Главная » 2010 » Декабрь » 21 » Влияние температуры на механические свойства малоуглеродистой стали.
16:28
Влияние температуры на механические свойства малоуглеродистой стали.
УСЛОВИЯ РАБОТЫ МЕТАЛЛА Основными конструкционными материалами элементов котла являются углеродистая и легированная стали. Условия работы металла котла различны. Металл экономай-зерной и испарительной систем котла работает под высоким давлением — до 25 МПа при относительно умеренных температурах рабочего тела — до 380 °С. В пароперегревателе наряду с указанным высоким давлением имеет место и наиболее высокая температура рабочего тела — до 565°С. В воздухоподогревателе давление воздуха невелико (до 3 кПа) и внутренние механические усилия незначительны, но металл подвергается воздействию относительно высоких температур (до 450 °С) при ухудшенных условиях его охлаждения воздухом. По ходу газового потока тепловые нагрузки поверхностей нагрева изменяются. Максимальное их значение имеет место в испарительных поверхностях нагрева, расположенных в топке, минимальное — в воздухоподогревателе. Элементы каркаса котла несут значительные статические нагрузки, но работают при температуре окружающей воздушной среды. Поверхности нагрева омываются агрессивными продуктами сгорания топлива, содержащими Ог, С02, БОг, БОз, N0*, в потоке которых при сжигании твердого топлива находятся частицы шлака и золы. В результате возникают коррозионные явления в металле, а также происходит истирание конвективных поверхностей нагрева твердыми частицами уноса. Рис. 24.1. Влияние температуры на механические свойства малоуглеродистой стали: / — предел прочности; 2 — предел текучести; 3 — пластичность В течение длительного времени работы элементов котла под давлением и при повышенных температурах изменяются структура металла и его механические свойства: прочность, вязкость и хрупкость. Прочность металла характеризуется пределом прочности Ов — напряжением, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец металла при его растяжении без разрушения, и пределом текучести От — напряжением, при котором образец деформируется без увеличения нагрузки. Пластичность металла характеризуется относительным удлинением и сужением при разрыве. Показателем хрупкости металла — его разрушение под действием нагрузки без заметных следов пластической деформации — является ударная вязкость. Ползучесть металла. На рис. 24.1 показано влияние тепературы на прочность и пластичность малоуглеродистой стали. Предел прочности достигает максимума при температуре 250 °С и при дальнейшем повышении температуры резко уменьшается. Предел текучести с повышением температуры уменьшается, особенно заметно начиная с температуры 250 °С. Показатели пластичности сначала несколько уменьшаются, а затем, начиная с температуры 250 °С, возрастают. При совместном воздействии в течение длительного времени высоких напряжений и температур более 450 °С в стали возникают явления ползучести. Ползучестью металла называют процесс накопления пластической деформации стали при длительной ее работе под нагрузкой при напряжениях ниже предела текучести. При ползучести происходит постепенное увеличение размера детали, что при достижении определенной остаточной пластической деформации приводит к ее разрушению при сохраняющейся неизменной нагрузке.
