Прочность и долговечность конструкционной стали 15Х11МФБл в условиях теплосмен

Abstract

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния различных режимов термического нагружения на характеристики сопротивления длительному статическому и циклическому неизотермическому нагружению конструкционной стали 15Х11МФБл применительно к условиям эксплуатации горно-обогатительного оборудования. Экспериментально установлено, что при малоцикловом неизотермическом нагружении в материале протекают два процесса накопления повреждений: квазистатический, связанный с направленным пластическим деформированием, и усталостный - со знакопеременным пластическим деформированием. Детально исследовано влияние перегревов материала на вид разрушения и характеристики сопротивления длительному статическому и циклическому неизотермическому нагружению. Показано хорошее соответствие порогового значения параметра, определяющего смену превалирующих процессов накопления повреждений исследуемой стали, аналогичным значениям параметра для других сталей. Полученные результаты исследований показывают, что напряжения, используемые в качестве критерия долговечности, достаточно удовлетворительно описывают долговечность в условиях малоциклового неизотермического нагружения независимо от вида развивающегося в материале превалирующего процесса накопления повреждений.

Представлено результати експериментальних досліджень впливу різних режимів термічного навантаження на характеристики опору тривалого статичного і циклічного неізотермічного навантаження конструкційної сталі 15Х11МФБл стосовно умов експлуатації гірничо-збагачувального обладнання. Установлено, що при малоцикловому неізотермічному навантаженні в матеріалі протікають два процеси накопичення пошкоджень: квазістатич- ний, зумовлений направленим пластичним деформуванням, і утомний, зумовлений знакозмінним пластичним деформуванням. Детально досліджено вплив перегріву матеріалу на вид руйнування та характеристики опору тривалому статичному і циклічному неізотермічному навантаженню. Показано добру відповідність порогового значення параметра, що визначає зміну механізмів пошкодження досліджуваної сталі, аналогічним значенням для інших сталей. Використання напруження як критерію довговічності достатньо задовільно описує довговічність в умовах малоциклового неізотермічного навантаження незалежно від розвитку в матеріалі виду пошкодження.

We present results of the experimental study of the effect of various thermal loading modes on the resistance characteristics of structural steel 15Kh11MFBl under long-term static and cyclic nonisothermal loading conditions corresponding to the service conditions of ore mining and processing equipment. It was experimentally established that low-cycle non-isothermal loading of material is accompanied by two processes of damage accumulation: quasi-static process related to a directional plastic deformation and fatigue process related to alternate plastic deformation. We studied in detail the material overheating effect on the fracture mode and the characteristics of resistance to the long-term static and cyclic non-isothermal loadings. We demonstrate a fairly good correlation between the threshold value of the parameter, which defines a change in the dominating processes of damage accumulation in the steel under study, and values of the similar parameter of other steels. The results obtained indicate that stresses can be used as durability criteria that provide quite satisfactory description of the material durability under conditions of low-cycle nonisothermal loading irrespective of the particular type of the dominating process of damage accumulation in the material.