Деформационная способность и надежность в работе сплава

Высокотемпературные детали из жаропрочных сплавов в энергетических установках эксплуатируются под длительным воздействием температуры, статических и динамических напряжений, возникающих при колебаниях температурного режима, а также при остановках и пусках агрегатов. В связи с этим к свойствам материалов для таких деталей предъявляются требования, удовлетворение которых должно обеспечить необходимый ресурс и надежность эксплуатации. Особенно высокие требования предъявляются к материалам турбинных лопаток, испытывающих к тому же влияние значительного температурного перепада по высоте детали. Детальное исследование лопаток, получивших повреждения при эксплуатации, показало, что их материал, обладая удовлетворительной длительной прочностью, имеет пониженную деформационную способность. Анализ таких повреждений показал, что в большинстве случаев они являются результатом исчерпания способности металла к пластической деформации, предшествующей разрушению, в местах конструктивных концентраторов напряжения или у существовавших, либо возникших при деформации дефектов металла.

Было установлено, что уровень деформационной способности материала, обеспечивающий надежную работу лопаток, составляет в условиях контрольных испытаний при рабочей температуре со скоростью деформации 0,1 %. Указанные значения деформационной способности материала лопаток получены на основании испытаний обычных цилиндрических образцов. Фактически деформационная способность металла в конструкции — в замке лопатки — существенно ниже. Результаты опытов по оценке длительной пластичности материала в присутствии концентратора дают величину в 3-10 раз меньшую.