Дослідження впливу орієнтації концентратора відносно осі трубопроводу на складові енергії руйнування та температуру в’язко-крихкого переходу зразків шарпі зі сталі 22К

Abstract

На інструментованому вертикальному копрі при різних температурах проведено ударні випробування стандартних зразків Шарпі зі сталі 22К, вирізаних у двох напрямках – повздовжньому та поперечному. За результатами випробувань побудовано температурні залежності повної енергії деформування та руйнування та її складових. За результатами фрактографічних досліджень отримано температурні залежності часток характерних зон зламів для двох груп зразків Шарпі та проведено їх порівняння. Визначено температури в’язко-крихкого переходу.

Проведено ударные испытания стандартных образцов Шарпи из стали 22К, вырезанных в двух направлениях – продольном и поперечном, при разных температурах на инструментированном вертикальном копре. По результатам испытаний построены температурные зависимости полной энергии деформирования и разрушения и ее составляющих. По результатам фрактографических исследований получены температурные зависимости долей характерных зон изломов для двух групп образцов и проведено их сравнение. Определены температуры вязко-хрупкого перехода.

The world experience shows, that the standard basis available in Ukraine needs improvements for more correct interpreting of strength and durability of the power-station 1-st contour elements. Nowadays different numerical and experimental methods are being developed and improved for solving the problems of broadening the power-stations equipment operation life looking for the additional spare strength.While calculating the brittle fracture resistance it is necessary to know the value of the critical brittleness temperature Тk0 of the material in the initial state in order to build the curve of the permissible values of the stress intensity factor ( SIF ). Usually Тk0 is found according to the results of the impact tests of the Charpy specimens, the methods of finding Тk0 and other factors affecting the value of Тk0 being of special attention nowadays. The result of the bending tests of the specimens with concentrators differ from those cut in the longitudinal and transversive directions. That is why the investigation of the effect of the cutting direction of the Sharpy specimens and the cut orientation on the results of the impact tests, as well as the determination of the critical brittleness temperature, are the pressing problems.Charpy specimens impact tests are one of more simple and inexpensive method to determine the mechanical properties of materials. The results of these tests can be used to estimate the strength and durability of large-scale structures. A series of Charpy specimens impact test from high-alloyed high-temperature resistant steel 22К were carried out in the temperature range of –50 ÷ +100ºС with control of rolling direction. Tests were conducted on instrumented vertical impact machine, which can record a full diagram of specimen’s deformation and fracture. The values of total energy of deformation and fracture and its components: energy of crack initiation, energy of ductile crack growth, brittle cracks energy and ductile rupture energy were determined. It was found, that ductile-brittle transition temperature for specimens cuted along the rolling direction (group КK) higher than for specimens of group КO. It is shown, that the direction of rolling Charpy specimens significantly influences the values of total energy of deformation and fracture and its components, and the values of the ductile-brittle transition temperature for 22К steel.