Page 30 - Krechkovska_avtoref

28

а б в
Рис. 26. Фрактограми експлуатаційно зруйнованої лопатки РВТ із сталі 15Х11МФ-Ш (3) на
етапі зародження тріщини біля вхідної крайки (а) і в центрі перерізу по товщині її пера (б, в).
Отже, за результатами експертизи дочасно зруйнованих лопаток та аналізу
структурно-фрактографічних ознак деградації сталей дійшли висновку, що незалеж-
но від природи виникнення дефектів у лопатках (технологічні чи експлуатаційні)
вони полегшували зародження втомних тріщин. Поширення ж руйнування на весь
переріз лопаток відбувався або за класичним утомним механізмом з формування ре-
льєфу з утомних боріздок (без доступу пароводяної суміші до зони руйнування), або
за механізмом корозійно-втомного руйнування з формуванням міжзеренного рельє-
фу з вторинним розтріскуванням вздовж цих меж (за наявності в зоні руйнування
води з розчиненими в ній солями), або внаслідок малоциклової втоми (за переван-
таження лопаток з тріщинами внаслідок резонансу).
Випроби на циклічну тріщиностійкість (ЦТ) за кімнатної температури сталі
15Х11МФ у вихідному стані та після експлуатації в лопатках виявили, що її порого-
ві рівні ЦТ (номінальні і ефективні) знижувалися в міру зростання тривалості екс-
плуатації (рис. 27а). Відзначили, що ефект закриття тріщини найсильніше проявився
в найдовше експлуатованій сталі, що вважали наслідком найінтенсивнішої її дегра-
дації. Фрактографічно його пов’язали із зростанням шорсткості поверхні зламу,
спричиненої появою на зламі міжзеренних фрагментів, які виступають над загалом
крізьзеренним і значно плиткішим утомним рельєфом. Адже тривала високотемпе-
ратурна експлуатація сталі за жорстких умов навантаження лопаток сприяла пере-
розподілу вуглецю та елементів легування на межі зерен та пакетів високо відпуще-
ного мартенситу з виділенням та подальшою коагуляцією карбідів вздовж цих меж.
Це ослабило ці межі, знизило
енергозатрати на руйнування
вздовж них та сприяло підви-
щенню шорсткості зламу. Як
результат, зростання частки
площі міжзеренних фрагмен-
тів S на фоні загалом крізьзе-
ренного утомного рельєфу із
структурно обумовленою орі-
єнтацією псевдоборіздок в

а б різних зернах вздовж орієнта-
Рис. 27. Зміна номінального ΔK th (1) і ефективного ΔK th eff ції пакетів мартенситу, зумов-
(2) порогових рівнів ЦТ сталі 15Х11МФ в часі експлуата-
ції τ екс (a) та кореляція між ΔK th eff та часткою площі між- лює зниження ефективного
зеренних фрагментів на припорогових ділянках зламів (б). порогового рівня ЦТ ΔK th eff