Приложение В. Унификация представления данных по жаропрочности

┌──────────────────────┬──────────┬─────────────────┬────────────┐

│ Марка стали (сплава)│ │Количество партий│ │

├──────────────────────┼──────────┼─────────────────┼────────────┤

│Расчетная температура,│ │ Приведенное │ │

│ °С │ │ напряжение, МПа │ │

├──────────────────────┼──────────┼─────────────────┼────────────┤

├───────────────┬──────┴──────────┴─┬──────────────┬┴────────────┤

│Характеристика │ Обозначение │ Коэффициенты │ Дисперсия │

│ │ │ │ 2 │

│ │ ├────┬────┬────┤ S │

│ │ │ а │ в │ с │ │

├───────────────┼───────────────────┼────┼────┼────┼─────────────┤

│Условный предел│ t │ │ │ │ │

│длительной │сигма │ │ │ │ │

│прочности │ д.п,тау │ │ │ │ │

│ │ з │ │ │ │ │

├───────────────┼───────────────────┼────┼────┼────┼─────────────┤

│Условный предел│ t │ │ │ │ │

│ползучести │сигма │ │ │ │ │

│ │ п-дельта ,тау │ │ │ │ │

│ │ з з│ │ │ │ │

├───────────────┼───────────────────┼────┼────┼────┼─────────────┤

│Условный предел│ t │ │ │ │ │

│остаточного │дельта │ │ │ │ │

│удлинения │ к,тау │ │ │ │ │

│ │ з │ │ │ │ │

├───────────────┼───────────────────┼────┼────┼────┼─────────────┤

│Условный предел│ t │ │ │ │ │

│остаточного │пси │ │ │ │ │

│сужения │ к,тау │ │ │ │ │

│ │ з │ │ │ │ │

├───────────────┼───────────────────┼────┼────┼────┼─────────────┤

│Условный предел│ t │ │ │ │ │

│равномерного │дельта │ │ │ │ │

│остаточного │ р,тау │ │ │ │ │

│удлинения │ р │ │ │ │ │

├───────────────┼───────────────────┼────┼────┼────┼─────────────┤

│Условный предел│ t │ │ │ │ │

│равномерного │пси │ │ │ │ │

│остаточного │ р,тау │ │ │ │ │

│сужения │ р │ │ │ │ │

└───────────────┴───────────────────┴────┴────┴────┴─────────────┘

В.4. Значения коэффициентов в формулах жаропрочности

записываются с точностью до знака: а = +/- 0,01; b = +/- 10;

i i

с = +/- 0,2; n = +/- 0,005; r = +/- 200.

i

В.5. Расчетные формулы (3), (11), (19), (22), (25), (26) и

уравнение состояния (31) записываются в следующем виде (пример

записи):

- для условного предела прочности

-1

lg тау = -27,33 + 2 lg T - (2400 lg сигма - 24700 + 208,0 сигма) х T ;

к

- для условного предела ползучести

-1

lg = -23,40 + 2 lg T - (2400 lg сигма - 20750 + 228,0 сигма) х Т ;

дельта

с

- для условного предела остаточного удлинения

-1

lg дельта = +3,04 - (800 lg сигма - 1090 + 65,0 сигма) х Т ;

к

- для условного предела остаточного сужения

-1

lg пси = +4,01 - (800 lg сигма + 2080 - 99,2 сигма) х Т ;

к

- для условного предела остаточного равномерного удлинения

-1

lg дельта = +3,28 - (800 lg сигма - 1540 + 70,2 сигма) х Т ;

р

- для времени равномерного удлинения

-1

lg тау = -27,06 + 2 lg Т - (2400 lg сигма - 24420 + 208,0 сигма) х Т ;

р

- для уравнения состояния

. п

lg дельта = +23,28 - 2 lg Т + (2400 lg сигма - 22550 + 57,0 сигма -

в 0 0

п -1 п

- 14800 дельта ) х Т - 0,185 lg(дельта + дельта ).

в н в

В.6. Значения лабораторных и нормативных характеристик, а

также предварительных нормативных характеристик крупных изделий

индивидуального производства, определенные по настоящим

Методическим указаниям в соответствии с пунктом 1.13, заносятся в

таблицу В.2. Значения характеристик жаропрочности определяются для

диапазона температур от t до t через 10 °С. Для соблюдения

min max

условий пункта 1.2.18 Методических указаний линии длительной

прочности, соответствующие уровням температур t и t на

min max

графике в координатах lg дельта - lg тау должны находиться в

д.п

области, ограниченной наибольшим и наименьшим значениями

напряжений при испытаниях и ординатой тау .

з

┌────────────────────────────────┬─────────────────────────────┬─────────────────────────┬──────────────────────────────┐

│ Марка стали (сплава) │ │ Количество партий │ │

├───────────────────────────┬────┴─────────────────────────────┴─────────┬───────────────┴──────────────────────────────┤

│ Категория характеристик │ │ │

├───────────────────┬───────┴─────────┬──────────────────────────────────┴──────────────────────────────────────────────┤

│ Характеристика │ Обозначение │ Температура, °С │

│ │ ├────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬────┬───────┬───────┤

│ │ │ 20 │t - 70│t - 60│t - 50│t - 40│t - 30│t - 20│t - 10│ t │t + 10│t + 20│

│ │ │ │ м │ м │ м │ м │ м │ м │ м │ м │ м │ м │

│ │ ├────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Предел │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│прочности │ в │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Предел │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│текучести │ 0,2 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Остаточное │дельта │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│удлинение │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Остаточное │пси │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│сужение │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│длительной проч- │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ности при 0,01 тау │ д.п,0,01тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з│ з│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│длительной проч- │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ности при 0,1 тау │ д.п,0,1тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│длительной проч- │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ности при 0,5 тау │ д.п,0,5тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│длительной проч- │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ности при 1,0 тау │ д.п,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ползучести при │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│дельта = 0,5% │ п-0,5,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ползучести при │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│дельта = 1,0% │ п-1,0,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ползучести при │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│дельта = 2,0% │ п-2,0,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ з │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Релаксационная │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│стойкость │сигма │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ рк,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│остаточного │дельта │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│удлинения │ к,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│остаточного │пси │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│сужения │ к,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ з │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│равномерного │дельта │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│остаточного │ р,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│удлинения │ р │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Условный предел │ t │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│остаточного │пси │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│удлинения сужения │ р,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ р │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼─────────────────┼────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────┼───────┼───────┤

│Ресурс │ ф │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│равномерного │дельта │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│остаточного │ р,t,тау │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│удлинения │ р │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└───────────────────┴─────────────────┴────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴────┴───────┴───────┘

┌──────────────────────┬──────────┬──────────────────┬───────────┐

│ Объект │ │ Изделие │ │

├──────────────────────┼──────────┼──────────────────┼───────────┤

│ Марка стали (сплава) │ │ Наработка, ч │ │

├──────────────────────┼──────────┼──────────────────┼───────────┤

│Расчетная температура,│ │ Приведенное │ │

│ °С │ │ напряжение, МПа │ │

├──────────────────────┼──────────┼──────────────────┼───────────┤

├──────────────────────┴───────┬──┴────────────┬─────┴───────────┤

│ Характеристика │ Обозначение │ Температура │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┬─────┬─────┤

│Предел прочности │сигма │ t │ t │ t │

│ │ в │ 1 │ м │ 2 │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Предел текучести │сигма │ │ │ │

│ │ 0,2 │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Относительное удлинение │дельта │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Относительное сужение │пси │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Условный предел длительной │ t │ │ │ │

│прочности │сигма │ │ │ │

│ │ э │ │ │ │

│ │ д.п,тау │ │ │ │

│ │ д │ │ │ │

│ │ 1 │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Дополнительный ресурс │ э │ │ │ │

│(по сигма ) │тау │ │ │ │

│ д.п │ д │ │ │ │

│ │ 1 │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Условный предел относительного│ t │ │ │ │

│удлинения │дельта │ │ │ │

│ │ э │ │ │ │

│ │ д.п,тау │ │ │ │

│ │ д │ │ │ │

│ │ 2│ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Время равномерной деформации │тау │ │ │ │

│ │ р │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Условный предел равномерного │ t │ │ │ │

│остаточного удлинения │дельта │ │ │ │

│ │ р,тау │ │ │ │

│ │ р │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Допустимое остаточное │дельта │ │ │ │

│удлинение │ д │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Дополнительный ресурс │ э │ │ │ │

│(по дельта ) │тау │ │ │ │

│ д │ д │ │ │ │

│ │ 2 │ │ │ │

├──────────────────────────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┤

│Принимаемый дополнительный │ э │ │ │ │

│ресурс │тау │ │ │ │

│ │ д │ │ │ │

└──────────────────────────────┴───────────────┴─────┴─────┴─────┘

В.9.2. Построение параметрических кривых основано на формулах

(3), (11), (19), (22), (25) и (26) настоящих Методических

указаний. Эти формулы можно записать в параметрическом виде:

- для условных пределов длительной прочности

-3

Р = [0,4343 (b + с сигма) - m lg сигма] х 10 , (В.1)

д.п 1 1

где коэффициенты b и с принимаются согласно пункту 3.3.1.2,

1 1

а m - согласно пункту 3.3.1 настоящих Методических указаний;

- для условных пределов ползучести

-3

Р = [0,4343 (b + с сигма) - m lg сигма] х 10 , (В.2)

п 2 2

где коэффициенты b и с принимаются согласно пункту 3.4.1.2,

2 2

а m - согласно пункту 3.3.1 настоящих Методических указаний;

- для условных пределов остаточного удлинения

-3

Р = [0,4343 (b + с сигма) - m lg сигма] х 10 , (В.3)

у 3 3

где коэффициенты b и с принимаются согласно пункту 3.5.3, а

3 3

m - согласно пункту 3.5.1 настоящих Методических указаний;

- для условных пределов остаточного сужения

-3

Р = [0,4343 (b + с сигма) - m lg сигма] х 10 , (В.4)

с 4 4

где коэффициенты b и с принимаются согласно пункту 3.6.3, а

4 4

m - согласно пункту 3.5.1 настоящих Методических указаний;

- для условных пределов равномерного остаточного удлинения

-3

Р = [0,4343 (b + с сигма) - m lg сигма] х 10 , (В.5)

р.у 5 5

где коэффициенты b и с принимаются согласно пункту 3.7.3, а

5 5

m - согласно пункту 3.5.1 настоящих Методических указаний;

- для условных пределов равномерной деформации

-3

Р = [0,4343 (b + с сигма) - m lg сигма] х 10 , (В.6)

тау 6 6

р

где коэффициенты b и с принимаются согласно пункту 3.7.6, а

6 6

m - согласно пункту 3.3.1 настоящих Методических указаний.

В.9.2.1. По формуле (В.1) рассчитывается значение параметра

длительной прочности: задается ряд значений номинальных

напряжений, определяются значения параметра Р и по этим данным

д.п

строится параметрическая кривая (В на рисунке В.1).

В.9.2.2. По формуле (В.2) рассчитываются значения параметра

ползучести Р для заданного значения остаточного удлинения дельта

п з

и строится параметрическая кривая ползучести (Г на рисунке В.1).

В.9.2.3. По формуле (В.3) рассчитываются значения параметра

остаточного удлинения Р и строится параметрическая кривая

у

остаточного удлинения (Д на рисунке В.1).

В.9.2.4. По формуле (В.4) рассчитываются значения параметра Р

с

и строится параметрическая кривая остаточного сужения (Е на

рисунке В.1).

В.9.2.5. По формуле (В.5) рассчитываются значения параметра

Р и строится параметрическая кривая равномерного остаточного

р.у

удлинения (А на рисунке В.1).

В.9.2.6. По зависимости параметра времени равномерной

деформации Р от напряжения, которая получается из формулы

тау

р

(В.6), рассчитываются значения параметра и строится

параметрическая кривая времени равномерной деформации (Б на

рисунке В.1).

Для подсчета значений параметра при построении номограмм

используются формулы:

- для условных пределов длительной прочности

-3

Р = Т (lg тау - 2 lg Т - 0,4343а ) х 10 , (В.7)

д.п 1

где коэффициент а принимается согласно пункту 3.3.1.2

1

настоящих Методических указаний;

- для условных пределов ползучести

-3

Р = Т (lg тау - 2 lg Т - 0,4343а ) х 10 , (В.8)

п 2

где коэффициент а принимается согласно пункту 3.4.1.2

2

настоящих Методических указаний;

- для условных пределов остаточного удлинения

-3

Р = Т (lg дельта - 0,4343а ) х 10 , (В.9)

у 3

где коэффициент а принимается согласно пункту 3.5.3 настоящих

3

Методических указаний;

- для условных пределов остаточного сужения

-3

Р = Т (lg пси - 0,4343а ) х 10 , (В.10)

с 4

где коэффициент а принимается согласно пункту 3.6.3 настоящих

4

Методических указаний;

- для условных пределов равномерного остаточного удлинения

-3

Р = Т (lg дельта - 2 lg Т - 0,4343а ) х 10 , (В.11)

р.у 5

где коэффициент а принимается согласно пункту 3.7.1 настоящих

5

Методических указаний;

- для времени равномерного удлинения

-3

Р = Т (lg дельта - 2 lg Т - 0,4343а ) х 10 , (В.12)

тау 6

р

где коэффициент а принимается согласно пункту 3.7.6 настоящих

6

Методических указаний.

В.9.3.1. По формуле (В.7) для выбранного ряда значений времени

и заданных уровней температуры рассчитываются значения параметра

Р и в координатах Р - lg тау строятся линии номограммы (В на

д.п д.п

рисунке В.1).

В.9.3.2. По формуле (В.8) для выбранного ряда значений времени

и заданных уровней температуры рассчитываются значения параметра

Р и в координатах Р - lg тау строятся линии номограммы (Г на

п п

рисунке В.1).

В.9.3.3. По зависимости параметра остаточного удлинения Р от

у

температуры и удлинения, которая получается из формулы (В.9),

рассчитываются значения параметра для выбранного ряда значений

удлинения и заданных уровней температуры и в координатах Р -

у

lg дельта строятся линии номограммы (Д на рисунке В.1).

В.9.3.4. По зависимости параметра остаточного сужения Р от

с

температуры и сужения, которая получается из формулы (В.10),

рассчитываются значения параметра для выбранного ряда значений

сужения и заданных уровней температуры и в координатах Р - lg пси

с

строятся линии номограммы (Е на рисунке В.1).

В.9.3.5. По зависимости параметра остаточного равномерного

удлинения Р от температуры и удлинения, которая получается из

р.у

формулы (В.11), рассчитываются значения параметра для выбранного

ряда значений удлинения и заданных уровней температуры и в

координатах Р - lg дельта строятся линии номограммы (А на

р.у

рисунке В.1).

В.9.3.6. По зависимости параметра времени равномерного

удлинения Р от температуры и времени, которая получается из

тау

р

формулы (В.12), рассчитывается значение параметра для выбранного

ряда значений времени и заданных уровней температуры и в

координатах Р - lg тау строятся линии номограммы (Б на рисунке

тау

р

В.1).

В.9.4.1. Условный предел длительной прочности определяется по

диаграмме В (на рисунке В.1). По значению заданного ресурса тау

з

проводится горизонталь 1-3 до пересечения с линией номограммы,

соответствующей заданной температуре t . От точки 3 проводится

1

вертикаль 3-5 до пересечения с линией диаграммы длительной

прочности. Ордината точки 5 будет являться искомым значением

условного предела длительной прочности.

В.9.4.4. По линии 24-25-26 диаграммы Г можно определить

значение времени, за которое относительное удлинение достигает

значения тау при температуре t и напряжении, равном условному

з 1

пределу длительной прочности.

В.9.4.5. Ордината точки 18 на диаграмме Б соответствует

значению напряжения, при котором в течение всего заданного ресурса

тау будет иметь место равномерное удлинение, значение которого

з

при тау определяется линией 18-19-20-21.

з

Строится серия параметрических кривых (типа Г на рисунке В.1)

для разных значений дельта . Сечением этих кривых горизонтальной

з

прямой, аналогичной прямой 5-24-8, получаются данные для

построения первичных кривых ползучести при сигма = const. Сечением

этих кривых вертикальной прямой, аналогичной прямой 4-6,

получаются данные для построения изохронных кривых при тау =

const.