creep kr p te en n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Creep (kríp) – tečení PowerPoint Presentation
Download Presentation
Creep (kríp) – tečení

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 47

Creep (kríp) – tečení - PowerPoint PPT Presentation


  • 116 Views
  • Uploaded on

Vliv zvýšených teplot na vlastnosti ocelí Zkoušení creepového chování Charakteristiky odolnosti materiálu vůči creepu Deformace a lom při creepu Parametry ekvivalence teploty a času Spolupráce materiálového inženýra a konstruktéra při vývoji lopatek turbiny tryskového letadla .

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Creep (kríp) – tečení' - tiana


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
creep kr p te en

Vliv zvýšených teplot na vlastnosti ocelí

Zkoušení creepového chování

Charakteristiky odolnosti materiálu vůči creepu

Deformace a lom při creepu

Parametry ekvivalence teploty a času

Spolupráce materiálového inženýra a konstruktéra při vývoji lopatek turbiny tryskového letadla

Creep (kríp) – tečení

slide4

Vliv teploty na tahový diagram oceli

Nízkouhlíková ocel

  • do 350°C

– postupně mizí výrazná mez kluzu

– hodnota Re klesá

– deformace pohybem dislokací

  • nad 350°C

– zaniká výrazná mez kluzu

– tvar tahového diagramu výrazně ovlivňuje jak teplota, tak i rychlost zatěžování

– deformace difusí atomů – dochází k jevu označovanému jako tečení - creep

slide5

Co to je creep

Creep - pomalá plastická deformace materiálu vyvolaná dlouhodobým působením teploty a času.

Deformace

Creep

homologick teplota

Co to je creep

Homologická teplota

Creep je významný za teplot >(0,3 až 0,5)

Výjimka niklové superslitiny  0,75

Uhlíková ocel  350°C

Parní turbina  550°C (P91  610°C)

Turbodmychadlo  850°C

Vlákno žárovky 2 000°C

slide8

Zkoušky creepového chování

předpokládaná životnost součásti za zvýšených teplot je 100 000 h = 11 let,

v laboratoři se provádí zkoušky asi 10% životnosti tj. 10 000 h = více než rok.

n = 1 difusní creep; n > 1 dislokační creep

slide9

Zkoušky creepového chování

Měkké zatížení - potrubí Tvrdé zatížení - šrouby

slide12

Zkoušky creepového chování

Andradeho zkouška tečení při konstantním skutečném napětí během rovnoměrné deformace zkušebního tělesa

creep kr p te en1

Vliv zvýšených teplot na vlastnosti ocelí

Zkoušení creepového chování

Charakteristiky odolnosti materiálu vůči creepu

Deformace a lom při creepu

Parametry ekvivalence teploty a času

Spolupráce materiálového inženýra a konstruktéra při vývoji lopatek turbiny tryskového letadla

Creep (kríp) – tečení

charakteristiky odolnosti materi lu v i creepu

Charakteristiky odolnosti vůči creepu

Charakteristiky odolnosti materiálu vůči creepu:

Mez pevnosti při tečení

(r) RTP MPa

teplota / čas do lomu

Mez tečení

(A1) RTMPa

teplota / velikost deformace/čas deformace

RELAXACE

Výchozí napětí RRMPa/teplota

Zbytkové napětíRRZMPa/teplota /čas zkoušky

slide16

Charakteristiky odolnosti vůči creepu

příklady

  • Mez pevnosti při tečení RTP P265H (11 418)
  • Mez tečení RT P265H (11 418)
slide17

Charakteristiky odolnosti vůči creepu

příklady

  • Relaxace – výchozí a zbytkové napětí

13CrMo4-5 (15 121)

slide18

Charakteristiky odolnosti vůči creepu

Určování creepových parametrů

slide19

Charakteristiky odolnosti vůči creepu

Určování creepových parametrů

1/T

slide20

Deformace a lom při creepu

mechanismy

Příčinou creepu je difuse atomů mřížky pod účinkem napětí a zvýšené teploty.

- viskózní creep n = 1

- creep polymerů n ≈ 1

- difúzní creep n ≈ 1

- dislokační creep n = (3-8)

U kovových materiálů - dva typy tečení:

- difusní creep

- dislokační creep

difusn creep1

Deformace a lom při creepu

Difusní creep

Difuse probíhá objemem zrn Herring Nabarro

(nižší napětí, vysoká teplota)

Difuse probíhá po hranicích zrn Coble

(nižší napětí, nižší teplota)

slide24

Deformace a lom při creepu

Dislokační creep

slide25

Deformace a lom při creepu

Mapy deformačních mechanismů

creep kr p te en2

Vliv zvýšených teplot na vlastnosti ocelí

Zkoušení creepového chování

Charakteristiky odolnosti materiálu vůči creepu

Deformace a lom při creepu

Parametry ekvivalence teploty a času

Spolupráce materiálového inženýra a konstruktéra při vývoji lopatek turbiny tryskového letadla

Creep (kríp) – tečení

slide32

Parametry ekvivalence teploty a času

Nejčastěji uváděné parametry

ekvivalence teploty a času:

Sherbyův – Dornův

Larsonův – Millerův

Mansonův - Haferdův

p i zkou ce i provozu je stejn nap t sherby dorn

Parametry ekvivalence teploty a času

Při zkoušce i provozu je stejné napětí - Sherby & Dorn

Po integraci a úpravě

(Vypuštění integrační konstanty = zanedbání primárního stadia)

slide34

Parametry ekvivalence teploty a času

Sherbyův – Dornův parametr

σc=27,6 MPa

slide35

Parametry ekvivalence teploty a času

Sherbyův – Dornův parametr

Pro oceli Q ~ 90 000 cal/mol

Potřebná znalost aspoň jedné dvojice bodů

p klad

Parametry ekvivalence teploty a času

Příklad

Sherbyův – Dornův parametr

Součást vyrobená z legované oceli je vystavena tahovému napětí 150 MPa. Jaká je nejvyšší teplota, při které bude součást funkční alespoň 40 dní? V laboratoři došlo k lomu po 260 hodinách za teploty 530°C (Při výpočtu použijte bezpečnostní faktor 10)

Pro oceli Q ~ 90 000 cal/mol

slide37

Parametry ekvivalence teploty a času

Larson - Millerův parametr

Potřebná znalost aspoň jedné dvojice bodů

slide38

Parametry ekvivalence teploty a času

Larson - Millerův parametr

Příklad – předchozí, řešený podle PLM

slide39

Parametry ekvivalence teploty a času

Mansonův - Haferdův parametr

předpokládáme, že závislost log(t) vs T za vysokých teplot je přímková

Potřebná znalost aspoň jedné dvojice bodů

slide40

Spolupráce materiálového inženýra a designéra

Vývoj lopatek turbiny tryskového letadla

Zvýšení účinnosti:

- 50 léta vstupní teplota 700°C o 25 let později 1350°C

další důvod ke zvyšování vstupní teploty byl výkon na jednotku hmotnosti motoru

po adavky kladen na materi l lopatek turbiny

Spolupráce materiálového inženýra a designéra

Požadavky kladené na materiál lopatek turbiny

Vývoj lopatek turbiny tryskového letadla

  • Odolnost vůči creepu
  • Odolnost vůči vysokoteplotní oxidaci
  • Houževnatost
  • Odolnost vůči tepelné únavě
  • Teplotní stabilita struktury
slide42

Spolupráce materiálového inženýra a designéra

Materiál: superslitiny na bázi Ni (Nimonic, Inconel) Požadavky: při startu napětí 250 MPa, teplota 850°C, 30 hod max. deformace 0,1%

Vývoj lopatek turbiny tryskového letadla

Prvek Ni Co W Cr Al Ta Mo C

hm.% 60 10 10 10 5 2,5 0,25 0,15

  • Co nejvíce atomů do tuhého roztoku (Co,W,Cr)
  • Tvrdé stabilní částice (Ni3Al; Ni3Ti; MoC; TaC)
  • Vytvořit na povrchu ochranný film (Cr2O3)

Slitina je velice tvrdá, teplota tání 1280°C a používá se

do 850°C.

jak nov materi ly
Jaké nové materiály?

Kompozity a

In-situ komposity

Matrice vyztužující fáze geometrie vyztužující fáze

Ni TaC vlákna

Co TaC vlákna

Ni3Al Ni3Nb destičky

Co Cr7C3 vlákna

Nb Nb2C vlákna

TiAlNb

slide47

Spolupráce materiálového inženýra a designéra

Vývoj lopatek turbiny tryskového letadla