Файл: Неразрушающие методы контроля металлов на тепловых электростанциях..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 44

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ровочному графику находится значение нагрузки

г,

а по диаграмме в

зависимости от

 

 

Po;.

Po,2

определяется пре­

дел текучести σo,2 (рис. 17).

 

 

 

 

 

В работе [Л. 9]

указано на возможность применения

вышеописанного метода также для контроля прочност­

ных свойств сварных соединений углеродистых и леги­

рованных сталей перлитного' класса (последние после высокого отпуска), так как искажения, * вносимые в значения твердости наличием остаточных напряжений

незначительны (при напряжениях растяжения твердость металла падает, при напряжениях сжатия — возрастает).

Установлено также, что зависимости Но,2—Под и Hbов справедливы для металлов с наклепом до 2,5 и 4,0%

соответственно.

Определение ов и (іо,2 ударным твердомером КП И по методике, разработанной С. С. Васаускасом. Предел прочности и условный предел текучести определяется с помощью тарировочных графиков по данным измере­

ний диаметров отпечатков, полученных от вдавливания

конусов с углами при вершине l 20o п 160°. ¡Предел проч­ ности Ob определяется по диаметру отпечатка, получен­ ному при вдавливании конуса с углом при вершине 120°,

предел текучести — по диаметру отпечатка, полученному при вдавливании конуса с углом при вершине 160°. При

помощи прибора КПП

можно определять

b

в

пределах

ПО—'210

ед.,

ов — в

пределах

 

30—81

kcc mm2

и

оо

,2 —

в пределах 29—45

kcc mm2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение

ов и оо,2 по

функции

пластической

твердости

Н,

которая

выражается через твердость по

Роквеллу формулой

 

 

9

 

HRb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H =

 

 

000

 

 

 

 

 

 

 

(12)

Для

 

130 —

 

 

KZC jMM2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сталей, имеющих

пластическую твердость

≤420 ед.

(330

Нв),

т.

е.

для большинства

сталей,

приме­

H

няемых в энергетике, предел прочности предлагается

определять по формуле

H—

1,22),

kzc mm2.

(13)

 

 

σβ = 9,55(j/149 +

 

 

 

 

 

Для определения условного предела текучести пред­

лагается формула

σo,2 = ^TΛ

кгсімм2,

 

 

(14)

где

k

= 0,20 для всех углеродистых сталей;

k

= 0,22 для

 

 

 

 

 

 

 

 

большинства конструкционных легированных сталей.

Для сталей, имеющих твердость в пределах 93—270 Hb

31


(50—105 HRb, НО—350 Н), между H и Hv установлена

линейная

 

зависимость, которая выражается уравнением

 

 

 

Hv = O,

82Я или

H=l,22Hv.

(15)

Зависимость (15)

для сталей, имеющих

твердость

145—270

Hb

может быть записана в виде уравнения

 

 

 

 

H= ,22Hb.

(16)

Уравнения (15), (16) позволяют определять предел

прочности

и предел

текучести по формулам

(13), (14)

через известные значения Hb m. Hv.

10.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО УДЛИНЕНИЯ

ИОТНОСИТЕЛЬНОГО СУЖЕНИЯ

Относительное удлинение Ô5 h относительное суже­ ние ф могут быть определены с помощью эмпирических

формул через известные числа твердости. В работе

[Л. 10] приводятся формулы для определения относи­ тельного удлинения низколегированных и углеродистых сталей через твердость по Бринеллю:

 

 

Нв), %,

(17)

05= (234-90,9 Ig

200

Нв,

для сталей, имеющих твердость до

 

и для сталей,

имеющих твердость больше 200

Hb

%.

 

(18)

0 = 64 570Яв-1-476,

 

■ При известной твердости

H

[Л.

8] для

определения

 

 

 

 

 

относительного удлинения углеродистых и низколегиро­

ванных сталей предлагается эмпирическая формула

05=1725-Я-0’79, %.

(19)-

Для определения относительного сужения по извест­

ной пластической твердости Я предлагается эмпири­

ческая формула: для углеродистых сталей

(20)

Ψ = (ɪ + 0,033/7 + 25), %;

для легированных конструкционных сталей

 

\

(21)

÷=(⅛r+36-6)' ’/»•

32


11. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Поверхностные слон изделия могут отличаться по сво­

им свойствам от основной массы материала. В связи с этим важным элементом подготовки изделия для изме­ рения твердости является глубина зачистки его поверх­

ности, которая должна быть достаточной для снятия обезуглероженного (наклепанного, цементированного

и т. д.) слоя и в то же время не должна привести к не­ допустимому ослаблению стенки изделия. Установлено,

что для 'паропроводов оптимальная глубина зачистки составляет 5% толщины стенки, для толстостенных

конструкций (барабан котлов, литые корпуса)—3 мм.

Площадка на поверхности испытываемого изделия должна быть плоской, а ее размеры достаточными для получения четких отпечатков. Поверхность подготовлен­

ного участка должна быть блестящей и свободной от

окалины h других посторонних веществ. Подготовку поверхности к испытаниям можно производить любым

из методов, применяемым для приготовления шлифов.

В случае проведения замеров твердости после травле­

ния, протравленный слой поверхности необходимо пред­

варительно удалить. При подготовке поверхности меха­

ническим способом необходимо принять меры против возможного изменения твердости материала вследствие

нагрева или наклепа.

При измерении твердости на криволинейных участках

изделия длина н ширина подготовленной площадки для

одного измерения должна составлять: при диаметре при­

меняемого

шарика D=IO

мм

не

менее

20

мм,

D = b мм

не менее 10

мм

и

D

= 2,5

мм

не менее 5

мм.

 

При измерении твердости статическими методами

необходимо

обеспечить

 

плавное

увеличение

нагрузки

до необходимого значения и постоянство приложенной

нагрузки в течение установленного времени. Допускае­

мая относительная погрешность нагрузки P не должна

превышать ±1% при измерении твердости по Бринеллю

и Виккерсу. При измерении твердости по Роквеллу допу­

скаются отклонения от номинального значения: по вели­

чине предварительной

нагрузки

Pq

не

более

±0,2

кгс

ПО величине ОСНОВНОЙ

Pi

и

общей

P

нагрузок —не более

 

 

±0,5%.

Минимальная толщина испытываемого образца долж­ на быть не менее десятикратной глубины отпечатка, при

измерении по методу Бринелля и восьмикратной глубине

3—731 33


внедрения наконечника после снятия основной нагруз­ ки Pi при измерении по методу Роквелла. При измерении

твердости по Бринеллю и Виккерсу в сталях расстояние

от центра отпечатка до края изделия должно быть не ме­

нее чем 2,5 d, а расстояние между центрами двух сосед­ них отпечатков не менее 4,0 d.

При измерении твердости по Роквеллу расстояние между центрами двух соседних отпечатков или расстоя­ ние от центра какого-либо отпечатка до края изделия

должно быть не менее 3,0 мм.

Диаметр отпечатка следует измерять с помощью отсчетных микроскопов, погрешность которых не должна

превышать ±0,01 мм на одно наименьшее деление шка­

лы и ±0,02 мм на всю длину шкалы. Диаметр отпечатка

должен измеряться в двух взаимно перпендикулярных

направлениях и определяться как среднее арифметичес­

кое из трех измерений.

Для более точного определения твердости рекомен­

дуется делать по 6 отпечатков. Два крайних результата

(наибольший и наименьший) отбрасываются, а из четы­ рех оставшихся берется среднее арифметическое. Раз­

ность измерений диаметров (диагоналей) одного отпе­

чатка не должна превышать 2% меньшего из них.

Чистота поверхности должна быть тем выше, чем

меньше диаметр индентора, но не ниже V6 для измере­ ний шариком диаметром 10 мм и VlO при измерениях алмазной пирамидой. Требования к чистоте, подготавли­ ваемой для измерений поверхности оговариваются

винструкциях, прилагаемых к приборам. Так, например,

винструкции прибора МЭИ-Т5 указано, что чистота

поверхности. должна иметь Ѵ9, а для прибора ВПИ-Зк

не ниже Ѵ6 (ГОСТ l2789-59).

При статических испытаниях жесткость крепления

прибора на изделии достигается за счет применения за­

хватов или струбцин.

При контроле твердости изделий, не обладающих

достаточной жесткостью (обечайки сосудов, трубопрово­

ды, на участках удаленных от опор и др.), безэталон­ ными приборами динамического действия получаются

завышенные значения твердости, так как в момент удара

контролируемая поверхность «уходит» от индентора и образуются отпечатки меньшего диаметра. В этих слу­

чаях замеры следует производить эталонными приборами.

Со временем в приборах для определения твердости

34


упругость пружин, а следовательно, и запас энергии

уменьшаются, поэтому необходимо периодически произ­

водить корректировку тарировочных графиков и таблиц,

особенно безэталонных приборов, для чего оператору

необходимо иметь при себе запас эталонов твердости.

При проверке твердомера эталонные плитки необходимо

устанавливать на массивные твердые подставки для обеспечения необходимой жесткости. Тарировку прибо­

ров следует производить не реже 1 раза в 6 мес. с зане­

сением результатов в специальный журнал.

Условия произведения

удара при

контроле

изделий

(плавность сжатия или

растяжения

силовой

пружины

в момент спуска, условие жесткости)

должны быть ‘по

возможности близкими к условиям, при которых произ­

водилась тарировка прибора. При всех методах испыта­ ний приложение действующего усилия должно быть

перпендикулярно к поверхности изделия в месте измере­

ния твердости. Температура изделия в момент выполне­

ния испытаний должна быть в пределе ,±20oC в исклю­ чительных случаях — не более +40°С. При определении

характеристик механических свойств металла всеми

косвенными методами необходимо строго придерживать­ ся условий испытаний и указаний в инструкциях, прила­

гаемых к приборам. При этом необходимо учитывать,

что относительная погрешность одних и тех же методов

оценивается в пределах 5—'20% и более.

Глава третья

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ СТАЛЕЙ

Технологические, механические и эксплуатационные

свойства той или иной марки стали определяются ее

микроструктурой — размерами, ориентацией и строением

зерен, состоянием их границ, соотношением, распределе­

нием и дисперсностью структурных фаз, а также нали­

чием микронесплошностей, что является следствием ус­

ловий технологических операций, изготовления детали,

и продолжительности ее эксплуатации. Между микро­

структурой и многими свойствами стали существует

определенная качественная связь. По результатам

микроанализа можно объяснить причины изменения тех

или иных свойств и можно предвидеть поведение

стали

в определенных условиях эксплуатации. Поэтому

дей­

ствующими инструкциями

на тепловых электростан-

*3

35