Приложение 6. Характеристики длительной прочности, пластичности и ползучести конструкционных материалов

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Характеристики длительной прочности, пластичности и ползучести конструкционных материалов

1. Основные понятия и обозначения

	-	напряжение, МПа
	-	условный предел длительной прочности за время t при температуре T, МПа
	-	условный предел ползучести при температуре T для времени , достижения заданной деформации , МПа
T	-	температура, К (°C)
	-	текущее время испытания, ч
	-	время до разрушения, ч
,	-	текущее время испытания при температурах T, , ч
t	-	время достижения заданного остаточного удлинения , ч
	-	заданный ресурс при температуре , ч
e	-	деформация, %
	-	скорость ползучести, %/ч
A	-	относительное удлинение после разрыва, %
	-	условный предел остаточного удлинения при разрыве при температуре , %
	-	заданное остаточное удлинение, %
Z	-	относительное сужение площади поперечного сечения образца при разрыве, %
	-	условный предел длительного статического сужения при температуре T за время t, %
	-	характеристики жаропрочности при температуре T, для заданного уровня вероятности разрушения P и ресурса , МПа , %
	-	коэффициент экстраполяции длительной прочности
	-	коэффициент экстраполяции ползучести
	-	среднеквадратические отклонения характеристик жаропрочности
	-	число опытов при температуре T
P	-	вероятность разрушения
M	-	количество партий

2. Общие положения

2.1. Настоящее приложение к нормам расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок содержит методы получения характеристик жаропрочности конструкционных материалов. Рассматривается область температур 573-923 К (300-650°C), при которых в металле проявляются ползучесть и длительная прочность.

2.2. Допускается для определения характеристик жаропрочности с вероятностью P = 0,5 и P = 0,01 (условного предела прочности, условного предела ползучести, условных пределов относительных удлинения и сужения) использование параметрических методов в соответствии с ОСТ 108.901.102-78 (разд. 5).

2.3. Количество образцов при испытаниях одной партии распределяют равномерно по напряжениям, соответствующим долговечности от до ч и более, с таким расчетом, чтобы на каждый порядок по времени число уровней напряжений было не менее двух.

Минимальное число испытанных образцов должно составлять 12.

2.4. При каждом режиме испытывают не менее двух образцов. Если времена до разрушения образцов, испытанных на одном и том же режиме, различаются между собой более чем в 2 раза, то проводят дополнительные испытания на двух образцах.

При обработке результатов испытаний учитывают все результаты, полученные при основных и дополнительных испытаниях.

2.5. Испытания для получения условного предела ползучести проводят с замером деформации по ГОСТ 3248-81.

2.6. Испытания образцов проводят при температуре , для которой определяют характеристики жаропрочности, и более высокой температуре

К.

2.7. Предлагаемый метод определения характеристик жаропрочности материалов допускает экстраполяцию по параметру t в пределах одного порядка, но до напряжений, не меньших минимальных, полученных при испытаниях на длительную прочность при температуре .

2.8. Для получения гарантированных характеристик жаропрочности стали или сплава считаются правомерными результаты испытаний, полученные для разных партий, представляющих марку стали или сплава данной категории прочности. Число испытанных партий металла различных плавок должно быть не менее шести.

В число испытываемых включают партии и металл изделий после окончательных технологических операций с содержанием углерода и легирующих элементов и значениями кратковременной прочности и пластичности в пределах, оговоренных в технических условиях (ТУ).

2.9. При отсутствии прямых испытаний по определению характеристик жаропрочности стали или сплава категории прочности ниже приведенной в табл. П1.4 Норм, их пределы длительной прочности определяют по значениям пределов длительной прочности марки стали или сплава категории прочности, указанной в табл. П1.4 Норм, и их временного сопротивления и пределов текучести. Искомое значение принимают минимальным из двух (величин), определяемых по формулам

;

где индекс 1 - категория прочности, приведенная в табл. П1.4 Норм (категория прочности 1); индекс 2 - категория прочности, для которой рассчитывают характеристики жаропрочности (категория прочности 2); , , , , , - соответственно пределы длительной прочности, текучести и временное сопротивление металла категорий прочности 1 и 2. Значения требуемых характеристик выбирают по табл. П1.1 и П1.4 Норм.

Таким же образом значение длительной пластичности (относительных удлинения и сужения ) металла категории прочности 2 допускается определять по известным значениям пределов относительного удлинения (сужения) металла при категории прочности 1, временного сопротивления и предела текучести металла категорий прочности 1 и 2. Искомое значение принимают минимальным из двух характеристик, определяемых по формулам:

для

; ;

для

; ,

где , , , - соответственно пределы длительных относительных сужения и удлинения металла категорий прочности 1 и 2.

Значения и берут по табл. П6.3. Для металла категории прочности выше приведенной в табл. П1.4 Норм, значения , и выбирают в соответствии с указанными в табл. П1.1 Норм и табл. П6.3.

2.10. В настоящем приложении приведены:

таблицы средних значений пределов длительной прочности за время от 10 до ч (табл. П6.1, П6.2);

кривые длительной прочности (по минимальным значениям, рис. П6.1 - П6.17);

таблицы средних значений пределов длительной пластичности на базе ч (табл. П6.3, П6.4);

изохронные кривые деформирования (ползучести), построенные при заданной температуре по параметру времени в координатах по средним значениям (рис. П6.18 - П6.29);

методы экстраполяции на длительные времена характеристик длительной прочности, пластичности и ползучести.

Характеристики жаропрочности используют:

Таблица П6.1. Средние значения условных пределов длительной прочности , МПа

Марка стали,

сплава

МПа

Температура, К (°C)

Время, ч

15ХМ

(24)

(45)

773

(500)

412

(42)

402

(41)

372

(38)

348

(35,5)

314

(32)

260

(26,5)

217

(22,1)

183

(18,7)

142

(14,5)

120

(12,2)

12МХ

(23)

(42)

773

(500)

368

(37)

368

(37)

353

(36)

328

(33,5)

299

(30,5)

274

(28)

207

(21,1)

174

(17,8)

135

(13,8)

114

(11,6)

10Х2М

(48ТН-1)

(25)

(40)

723

(450)

372

(38)

353

(36)

333

(34)

314

(32)

294

(30)

274

(28)

255

(26)

225

(23)

196

(20)

186

(19)

773

(500)

353

(36)

313

(32)

284

(29)

255

(26)

216

(22)

186

(19)

157

(16)

137

(14)

118

(12)

108

(11)

783

(510)

319

(32,5)

289

(29,5)

261

(26,6)

234

(23,9)

201

(20,5)

172

(17,5)

145

(14,8)

126

(12,9)

108

(11)

(10,1)

12Х2М

(35)

(55)

773

(500)

451

(46)

431

(44)

412

(42)

353

(36)

294

(30)

265

(27)

216

(22)

177

(18)

147

(15)

132

(13,5)

(25)

(46)

773

(500)

392

(40)

372

(38)

343

(35)

294

(30)

255

(26)

216

(22)

177

(18)

147

(15)

118

(12)

105

(10,7)

10Х2М1ФБ

(48ТН-2)

(20)

(35)

673

(400)

333

(34)

319

(33)

304

(31)

297

(30)

284

(29)

268

(27)

235

(24)

212

(22)

186

(19)

167

(17)

723

(450)

333

(34)

314

(32)

299

(30,5)

294

(30)

269

(27,5)

250

(25,5)

225

(23)

201

(20,5)

176

(18)

167

(17)

773

(500)

250

(25,5)

230

(23,5)

201

(20,5)

181

(18,5)

162

(16,5)

147

(15)

132

(13,5)

122

(12,5)

108

(11)

(10)

823

(550)

216

(22)

196

(20)

167

(17)

147

(15)

127

(13)

113

(11,5)

(10)

(8,5)

(8)

(7,2)

12Х1МФ

(28)

(45)

723

(450)

353

(36)

343

(35)

323

(33)

303

(31)

289

(29,5)

268

(27,5)

245

(25)

227

(23,5)

196

(20)

186

(19)

773

(500)

353

(36)

343

(35)

323

(33)

304

(31)

279

(28,5)

260

(26,5)

216

(22)

186

(19)

147

(15)

137

(14)

12Х18Н10Т

12Х18Н12Т

(22)

(54)

673

(400)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

723

(450)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

333

(34)

314

(32)

773

(500)

372

(38)

352

(36)

333

(34)

323

(33)

314

(32)

284

(29)

255

(26)

225

(23)

196

(20)

186

(19)

823

(550)

353

(36)

333

(34)

314

(32)

294

(30)

265

(27)

235

(24)

201

(20,5)

171

(17,5)

149

(15,2)

137

(14)

873

(600)

314

(32)

284

(29)

255

(26)

240

(24,5)

216

(22)

186

(19)

157

(16)

127

(13)

108

(11)

(9,9)

08Х16Н11М3

(20)

(52)

673

(400)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

392

(40)

723

(450)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

353

(36)

343

(35)

314

(32)

294

(30)

284

(29)

773

(500)

372

(38)

372

(38)

372

(38)

343

(35)

323

(33)

304

(31)

284

(29)

245

(25)

220

(22,5)

196

(20)

823

(550)

332

(34)

304

(31)

274

(28)

260

(26,5)

245

(25)

230

(23,5)

216

(22)

191

(19,5)

167

(17)

157

(16)

873

(600)

265

(27)

240

(24,5)

216

(22)

196

(20)

167

(17)

157

(16)

137

(14)

110

(12)

108

(11)

(10)

15Х1М1Ф

(32)

(50)

773

(500)

363

(37)

343

(35)

333

(34)

314

(32)

288

(29,4)

270

(27,5)

240

(24,5)

225

(23)

196

(20,1)

184

(18,8)

12Х18Н9

(20)

(50)

673

(400)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

723

(450)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

373

(38)

323

(33)

303

(31)

274

(28)

773

(500)

373

(38)

353

(36)

343

(35)

323

(33)

294

(30)

265

(27)

245

(25)

216

(22)

196

(20)

186

(19)

823

(550)

333

(34)

323

(33)

298

(30,5)

284

(29)

245

(25)

206

(21)

176

(18)

157

(16)

137

(14)

127

(13)

873

(600)

274

(28)

265

(27)

240

(24,5)

201

(20,5)

172

(17,5)

157

(16)

123

(12,5)

108

(11)

(9)

(8)

10Х17Н13М2Т

(20)

(52)

773

(500)

304

(31)

284

(29)

265

(27)

250

(25,5)

235

(24)

216

(22)

201

(20,5)

176

(18)

157

(16)

147

(15)

823

(550)

255

(26)

235

(24)

216

(22)

196

(20)

176

(18)

162

(16,5)

147

(15)

129

(13,2)

118

(12)

108

(11)

873

(600)

221

(22,5)

203

(20,7)

186

(19)

167

(17)

152

(15,5)

132

(13,5)

113

(11,5)

(10)

(8,5)

(7,9)

ХН35ВТ

(40)

(75)

673

(400)

645

(66)

645

(66)

645

(66)

645

(66)

645

(66)

645

(66)

645

(66)

645

(66)

627

(64)

588

(60)

723

(450)

637

(65)

637

(65)

637

(65)

637

(65)

637

(65)

637

(65)

625

(62,5)

568

(58)

549

(56)

530

(54)

773

(500)

637

(65)

588

(60)

549

(56)

529

(54)

500

(51)

480

(49)

451

(46)

412

(42)

343

(35)

323

(33)

823

(550)

539

(55)

529

(54)

490

(50)

470

(48)

441

(45)

417

(42)

372

(38)

333

(34)

304

(31)

284

(29)

873

(600)

431

(44)

412

(42)

392

(40)

363

(37)

343

(35)

314

(32)

294

(30)

250

(25,5)

216

(22)

196

(20)

1Х16Н36МБТЮР

(40)

(80)

773

(500)

884

(90,2)

850

(86,8)

824

(84)

808

(82,4)

794

(81)

768

(78,3)

612

(62,5)

579

(59)

519

(53)

500

(51)

12Х18Н12М3ТЛ

(22)

(50)

773

(500)

284

(29)

280

(28,5)

274

(28)

270

(27,5)

267

(27)

235

(24)

216

(22)

186

(19)

176

(18)

162

(16,5)

09Х16Н15М3Б

(25)

(55)

823

(550)

472

(48,1)

449

(45,8)

431

(43,9)

412

(42,0)

372

(38)

837

(600)

432

(44)

392

(40)

355

(36,2)

328

(33,2)

294

(30)

25Х1МФ

(60)

(75)

773

(500)

587

(59,8)

549

(56,1)

472

(48,1)

392

(40)

325

(33,2)

281

(28,7)

255

(26)

212

(21,6)

167

(17)

Zr - 2,5% Nb

(30)

(40)

573

(300)

314

(32)

301

(30,7)

289

(29,5)

276

(28,2)

265

(27)

255

(26)

245

(25)

225

(23)

206

(21)

196

(20)

598

(325)

304

(31)

294

(30)

284

(29)

265

(27)

245

(25)

228

(23,3)

212

(21,6)

196

(20)

181

(18,5)

172

(17,5)

623

(350)

284

(29)

267

(27,2)

250

(25,5)

232

(23,7)

216

(22,0)

198

(20,2)

181

(18,5)

164

(16,7)

147

(15)

137

(14)

20ХМЛ

(25)

(45)

773

(500)

412

(42)

402

(41)

372

(38)

348

(35,5)

314

(32)

289

(29,5)

217

(22,1)

183

(18,7)

142

(14,5)

120

(12,2)

20ХМФЛ

(30)

(50)

773

(500)

441

(45)

412

(42)

382

(39)

348

(35,5)

304

(31)

265

(27)

225

(23)

196

(20)

161

(16,4)

144

(14,7)

15Х1М1ФЛ

(32)

(50)

773

(500)

363

(37)

343

(35)

333

(34)

314

(32)

288

(29,4)

270

(27,5)

240

(24,5)

225

(23)

196

(20)

184

(18,8)

04Х18Н10

(16)

(45)

773

(500)

304

(31)

284

(29)

265

(27)

250

(25,5)

235

(24)

216

(22)

201

(20,5)

176

(18)

157

(16)

147

(15)

03Х18H11

(20)

(50)

823

(550)

255

(26)

235

(24)

216

(22)

196

(20)

176

(18)

162

(16,5)

147

(15)

129

(13,2)

118

(12)

108

(11)

OХ20Н46Б

(20)

(53)

823

(550)

353

(36)

333

(34)

314

(32)

294

(30)

265

(27)

235

(24)

201

(20,5)

171

(17,5)

149

(15,2)

137

(14)

09Г2С

(25)

(44)

673

(400)

416

(42,4)

392

(40)

363

(37)

347

(35,4)

317

(32,3)

287

(29,3)

254

(26)

223

(22,8)

191

(19,5)

173

(17,7)

723

(450)

319

(32,6)

290

(29,6)

259

(26,4)

229

(23,4)

198

(20,2)

171

(17,4)

143

(14,6)

120

(12,2)

(9,9)

(8,7)

773

(500)

219

(22,3)

192

(19,6)

164

(16,7)

139

(14,2)

116

(11,8)

(9,8)

(7,8)

(6,3)

(4,9)

10Х12В2МФ

(40)

(60)

773

(500)

350

(35,7)

322

(32,9)

300

(30,6)

272

(27,8)

250

(25,5)

230

(23,5)

215

(21,9)

195

(19,9)

175

(17,9)

167

(17)

823

(550)

275

(28,1)

251

(25,6)

230

(23,5)

210

(21,4)

190

(19,4)

172

(17,6)

157

(16)

142

(14,5)

129

(13,2)

120

(12,2)

09Х18Н9

(20)

(50)

773

(500)

361

(36,8)

342

(34,9)

333

(34)

314

(32)

285

(29,1)

256

(26,1)

238

(24,3)

209

(21,3)

190

(19,4)

180

(18,4)

823

(550)

323

(33)

313

(31,9)

290

(29,6)

275

(28,1)

237

(24,2)

200

(20,4)

171

(17,4)

152

(15,5)

133

(13,6)

123

(12,6)

873

(600)

266

(27,1)

257

(26,2)

232

(23,7)

195

(19,9)

166

(16,9)

152

(15,5)

119

(12,1)

100

(10,2)

(8,67)

(7,76)

16ГНМА

(33)

(50)

673

(400)

490

(50)

490

(50)

490

(50)

478

(48,7)

470

(48)

442

(45,1)

420

(42,9)

380

(38,8)

350

(35,7)

320

(32,7)

723

(450)

437

(44,6)

433

(44,2)

428

(43,7)

419

(42,7)

406

(41,1)

379

(38,7)

339

(34,6)

295

(30,1)

242

(24,7)

212

(21,6)

773

(500)

401

(40,9)

383

(39,1)

353

(36)

316

(32,2)

273

(27,9)

229

(23,4)

181

(18,5)

139

(14,2)

100

(10,2)

(8,16)

08Х18Н10Т

(20)

(50)

773

(500)

374

(38)

353

(36)

333

(34)

323

(33)

309

(32)

284

(29)

255

(26)

243

(25)

201

(21)

186

(19)

823

(550)

324

(33)

304

(31)

294

(30)

266

(27)

245

(25)

208

(21)

178

(18)

144

(15)

120

(12)

108

(11)

873

(600)

276

(28)

255

(26)

226

(23)

201

(21)

167

(17)

142

(14)

117

(12)

(10)

(9)

(8)

Таблица П6.2. Средние значения условных пределов длительной прочности сварочных материалов , МПа

Марка стали, сплава

Температура, К (°C)

Время, ч

Электрод для ручной дуговой сварки 48А-1

673

(400)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

723

(450)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

309

(31,5)

294

(30)

274

(28)

773

(500)

294

(30)

291

(29,7)

289

(29,5)

286

(29,2)

284

(29)

274

(28)

265

(27)

232

(23,7)

200

(20,5)

171

(17,5)

803

(530)

274

(28)

271

(27,7)

270

(27,5)

257

(26,2)

245

(25)

232

(23,7)

220

(22,5)

198

(20,2)

176

(18)

157

(16)

873

(600)

274

(28)

250

(25,5)

225

(23)

198

(20,2)

171

(17,5)

152

(15,5)

132

(13,5)

120

(12,2)

108

(11)

(10)

923

(650)

216

(22)

188

(19,2)

161

(16,5)

144

(14,7)

127

(13)

110

(11,2)

(9,5)

(8,2)

(7)

(6)

48А-2

673

(400)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

343

(35)

723

(450)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

323

(33)

309

(31,5)

294

(30)

274

(28)

773

(500)

294

(30)

291

(29,7)

289

(29,5)

286

(29,2)

284

(29)

274

(28)

265

(27)

232

(23,7)

200

(20,5)

180

(18)

803

(530)

274

(28)

270

(27,5)

265

(27)

255

(26)

245

(25)

235

(24)

225

(23)

200

(20,5)

176

(18)

157

(16)

873

(600)

225

(23)

215

(22)

206

(21)

183

(18,7)

162

(16,5)

139

(14,2)

118

(12)

103

(10,5)

(9)

(8)

Таблица П6.3. Средние значения условных пределов длительной пластичности материалов

Марка стали, сплава	, МПа	, МПа	Температура, К (°C)	Пластичность, %	Время, ч
Марка стали, сплава	, МПа	, МПа	Температура, К (°C)	Пластичность, %	10	30
15ХМ			723		30	30	30	30	30	30	29	26	22	20
15ХМ	(24)	(45)	(450)		70	70	70	70	70	70	65	51	40	34
12МХ			773		34	34	34	31	24	18	16	18	26	36
12МХ	(24)	(42)	(500)		70	70	70	59	42	33	28	30	35	44
12Х2М			723		25	25	25	25	25	25	25	25	25	25
	(26)	(46)	(450)		75	75	75	75	75	75	75	75	75	75
			773		22	23	25	25	25	25	23	19	16	14
			(500)		70	70	70	70	70	69	62	58	50	45
12Х1МФ			773		30	30	30	30	30	29	25	20	14	11
12Х1МФ	(28)	(45)	(500)		80	80	80	80	80	72	60	50	40	33
15Х1М1Ф			773		20	21	23	25	26	25	20	15,5	11	8,5
15Х1М1Ф	(32)	(50)	(500)		82	85	85	85	80	73	60	49	36	29
12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н10Т			823		22	17	14	12	10,5	9	8	7,5	7	6,5
	(22)	(54)	(550)		34	29	24	21	18	16	14	14	14	14
			873		16	13	11	9,5	8,5	7,5	6,5	6,5	7	6,5
			(600)		40	32	26	21	17	17	17	18	20	21
20ХМЛ			773		30	27	20	11	7	6	6,5	9	18	24
20ХМЛ	(25)	(45)	(500)		45	45	43	32	20	13	10	13	25	32
20ХМФЛ			773		25	25	25	25	25	23	17	12	8	6
20ХМФЛ	(30)	(50)	(500)		65	65	65	65	65	52	40	32	24	20
15Х1М1ФЛ			773		16	17	19	20	20	20	16	12	9	7
15Х1М1ФЛ	(32)	(50)	(500)		60	60	60	60	60	55	40	30	22	18
05Х12Н2М-ВИ			723		12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
	(38)	(55)	(450)		55	55	55	55	55	55	55	55	55	55
			773		12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
			(500)		50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
			823		14	14	14	14	14	14	14	14	14	14
			(550)		55	55	55	55	55	55	55	55	55	55
12Х18Н9			773		28	25	21	16	15	14	12	11	9	8
	(20)	(50)	(500)		44	38	33	29	25	22	19	17	14	13
			823		29	24	20	17	14	12	10	10	10	10
			(550)		46	40	34	30	26	23	16	16	16	16
			873		22	18	17	22	27	24	15	10	7	5
			(600)		40	33	31	34	42	32	23	16	11	9
ХН35ВТ			773		13	10	9	7	5	4,5	4	3,5	3	3
	(40)	(75)	(500)		18	15	13	10	7,5	7	6	5	4,5	4,5
			823		13	10	8	6	5	4	3	3	3	3
			(550)		18	15	12	9	7,5	6	4,5	4,5	4,5	4,5
			873		15	11	9	6	5	4	4	4	4	4
			(600)		22	16	13	9	7	6	6	6	6	6
10Х2М1ФБ			673		15	15	15	15	15	15	15	15	15	15
	(20)	(35)	(400)		68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
			723		15	15	15	15	15	15	15	15	15	15
			(450)		68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
			773		16	16	16	16	16	16	16	16	16	16
			(500)		68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
			823		17	17	17	17	17	17	17	17	17	17
			(550)		68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
08Х16Н11М3			823		32	32	32	32	32	27	27	27	27	27
	(20)	(52)	(550)		35	35	35	35	34	32	32	32	32	32
			873		33	33	33	33	33	33	28	25	21	19
			(600)		36	36	36	36	36	36	35	30	24	22
Сплав циркония			573		20	21	22	22	22	22	22	22	22	22
Zr - 2,5% Nb	(30)	(40)	(300)		75	72,5	70	68,5	67	66	65	64	63	62
			598		23	22	21	20,5	22	22	22	22	22	22
			(325)		70	67,5	65	65	65	65	65	64	63	62
			623		24	24	24	24	24	24	24	24	24	24
			(350)		77	75	73	70	67	65	62	61	60	60
03Х16Н9М2	(20)	(53)	723 (450)		-	-	-	38,5	33,5	30,5	27,5	25,5	24,0	23,0
			773 (500)		41,0	37,0	33,0	30,5	27,5	26,0	24,5	23,0	22,0	21,5
			823 (550)		34,0	29,5	28,5	26,5	25,0	24,0	22,5	22,0	22,0	21,5
			873 (600)		29,5	28,0	26,0	25,0	24,0	23,5	23,0	23,5	24,5	25,0
			923 (650)		27,0	26,0	25,0	24,5	24,5	25,0	26,0	28,0	30,5	33,5
10Х2М*			723		17,0	16,5	16,5	15,0	13,0	15,0	16,0	17,0	20,0	20,0
	(25)	(40)	(450)		55,0	55,0	55,0	55,0	55,0	55,0	55,0	55,0	55,0	55,0
			773		18,0	17,0	16,0	15,5	15,0	15,0	15,0	15,5	16,0	16,0
			(500)		60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0
			783		18,0	17,0	16,0	15,5	15,0	15,0	15,0	15,5	16,0	16,0
			(510)		60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0	60,0
09Х18Н9			773		28	25	21	16	15	14	12	11	9	8
	(20)	(50)	(500)		44	38	33	29	25	22	19	17	14	13
			823		29	24	20	17	14	12	10	10	10	10
			(550)		46	40	34	30	26	23	16	16	16	16
			873		22	18	17	22	27	24	15	10	7	5
			(600)		33	31	34	42	32	23	16	13	17	9
09Г2С			673		29	32	34	36	37	38	37	36	31	32
	(25)	(44)	(400)		44	46	48	52	52	52	51	49	46	44
			723		54	51	48	46	43	40	37	34	30	28
			(450)		67	64	60	57	54	50	46	42	38	36
			773		53	52	51	50	50	49	49	49	49	49
			(500)		62	62	59	56	53	50	47	43	39	37
16ГНМА			723		26	23	21	18	15	12	10	7	5	4
16ГНМА	(33)	(50)	(450)		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
12ХМ			773		34	34	34	34	24	18	16	18	26	26
	(24)	(45)	(500)		70	70	59	42	33	28	30	35	37	44
			823		26	22	20	20	21	23	27	33	40	44
			(550)		59	46	34	30	29	31	36	40	46	50
* Приведены минимальные значения характеристик пластичности.

Таблица П6.4. Средние значения условных пределов длительной пластичности сварочных материалов

Марка стали	Температура, К (°C)	Пластичность, %	Время, ч
Марка стали	Температура, К (°C)	Пластичность, %	10
Электрод для ручкой дуговой сварки:
48А-1	803		20	18	13	8	8	8
48А-1	(530)		45	35	30	14	14	14
48А-2	873		20	20	20	10	10	10
	(600)		50	45	25	16	16	16

при определении допускаемых напряжений при выборе основных размеров элементов конструкций в соответствии с разд. 3.2 Норм;

в расчетах элементов конструкций на прогрессирующее формоизменение, разд. 5.10 Норм;

в расчетах на длительную статическую и длительную циклическую прочность, разд. 5.7, 5.9 Норм.

3. Метод экстраполяции длительной прочности

3.1. Метод предназначен для получения пределов длительной прочности для заданного уровня вероятности разрушения P конструкционных материалов для сроков службы до ч по данным опытов на длительный разрыв ограниченной (около ч) продолжительности. Реализация метода основана на определении при температуре разрушающего напряжения за время по опытам, проведенным при температуре , и опытам, проведенным при температуре .

При обработке экспериментальных данных (определении кривых длительной прочности при температурах и ) используются опыты продолжительностью более 200 ч.

3.2. Зависимость изменения разрушающего напряжения от времени при температуре (j = 1,2) описывается уравнением

, (П6.1)

где , - постоянные коэффициенты.

3.3. Для пояснения сущности метода и принятых обозначений на рис. П6.30 приведен способ его графической реализации.

Результаты испытаний на длительную прочность при температурах и на рис. П6.30 изображены в виде точек в стандартной системе координат .

3.4. По экспериментальным точкам проводят средние линии длительной прочности при температурах и , которые в соответствии с (П6.1) изображаются в общем случае криволинейными отрезками. Кривая 1 (рис. П6.30) соответствует температуре испытания , кривая 2 - .

3.5. Для максимального времени испытания при температуре по кривой 1 определяется напряжение и по кривой 2 соответствующее этому напряжению время .

3.6. Экстраполированную кривую длительной прочности при температуре и напряжениях, меньших , получают переносом кривой при вправо на расстояние . При этом

. (П6.2)

3.7. В соответствии с (П6.2) предел длительной прочности при температуре и заданном времени определяется по кривой 2 при эквивалентном времени . При этом

3.8. Все вычисления по данному методу экстраполяции проводятся в следующей последовательности: определение коэффициентов уравнения (П6.1) с использованием стандартных процедур метода наименьших квадратов; вычисление коэффициента экстраполяции по формуле (П6.2), времени из уравнения

, (П6.3)

определение экстраполированного предела длительной прочности при температуре и заданном ресурсе по формуле

. (П6.4)

3.9. Значения экстраполированного предела длительной прочности при температуре для заданной вероятности разрушения P рассчитывают по формуле

, (П6.5)

где - квантиль уровня P стандартного нормального распределения, определяемый согласно табл. П6.5.

Таблица П6.5. Значение коэффициента при различных значениях вероятности разрушения P

P	0,010	0,025	0,050	0,100	0,5
	-2,33	-1,96	-1,64	-1,28	0,00

Выборочное среднеквадратическое отклонение вычисляют по формуле

, (П6.6)

где

; j = 1, 2. (П6.7)

Рекомендуется минимальное (нормативное) значение предела длительной прочности определять для вероятности разрушения P = 0,01.

4. Метод экстраполяции условных пределов ползучести

4.1. Прогнозирование кривых ползучести может проводиться на основе экстраполяции пределов ползучести с применением процедур, используемых в методе экстраполяции длительной прочности по разд. 3.

4.2. Уравнение для аппроксимации кривых условных пределов ползучести при температуре (j = 1, 2) имеет вид

, (П6.8)

где , - коэффициенты.

Условные пределы ползучести определяются заменой в уравнениях (П6.1) - (П6.7) предела длительной прочности условным пределом ползучести, времени до разрушения - временем достижения заданной деформации , , при этом коэффициент определяется по максимальному времени достижения заданной деформации с помощью процедур, аналогичных описанным для метода длительной прочности в разд. 3.

4.3. Для прогнозирования пределов ползучести испытания на ползучесть для каждой партии металла проводят при температурах и К (°C) (см. разд. 2.8).

По результатам испытаний на ползучесть строят кривые деформирования (первичные кривые ползучести) в координатах e - t в соответствии с ГОСТ 3248-81. Рекомендуется для получения средней линии установившейся ползучести обрабатывать кривые ползучести по методу наименьших квадратов, принимая за случайную величину y = e и за независимую .

По кривой ползучести находят , соответствующее заданному остаточному удлинению.

4.4. При необходимости получения изохронных кривых ползучести рекомендуется уровень напряжений для каждого порядка по времени устанавливать равным 0,85; 0,7; по результатам испытаний на длительную прочность данной партии металла.

Изохронные кривые ползучести строят по параметру t на длительности 10, 30, , , , , , , , ч.

4.5. Для каждой партии металла, испытанной при температурах и , строят кривые ползучести в координатах , по которым и определяют условный предел ползучести методом экстраполяции, изложенным в разд. 3.

5. Метод экстраполяции условных пределов длительной пластичности

5.1. Для получения характеристик длительной пластичности проводят испытания образцов на длительную прочность при температурах (см. разд. 2.8) и при условии (°С).

Измерения относительных остаточных удлинения и сужения проводят по ГОСТ 10145-81. Результаты испытаний обрабатывают в координатах .

5.2. Предлагаемый метод экстраполяции предназначен для определения при температуре характеристик длительной пластичности за заданный ресурс по опытам при температуре и опытам при температуре .

5.3. Зависимость остаточного удлинения от времени описывается уравнениями

; (П6.9)

, (П6.10)

где , , b и c - постоянные коэффициенты; коэффициент экстраполяции определяется формулой (П6.2). Аналогичные уравнения принимаются для остаточного сужения.

5.4. Для пояснения идеи метода на рис. П6.31 приведен способ его графической реализации. На этом рис. в координатах результаты испытаний при температурах и изображены в виде точек. При экстраполяции кривых длительной пластичности экспериментальные точки при температуре переносятся вправо на расстояние и через полученные и экспериментальные точки при температуре проводятся эквидистантные параболы 1 и 2. Пунктирная часть линии 1 представляет собой результат экстраполяции.

5.5. Коэффициенты уравнений (П6.9) и (П6.10) определяют по методу наименьших квадратов.

5.6. Для заданного ресурса и температуры условный предел остаточного удлинения при вероятности разрушения P определяют по формуле

. (П6.11)

Величины для различных уровней P приведены в табл. П6.5.

Среднеквадратическое отклонение определяют из уравнения

, (П6.12)

где и - постоянные коэффициенты, определяемые по методу наименьших квадратов по совокупности данных:

;

; j = 1, 2; ;

при j = 1; при j = 2.

<< Приложение 5 (рекомендуемое). Расчет типовых узлов деталей и конструкций		Приложение 7 >> (рекомендуемое). Расчет на длительную циклическую прочность
	Содержание Правила и нормы в атомной энергетике ПНАЭ Г-7-002-86 "Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических...

Приложение 6. Характеристики длительной прочности, пластичности и ползучести конструкционных материалов

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас