кГ/мм2; = 75 кГ/мм2; о >14%; = 45%; ак >3 к1м/см2.

Из приведенных данных следует, что механические свойства в поковках ниже требований технических условий.

Пониженные значения ударной вязкости при 20 °С могут быть и у стали ЭИ802; например, ударная вязкость на тангенциальных и продольных образцах, вырезанных из периферийной части роторов (12 и 40-г) и из мест, близких к центру поковки (у расточки), колеблется в пределах 1,2—9,5 кГм/см2.

Отклонения по пределу текучести не вызывают опасений,

1 Охлаждение во всех случаях на воздухе.

так как имеющиеся результаты исследований макета ротора из 13-г слитка показали, что сталь ЭИ756 имеет высокие жаропрочные свойства при его,2 = 55-4-60 кГ/мм2 и оь = 75 -т- -т-80 кГ/мм2.

Значительно большие отклонения от требуемых величин были получены по ударной вязкости, относительному удлинению и сужению.

Порог хладноломкости смещен в область положительных температур, при 100 °С ударная вязкость на тангенциальных образцах приближается к заданной по техническим условиям величине.

Характеристика, называемая ударной вязкостью, является неопределенной и не входит в расчетные формулы, являясь по существу качественной, определяющей суммарно свойства материала и зависящей одновременно от многих факторов, в том числе и технологических.

критическая температура хрупкости

сильно сдвинута в область положительных температур

Как известно, на величину ударной вязкости и положение критического интервала хрупкости в основном оказывают влияние микро- и макроструктура, тип решетки основного твердого раствора, величина зерна и состояние границ (вели-чина и количество дисперсных выделений, в основном по границам зерен). В значительной мере положение порога хладноломкости, обычно находящегося в сравнительно узком интервале в области комнатной и низких температур, сильно зависит от весьма тонких структурных изменений в пограничных слоях зерен и по плоскостям скольжения при прочих почти неизменных условиях.

Надрез на ударном образце уменьшает отношение касательных напряжений к нормальным. При увеличении скорости деформирования (удар) сопротивление стали срезу тмакс быстро возрастает до некоторого значения, сопротивление отрыву Омане практически остается без изменения. Влияние обоих внешних условий — надреза и скорости увеличивает вероятность разрушения путем отрыва, что в свою очередь выявляет склонность данной стали к хрупкому разрушению. Понижение температуры испытания увеличивает тМакс и оо.г, что тоже увеличивает вероятность разрушения образца путем отрыва.

Если критическая температура хрупкости сильно сдвинута в область положительных температур, то это свидетельствует о большей опасности применения таких материалов. Например, молибден и его сплавы, имеющие очень высокую критическую температуру хрупкости (350—450 °С), представляют собой типичный пример материалов, крайне хрупких при обычных рабочих температурах. 12%-ные хромистые легированные стали (так же, как и низкохромистые, легированные молибденом и ванадием, теплоустойчивые стали, широко применяемые в паротурбостроении) имеют критическую температуру хрупкости в области —40 ч- +20 °С; при +50 ч- +100°С эти стали имеют удовлетворительную ударную вязкость. Поэтому ударную вязкость материалов для крупных роторов и отливок дополнительно проверяют и при 50—100°С. Кроме того, практически роторы не несут значительных ударных нагрузок в процессе монтажа, а повышенные напряжения в них возникают в период испытаний при большом числе оборотов под нагрузкой, т. е. в хорошо нагретом состоянии.