Page 34 - Krechkovska_avtoref

32
впливу всіх експлуатаційних чинників (температура, наводнювання, напруження, у
тому числі і термічні), визначили критичну частку міжзеренного руйнування на
п
утомному зламі (S ≈ 0,27), яка характеризує критичний структурно-механічний
с
стан теплотривких низьколегованих сталей парогонів ТЕС.
Металографічні та фрактографічні ознаки високотемпературної деградації ни-
зько- та високолегованих теплотривких сталей (відповідно з парогонів та лопаток
роторів парових турбін) виявилися спільними і пов’язані з ослабленням когезії між
суміжними зернами та полегшення міжзеренного руйнування. Тому дані, отримані
для сталі після різної тривалості експлуатації в лопатках, нанесли на залежність між
втратою опору припороговому втомному руйнуванню та зміною площі міжзеренних
фрагментів, побудовану для низьколегованих сталей парогонів ТЕС (рис. 30). Ви-
явилося, що критичний структурно-механічний стан лопаткової сталі досягався за
л
значно меншого значення S = 0,07. Це пояснили тим, що лопатки, експлуатовані за
с
циклічних навантажень, чутливі до дрібніших структурно обумовлених концентра-
торів напружень (пори навколо карбідів вздовж меж зерен та їх ланцюжки) порівня-
но з ділянками парогонів, експлуатованих за практично статичних навантажень.
Отримані залежності для низько- та високолегованих теплотривких сталей
дають підстави пропонувати їх як базові для планового контролю структурно-
механічного стану цих сталей після експлуатації в таких елементах теплоенергетич-
ного устаткування як головні парогони та лопатки роторів парових турбін ТЕС.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ
В роботі вирішено матеріалознавчу науково-технічну проблему – розроблено
методологію визначення структурно-механічного стану тривало експлуатованих
конструкційних сталей різного призначення, яка базується на комплексному дослі-
дженні закономірностей зміни їх структурних, механічних та фрактографічних по-
казників, пошуку зв’язку між ними та обґрунтуванні критичного стану деградованих
сталей. Основні результати зводяться до наступного:
1. Показано, що на структурному рівні спільними ознаками деградації прокату
з вуглецевих (елементи об’єктів кінця ХІХ – початку ХХ сторіч) і низьколегованих
(газо- та нафтогони) сталей, експлуатованих за кліматичних температур, та теплот-
ривких сталей (головні парогони і лопатки роторів парових турбін ТЕС), експлуато-
ваних за виcоких температур (до 540°С), виявилися у першому випадку декогезія
неметалевих включень від матриці як зародків розшарувань, а у другому – карбідів
вздовж меж зерен як осередків ослаблення міжзеренних зв’язків. Відмінною струк-
турною ознакою високотемпературної деградації високо- і низьколегованих теплот-
ривких сталей був дифузійний перерозподіл вуглецю та елементів легування на межі
зерен і виділення легованих карбідів на них як етап, що передував їх декогезії.
2. Встановлено, що розшарування вздовж напряму вальцювання та крізьзерен-
ні відколи на зламах ударних зразків є фрактографічними ознаками структурної де-
градації прокату з вуглецевих та низьколегованих сталей після тривалої експлуатації
за кліматичних температур. Запропоновано оцінювати зміну структурного стану цих
сталей за часткою площі зламів ударних зразків S / S, що припадає на виявлені
кр
елементи окрихчення сталі S . Побудовано універсальну залежність між введеним
кр
фрактографічним показником зміни стану та втратою ударної в’язкості сталей низки