Планирование термоциклических испытаний материалов

Abstract

Для планирования исследований термической усталости материалов и анализа результатов предлагается использовать карты термоциклических испытаний, которые позволяют проследить динамику развития деформации в термическом цикле. На картах представлены графики температурной зависимости упругой деформации, соответствующей пределу текучести материала, и изменения стесненной свободной деформации. Приведены методика построения карт термоциклических испытаний для нескольких материалов и необходимые для этого сведения об их физико-механических свойствах. Полезная информация, которая может быть получена с помощью карт термоциклических испытаний, иллюстрируется на примерах нескольких жаропрочных сплавов, используемых для изготовления лопаток газотурбинных двигателей.

Із метою правильного планування термоциклічних випробувань при дослідженні термічної утоми матеріалів пропонується використовувати карти термоциклічних випробувань, які показують динаміку розвитку деформації в термічному циклі. На цих картах показано графіки температурної залежності пружної деформації, що відповідає границі плинності матеріалу, і зміни обмеженої вільної деформації. Наведено методику побудови карт термоциклічних випробувань для деяких матеріалів і необхідні для цього відомості про їх фізико-механічні властивості. Корисна інформація, яка може бути отримана за допомогою карт термоциклічних випробувань, проілюстрована на прикладах декількох жароміцних сплавів, що використовуються для виготовлення лопаток газотурбінних двигунів.

To schedule the investigations on the thermal fatigue of materials and analysis of the results, it is proposed to use the thermal cyclic test maps (TC-maps) that allow tracing the strain development in a thermal cycle. TC-maps illustrate the diagrams of the temperature-dependent elastic strain, which corresponds to the yield strength of the material, and the free strain variation under constraint conditions. This paper presents the procedure of thermal cycle test map compiling for some materials and their physical as well as mechanical properties. The useful information obtained from the TC-maps is exemplified by some heat-resistant alloys employed for the production of gas-turbine engine blades.