skanowanie0004 (178)

6.2, Stale stopowe do pracy w podwyższonej temperaturze

odkształcenie konstrukcji wskutek pełzania, aż do jej zniszczenia. Podstawę do obliczeń konstrukcji stanowi wówczas czasowa wytrzymałość na pełzanie i?_u^lub czasowa granica pełzania Rj_t (rys. 6.1), wyznaczane w długotrwałych próbach pełzania.

Sprężyście obciążone elementy maszyn i połączeń, pracujące w podwyższonej temperaturze przez długi czas bez zmiany wymiarów w kierunku działania siły, np. połączenia skurczowe, sprężyny, połączenia śrubowe lub złącza kołnierzowe przewodów parowych, ulegają relaksacji, polegającej na zaniku naprężeń sprężystych niezbędnych do utrzymania trwałości połączenia lub utrzymania szczelności złącza.

Wiele elementów urządzeń energetycznych, np. łopatki turbin lub wirniki, w podwyższonej temperaturze podlegają ponadto działaniu naprężeń zmęczeniowych. Próby zmęczeniowe stanowiące podstawę doboru materiałów na te elementy są wykonywane przy liczbie cykli N_G= 10⁸, większej niż w temperaturze pokojowej. W zależności od temperatury i czasu działania obciążenia naprężenia zmęczeniowe powodują dodatkowo pełzanie, zwane dynamicznym lub relaksacją. W zakresie temperatury 40(H460°C pełzanie dynamiczne ma istotne znaczenie ze względu na mniejsze wartości czasowej wytrzymałości na pełzanie od wytrzymałości zmęczeniowej w tym zakresie temperatury.

Urządzenia energetyczne podlegają ponadto niskocyklowemu zmęczeniu cieplnemu wywołanemu szybkim nagrzewaniem i chłodzeniem elementów urządzeń energetycznych, przy liczbie cykli 1(M0⁶. Ulegają także korozji, pogarszającej własności materiału zwłaszcza w wysokiej temperaturze.

Najważniejszymi czynnikami podczas doboru stali do pracy w podwyższonej temperaturze są temperatura pracy, wymagane własności w warunkach pracy oraz rodzaj środowiska.

CHEMICZMY STALI STOPOWYCH

^»acy w podwyższonej temperaturze_.

Ze względu na skład chemiczny stale stopowe do pracy w podwyższonej temperaturze dzieli się na:

■    niskowęglowe, o stężeniu do 0,25% C,

■    średniowęglowe - o stężeniu węgla większym niż 0,25%,

■    niskostopowe - o małym i średnim stężeniu węgla i łącznym stężeniu pierwiastków stopowych nieprzekraczającym 3%,

■    średniostopowe - o średnim stężeniu węgla i stężeniu pierwiastków stopowych w zakresie 3-5-5%,

■    wysokostopowe - o dużym stężeniu pierwiastków stopowych, przekraczającym 5% - w tym głównie Cr powyżej 10%.

Do najważniejszych pierwiastków stopowych polepszających własności wytrzymałościowe w wysokiej temperaturze oraz odporność na pełzanie należą Cr, Mo i V. Odporność na utlenianie w podwyższonej temperaturze polepsza głównie Cr. Stale zawierające 1-5-2,5% Cr mogą być stosowane w temperaturze do ok. 580°C. Zwiększenie stężenia Cr nawet do 13% nie wpływa znacząco na zmianę czasowej wytrzymałości stali na pełzanie. Dopiero dodatek węglikotwórczych pierwiastków stopowych, głównie Mo, a szczególnie V, a także W, Ti i Nb, przyczynia się do znacznego zwiększenia własności wytrzymałościowych oraz zwiększenia czasowej wytrzymałości na pełzanie. Skład chemiczny stali o określonych własnościach

201