автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Сопротивляемость хрупким локальным разрушениям жаропрочных сталей и сварных соединений элементов энергооборудования при длительном высокотемпературном нагружении

На правах рукописи

ЛАНИН Александр Алексеевич

СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ХРУПКИМ ЛОКАЛЬНЫМ РАЗРУШЕНИЯМ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ НАГРУЖЕНИИ

Специальность 05 02 01 - материаловедение (машиностроение)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

0031Ь

Санкт-Петербург 2007 г

003161345

Работа выполнена в ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им И И Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»)

Научный консультант Доктор физико-математических наук, профессор

Петреня Юрий Кириллович

Официальные оппоненты Доктор технических наук

Резинских Владимир Федорович Доктор технических наук Леонов Валерий Петрович Доктор технических наук Рыбников Александр Иванович

Ведущая организация филиал ОАО «Силовые машины» - «Ленинград-

ский металлический завод» в Санкт-Петербурге

Защита диссертации состоится * в т. заседании

диссертационного совета Д 520 023 01 при открытом акционерном обществе «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им ИН Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ») по адресу 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул , д 24

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке института

Отзывы просьба направлять по адресу

191167, Санкт-Петербург, Атаманская ул , У6, ОАО «НПО ЦКТИ», ученому секретарю

Ученый секретарь диссертационного совета /У

кандидат технических наук В М Ляпунов

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Развитие промышленного потенциала России неразрывно связано с ростом потребления тепловой и электрической энергии Увеличение производства энергии в условиях роста цен на энергоносители требует создания новых энергоблоков и модернизации действующих с обеспечением высокой экономичности и надежности

Проблема повышения надежности энергооборудования связана с необходимостью снижения количества повреждений высоконагруженных узлов и деталей в процессе длительной эксплуатации Простои оборудования из-за развития повреждений приводят к значительным потерям энергии и дополнительным затратам на восстановление работоспособности Особую опасность представляют хрупкие локальные разрушения высоконагруженных элементов, подвергающихся длительному воздействию высоких температур Статистический анализ повреждений свидетельствует о возрастании доли хрупких локальных разрушений с увеличением длительности эксплуатации энергооборудования

Принятые в настоящее время в энергомашиностроении нормативные методы определения ресурса, а также нормы расчета на прочность не учитывают опасность возникновения и развития хрупких локальных повреждений Опыт длительной эксплуатации энергооборудования показывает, что локальные хрупкие повреждения деталей и узлов в значительной степени определяются конструктивно- технологической наследственностью, приобретаемой на стадиях проектирования и изготовления

Неудачный выбор материалов, нерациональное конструктивно- технологическое проектирование, возникновение на различных стадиях изготовления химической, структурной и механической неоднородности металла, различного рода локальных металлургических несплошностей и технологических трещин приводит к локализации разрушений в процессе длительной эксплуатации Особенно влияние технологической наследственности проявляется в сварных соединениях, доля локальных разрушений в которых составляет 80% 85% от общего количества выявляемых в процессе эксплуатации повреждений

Разработка локальных критериев технологической трещиностойкости конструкционных материалов и сварных соединений, инженерных расчетных и экспериментальных методов прогнозирования образования и развития трещин на стадиях изготовления является важнейшей задачей энергомашиностроения Решение этой задачи позволило бы сократить длительность конструктивно-технологического проектирования и изготовления с одновременным повышением надежности энергооборудования

Увеличение нормативного расчетного ресурса проектируемого энергооборудования высоких параметров до 200 тыс часов и более, а также продление сроков эксплуатации действующего оборудования приводит к необходимости дополнения нормативных расчетных методов прогноза ресурса критериями и методами оценки сопротивляемости хрупким локальным разрушениям

Создание теоретических и методологических основ предотвращения локальных хрупких разрушений (трещин) в материалах и сварных соединениях при длительной высокотемпературной эксплуатации с учетом конструктивно-технологической наследственности - особо актуальная проблема

Целью исследования является установление единых феноменологических закономерностей технологических и эксплуатационных локальных хрупких разрушений элементов энергооборудования и сварных соединений из жаропрочных сталей, создание количественных критериев прогнозирования и предотвращения развития трещин, определение закономерностей влияния параметров эксплуатации и технологической наследственности на сопротивляемость локальным разрушениям

В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи

- На основе выполненных исследований, анализа и обобщения условий возникновения локальных хрупких разрушений в жаропрочных сталях и сварных соединениях разработано научное положение о единых феноменологических закономерностях развития технологических трещин

- Предложена феноменологическая модель развития трещин в условиях хрупких локальных разрушений при ползучести

- Разработаны критерии и методы экспериментальных исследований закономерностей развития трещин при ползучести

- Предложен обобщенный критерий технологической трещиностойкости сварных соединений и разработаны методы оценки трещиностойкости в условиях релаксации напряжений

- Выполнены исследования сопротивляемости развитию трещин в жаропрочных сталях перлитного, мартенситного и аустенитного классов при высокотемпературной ползучести

- Установлено влияние длительности нагружения, температуры, технологической наследственности на характеристики трещиностойкости Исследованы закономерности медленного роста трещин ползучести

- Исследованы закономерности развития локальных хрупких разрушений в сварных соединениях сталей перлитного, мартенситного и аустенитного классов Получены характеристики трещиностойкости различных зон сварных соединений при ползучести

- Изучены закономерности образования и развития холодных трещин (ХТ) в сварных соединениях при релаксации напряжений Установлено влияние металлургических и структурных факторов, легирования, технологических параметров сварки и термообработки Разработаны инженерные критерии и методы оптимизации конструктивно-технологических требований, исключающих образование холодных трещин

- Выполнены исследования сопротивляемости сварных соединений технологическим трещинам при термической обработке (ТТО) Определены темпера-турно-временные интервалы развития ТТО Разработан инженерный критерий количественной оценки условий развития ТТО в сварных конструкциях при релаксации напряжений

- На основе выполненных экспериментальных исследований, установленных закономерностей развития локальных хрупких разрушений предложены методы прогнозирования и предотвращения развития трещин в жаропрочных сталях и сварных соединениях

Методы исследования.

Теоретические и экспериментальные исследования локальных хрупких разрушений сварных соединений при ползучести и релаксации напряжений базируются на современных представлениях о физических закономерностях кинетики накопления повреждений, феноменологических моделях повреждающихся сред, механики разрушения тел с трещинами, имеющихся в настоящее время представлениях о формировании в процессе сварки структурной, механической и химической неоднородностей В работе получили дальнейшее развитие теоретические и методологические представления о локальных разрушениях сварных соединений при ползучести и релаксации напряжений Исследования выполнены с применением, как стандартных, так и специальных методов испытаний Методологические требования к проведению испытаний основаны на развитых в настоящей работе модельных представлениях о закономерностях локальных разрушений в сварных соединениях Разработаны методы исследования условий образования и развития трещин в сварных соединениях при ползучести Требования к образцам, условиям нагружения и предложенные критерии оценки инвариантности характеристик трещиностойкости позволили количественно моделировать хрупкие межзеренные разрушения сварных соединений на стадиях изготовления и эксплуатации при ползучести На основе выполненного в работе теоретического анализа закономерностей разрушения в условиях релаксации напряжений разработаны методы оценки сопротивляемости образованию и развитию трещин в условиях релаксации напряжений Разработанные методы позволили моделировать влияние запаса упругой энергии в сварной конструкции на кинетику образования и развития трещин Использование методов моделирования структурного состояния различных зон сварных соединений на установке ИМЕТ-ЦКТИ, методов металлографического и фрак-тографического анализа, стандартных методов испытаний на ползучесть, длительную прочность и релаксацию напряжений обеспечило высокую точность и достоверность результатов экспериментов Для проведения испытаний на тре-щиностойкость при ползучести и релаксации напряжений сконструированы

специальные установки с непрерывной регистрацией параметров нагружения и размеров трещины методом разности электрических потенциалов (РЭП) Научная новизна

• Установлены единые феноменологические закономерности технологических и эксплуатационных локальных хрупких разрушений жаропрочных сталей и сварных соединений В отличие от существующих представлений технологические трещины при сварке и термической обработке рассматриваются с позиций хрупкого разрушения при ползучести, развивающегося во времени в локальных структурно-неравновесных зонах под действием технологических напряжений

• Определены закономерности развития трещин в условиях релаксации напряжений Показано, что рост трещин при релаксации напряжений возможен только в условиях развития процессов накопления повреждений в материале и соответственно снижении характеристик вязкости разрушения во времени Повышение сопротивляемости материала деформациям ползучести, запаса упругой энергии в теле (конструкции) и снижение уровня трещиностойкости приводит к увеличению интенсивности докритического роста трещин в условиях развития локальных разрушений

• Впервые для количественной оценки сопротивляемости хрупким локальным разрушениям предложена феноменологическая модель развития трещины при ползучести, рассматривающая два независимых процесса накопления повреждений локальный в вершине трещины под действием сингулярной части напряженного состояния и глобальный в теле без трещины Модель позволила описать временные зависимости пороговых и критических характеристик трещиностойкости, отвечающих началу докритического медленного роста трещины и неустойчивому полному разрушению

• Разработаны экспериментальные методы определения характеристик трещиностойкости в условиях ползучести и релаксации напряжений Установлены пороговые (минимальные) величины вязкости разрушения жаропрочных сталей перлитного, мартенситного и аустенитного классов и их сварных соединений, отвечающие условиям развития локальных разрушений при ползучести

• Определены закономерности влияния температуры, длительности нагруже-ния на пороговые величины вязкости разрушения исследованных сталей Построены зависимости пороговых величин вязкости разрушения от температур-но-временного параметра Ларсена-Миллера, позволяющие прогнозировать сопротивляемость развитию локальных разрушений в жаропрочных сталях при эксплуатации

• Изучены кинетические особенности докритического развития трещин ползучести Экспериментально определены изохронные зависимости скорости роста трещин от коэффициента интенсивности напряжений для сталей 12Х1МФ, 15X11МФ, 08Х18Н10Т при Т=550°С

• Установлены закономерности локальных разрушений при ползучести в различных зонах сварных соединений Получены пороговые характеристики тре-щиностойкости и скорости роста трещин для сварных соединений из сталей перлитного, мартенситного и аустенитного классов

• Определены закономерности кинетики развития технологических ХТ и ТТО сварных соединений Получены количественные соотношения между условиями начала разрушения, развития, торможения трещин и запасом упругой энергии в сварной конструкции В качестве локального критерия сопротивляемости ХТ предложены пороговые значения вязкости разрушения Установлены закономерности изменения пороговых значений вязкости разрушения под влиянием легирования, структурных и технологических факторов

• Экспериментально определены пороговые значения вязкости разрушения и зависимости скорости роста трещин для оценки сопротивляемости локальным разрушениям при развитии ТТО в сварных соединениях Установлены соотношения между пороговыми величинами вязкости разрушения, структурными и технологическими параметрами сварки

Практическая ценность.

1 Результаты работы позволяют выполнять количественные инженерные расчетные оценки сопротивляемости локальным хрупким разрушениям, прогнозировать и предотвращать развитие технологических и эксплуатационных трещин

в жаропрочных сталях и сварных соединениях на стадии конструктивно-технологического проектирования

2 По результатам работы выпущены нормативно-технические документы, регламентирующие требования к выбору материалов, конструктивно-технологическому проектированию, контролю качества сварных конструкций

3 Разработаны методы испытаний материалов и сварных соединений на тре-щиностойкость при ползучести и релаксации напряжений Выпущены соответствующие нормативные документы, регламентирующие метрологические требования к образцам и процедурам испытаний

4 Определены пороговые, критические характеристики трещиностойкости и кинетические зависимости роста трещин при ползучести и релаксации напряжений жаропрочных сталей и сварных соединений, позволяющие осуществлять прогнозирование и предотвращение локальных разрушений

5 На основании разработанных критериев и результатов экспериментальных исследований продлен ресурс большого парка сварных узлов и деталей энергетического оборудования до наработки 250 320 тыс часов

По индивидуальным технологиям сварки, разработанным на основе установленных в работе критериев технологической трещиностойкости, восстановлено около 150 корпусных деталей с трещинами, 22 поврежденных ротора паровых турбин

На защиту выносятся следующие научные положения

1 Установленные единые феноменологические закономерности технологических и эксплуатационных локальных разрушений жаропрочных сталей и сварных соединений, позволяющие рассматривать развитие трещин в структурно-неравновесных зонах с позиций хрупкого разрушения при ползучести

2 Закономерности развития трещин в условиях релаксации напряжений, устанавливающие связь между сопротивляемостью материала деформациям ползучести, уровнем трещиностойкости, запасом упругой энергии в теле (конструкции) и интенсивностью докритического роста трещин при локальных хрупких разрушениях

3 Феноменологическая модель развития трещин в повреждающемся во времени материале, рассматривающая два кинетических процесса накопления повреждений в телах с трещинами при ползучести локальный под действием сингулярной части напряженного состояния в вершине трещины и глобальный в теле без трещины

4 Изохронные зависимости скорости роста трещин от величины коэффициента интенсивности напряжений, отвечающие степени поврежденности материала в заданный момент времени

5 Пороговые величины трещиностойкости, определяющие критические условия начала развития хрупких межзеренных локальных разрушений сварных соединений при ползучести и релаксации напряжений

6 Закономерности кинетики развития ХТ в сварных конструкциях с различным запасом упругой энергии Количественные соотношения между условиями начала разрушения, ускорения, торможения трещин и запасом упругой энергии

7 Экспериментально установленные закономерности изменения пороговых величин вязкости разрушения для условий ХТ в зависимости от легирования, структуры, параметров термического цикла сварки Карты микромеханизмов разрушения для условий технологической трещиностойкости сварных соединений при развитии ХТ при релаксации напряжений

8 Экспериментально установленные закономерности изменения пороговых величин вязкости разрушения при развитии трещин ТТО в зависимости от тем-пературно-временных параметров термической обработки, структуры

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции «Проблемы сварки и специальной металлургии» (Киев 1984г), II Всесоюзном симпозиуме «Механика разрушения Трещино-стойкость материалов и элементов конструкций» (Киев, 1985 г), научно-техническом семинаре «Конструктивная прочность и механика разрушения сварных соединений (Ленинград 1986 г), I Всесоюзной конференции «Механика разрушения материалов» (Львов, 1987г), научно-техническом совещании

«Оценка предельного состояния металла элементов теплоэнергетического оборудования (Москва, 1988 г ), Всесоюзном научно-техническом совещании «Вопросы совершенствования эксплуатации и повышения коррозионной надежности паротурбинных установок» (Москва, 1989 г), Всесоюзной научно-практической конференции «Проблемы синергетики» (Уфа, 1989 г), Всесоюзном симпозиуме «Новые жаропрочные и жаростойкие металлические материалы» (Москва, 1989 г), Республиканской конференции «Коррозия металлов под напряжением и методы защиты» (Львов, 1989 г), VI Международной конференции «Механика материалов» (Киото, Япония, 1991г), «Продление ресурса сварных соединений трубопроводов и корпусного оборудования ТЭС» (Москва, 1994 г ), научно-техническом семинаре «Общая стратегия продления и восстановления работоспособности энергооборудования» (Санкт-Петербург, 1995г), Международном научно-практическом семинаре «Стратегия продления и восстановления ресурса энергооборудования Отечественные и зарубежные технологии» (Санкт-Петербург, Россия, Париж, Франция, 1996 г), Международной конференции «Сварка Технологии Оборудование Материалы» (Рига, Латвия, 1997 г), Международном научно-практическом семинаре «Стратегия продления и восстановления ресурса энергетического оборудования Отечественные и зарубежные - сварочные и другие технологии» (Лондон, Англия, 1997 г), V Международной конференции « Материаловедческие проблемы при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС» (Санкт-Петербург», 1998 г), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения в области сварки, родственных технологий и оборудования» (Санкт-Петербург», 1998 г), V Научно-техническом семинаре «Топливно-энергетический комплекс Надежность, долговечность и безопасность оборудования Материалы и ресурсосберегающие технологии XXI века» (Санкт-Петербург, 1999 г), VIII Всероссийском научно-практическом семинаре «Обеспечение работы энергооборудования ТЭС и АЭС после сверх длительной эксплуатации» (Санкт-Петербург», 2002 г), IV Международной научной конференции «Перспективные задачи инженерной науки» (Игало, Черногория,

2003 г), научно-практическом семинаре «Ресурс и надежность тепломеханического оборудования энергетических и промышленных предприятий» (Санкт-Петербург», 2003 г), Международной научно-технической конференции «Современные проблемы и достижения в области сварки, родственных технологий и оборудования» (Санкт-Петербург», 2004 г), X Всероссийском научно-практическом семинаре «Обеспечение безопасности и экономичности энергетического оборудования» (Санкт-Петербург», 2004 г), IV Международной конференции «Новые разработки в технологии материалов длительно эксплуатирующихся энергетических установок» (Хилтон, США, 2004 г), V Международной конференции «Перспективные задачи инженерной науки» (Париж, Франция, 2004 г), Научно-практической конференции «Прочность и долговечность сварных конструкций в тепловой и атомной энергетике » (Санкт-Петербург, 2007 г) Публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 49 работах, кроме того, в 6 отраслевых нормативно-технических документах Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, содержит 288 машинописных листов, включая 118 рисунков, 42 таблицы, 227 наименований библиографических ссылок

Содержание работы

В первой главе выполнен аналитический обзор опубликованных исследований физических закономерностей, критериев и экспериментальных методов оценки условий возникновения и развития локальных разрушений (трещин) в жаропрочных сталях и сварных соединениях при ползучести и релаксации напряжений

Разрушение высокотемпературных узлов энергетического оборудования при длительной эксплуатации связаны с локализацией процессов ползучести и повреждений в структурно-неравновесных зонах

Анализ многочисленных хрупких локальных разрушений высоконагру-женных деталей показал, что в большинстве случаев развитие трещин обусловлено наличием технологических дефектов сплошности, структурной, механической и химической неоднородности металла Температурно-силовые воздействия на металл в процессе изготовления (гибка, ковка, сварка, термическая обработка) приводят к возникновению различных дефектов Металл приобретает технологическую наследственность

Технологическая наследственность особенно заметно проявляется в сварных соединениях Вследствие структурной, механической и химической неоднородности металла в различных зонах сварных соединений скорости процессов ползучести, накопления микроповреждений и развития трещин существенно отличаются В связи с этим различно и время до появления трещин в локальных зонах сварных соединений В ряде случаев возникновения трещин в элементах энергооборудования расчетные коэффициенты запаса по критериям жаропрочности превышают нормативные, а иногда трещины развиваются в менее нагруженных узлах Используемые в настоящее время для прогнозирования ресурса критерии длительной прочности и коэффициенты снижения прочности не учитывают развития процессов локализации деформаций ползучести, накопления повреждений структуры, появления микродефектов, возникновения дополнительных напряжений и наличия дефектов технологического происхождения

Опыт длительной эксплуатации и анализ поврежденных сварных узлов показал, что отдельные недопустимые нормами контроля качества трещинопо-добные дефекты в сварных соединениях не развиваются в течение 250-300 тыс часов даже при отсутствии нормативных запасов по критериям длительной прочности

Многочисленными теоретическими и экспериментальными исследованиями образования и развития трещин ползучести в сварных соединениях жаропрочных сталей и сплавов установлено, что одним из основных факторов, определяющих надежность сварных соединений, является конструктивно-

технологическая наследственность Наличие в сварных соединениях концентраторов напряжений и локальных зон с механической и структурой неоднородностью, а также макро и микроповреждений в виде технологических трещин, не выявляемых неразрушающим контролем при изготовлении, приводит к существенному снижению сопротивляемости, образованию и развитию трещин при эксплуатации

Технологические трещины, возникающие на разных стадиях изготовления - одна из основных причин снижения эксплуатационной надежности энергетического оборудования С повышением прочности и степени легирования сталей с одной стороны увеличивается вероятность появления технологических трещин, а с другой снижаются допустимые размеры дефектов, устанавливаемые условиями хрупкого разрушения

Несмотря на значительный объем экспериментальных исследований, закономерности развития хрупких локальных разрушений изучены недостаточно Не определена система количественных критериев трещиностойкости применительно к условиям хрупких локальных разрушений, не изучены температур-но-временные закономерности развития трещин, необходимые для надежного прогноза ресурса, не изучено влияние технологических факторов, определяющих степень структурной, химической и механической неоднородности на условия докритического роста трещин

Теоретические и экспериментальные исследования Н Н Прохорова, М X Шоршова, Э Л Макарова, Б С Касаткина, В Н Земзина, Г Л Петрова, В А Винокурова и др позволяют по температурным условиям локальных разрушений при сварке выделить «горячие» трещины, «холодные», а также трещины, возникающие при термической обработке или повторном нагреве

Экспериментально показано, что все три типа трещин развиваются по механизмам межзеренного хрупкого разрушения при снижении прочности и пластичности с увеличением длительности нагружения или уменьшении скорости деформирования Однако до настоящего времени все эти трещины рассматривались отдельно и рекомендации по их предотвращению имели частный харак-

тер В то же время отмеченные многими исследователями общие закономерности образования и развития трещин при сварке и термической обработке позволяют трактовать указанные локальные разрушения по феноменологическим признакам, как проявление хрупкого межзеренного разрушения в условиях ползучести (релаксации напряжений)

Закономерности разрушений при релаксации напряжений, характерных для технологических трещин, практически не изучены Не разработаны количественные критерии хрупких локальных разрушений и инженерные методы экспериментальных исследований Используемые при проектировании сварных конструкций методы расчета основываются на допущении об отсутствии в сварных соединениях трещиноподобных дефектов и зон локализации процессов накопления деформаций ползучести и микроповреждений

Наиболее перспективной является разработка единого подхода к оценке сопротивляемости локальным разрушениям сварных соединений с использованием критериев механики разрушения в рамках феноменологических моделей кинетики накопления повреждений предложенных Ю Н Работновым, Л М Качановым, А А Ильюшиным, А А Чижиком, Ю К Петреней и др

Во второй главе выполнен анализ феноменологических закономерностей развития хрупких локальных разрушений в сварных соединениях Показано, что вследствие структурной, химической и механической неоднородностей в отдельных зонах сварных соединений изначально имеются условия для локализации процессов накопления деформаций ползучести и микроповреждений в процессе нагружения под действием технологических или эксплуатационных напряжений Наличие в сварных соединениях технологических дефектов (трещин, микронадрывов, неметаллических включений), не выявляемых неразру-шающими методами контроля, существенно повышает опасность развития трещин Возникновение и развитие трещин имеет характер «замедленного» разрушения Выполненные экспериментальные исследования показали, что процессы ползучести и повреждаемости приводят к снижению характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости металла во времени Наблюдает-

ся медленный межзеренный рост трещин за счет накопления микроповреждений в вершине трещины Металлографическими и фрактографическими исследованиями установлено, что рассматриваемые локальные разрушения имеют межзеренный характер без видимых следов пластической деформации В то же время разрушения основного металла и сварных соединений узлов и деталей энергооборудования при кратковременных испытаниях в области температур ползучести носят внутризеренный характер с большой пластической деформацией в момент разрушения

На основании установленных единых феноменологических закономерностей хрупких межзеренных локальных разрушений основного металла и сварных соединений предложено использовать критерии механики разрушения в рамках феноменологической теории хрупкого разрушения при ползучести и критериального соотношения разрушения тел с трещинами Е М Морозова, предложена феноменологическая модель развития трещин при ползучести Для описания в рамках развиваемой модели временных процессов локального ох-рупчивания и учета эффектов старения реологической среды, в которой развивается трещина, введено два кинетических уравнения, описывающих процессы накопления во времени повреждений в вершине трещины под действием сингулярной части напряженного состояния и на удалении от вершины трещины под действием регулярных напряжений

где О)к,С0а - кинетические уравнения скорости накопления повреждений в вершине трещины под действием сингулярной части напряженного состояния и на удалении от вершины трещины под действием регулярной части напряженного состояния, Л/, СГ- параметры нагружения коэффициент интенсивности напряжений и наибольшее растягивающее напряжение (принимается равным номинальному расчетному напряжению в теле без трещин), Т- время нагружения

Интегрирование уравнений (1) позволяет получить две функции, описывающие соответственно временные зависимости прочности о(т)=(ра(т) и тре-щиностойкости К](т)= (рк(т)

Функция <Ра(т) характеризует изменение прочности во времени, а функция <р,/т)-снижение трещиностойкости во времени Такое допущение соответствует теоретическим представлениям теории Дж Си о локальной и глобальной плотности энергии разрушения и вводит понятие пороговой и критической поверхностей разрушения тел с трещинами в повреждающейся во времени реологической среде

На основе выполненных модельных представлений получено критериальное соотношение разрушения

I- параметр нагружения (для рассматриваемых хрупких локальных разрушений в качестве параметра нагружения принимаем величину коэффициента интенсивности напряжений К]), К]сд- вязкость разрушения неповрежденного материала (время нагружения т=0), а, /?- постоянные величины

При выборе кинетических уравнений (1) учитываются физические закономерности соответствующего вида локальных хрупких разрушений

Предложенные критериальные соотношения (1), (2) позволили описать вид временных зависимостей трещиностойкости различных материалов и их сварных соединений Из соотношения (1) следуют частные случаи (рис 1)

1 При отсутствии процессов накопления повреждений в металле выполняются условия (Ок = 0, (Оа — 0,тогда из соотношения (1) следует критерий разрушения Е М Морозова (рис 1а)

(2)

где Ов- предел прочности материала, /?=1/2, СС=2

Для хрупкого разрушения (размеры пластической зоны в кончике трещины малы) предельная граница начала разрушения характеризуется неизменным во времени критическим уровнем вязкости разрушения При этом трещина либо не развивается, либо при увеличении нагрузки до критического уровня происходит спонтанное глобальное разрушение Медленного роста трещин при ползучести для этого случая в соответствии с моделью не происходит

к,

к,

к,

разрушение ✓ нет разрушения

о>„=0

<о„>0 В

Ктг

раIрушение ^

м„=0

рост трещин -ц. С

•чнь

разрушение /чрост трещин

/-к

я разрушЕиия? у /

Кю

ш„>0

Юо>0

Рис 1 Виды временных зависимостей различных материалов

2 Если временные процессы накопления локальных повреждений в вершине трещины не развиваются (СОк = 0), но имеет место развитие глобальной повреждаемости > 0), то соотношение (2) приобретает вид

1 = К1со\1-^/ст. <рА*)Т1 (4)

Из соотношения (4) следует, что в этом случае наблюдается снижение во времени критической величины вязкости разрушения К}с(т) Для рассматриваемого случая хрупкое спонтанное разрушение возможно либо при увеличении нагрузки до критического уровня К]с(т), либо за счет снижения вязкости разрушения во времени до величины действующей нагрузки (величины коэффициента интенсивности напряжений при заданных расчетных напряжениях и размерах дефектов) (рис 16) Медленного докритического роста трещин в этом случае не происходит

3 При отсутствии глобальных процессов повреждаемости материала во времени (СОа = 0) и развитии локальной повреждаемости в вершине трещины ((Ок >0) соотношение (2) приобретает вид

Полученное соотношение (5) описывает пороговую зависимость вязкости разрушения К^^, отвечающую началу медленного роста трещины во времени Отсутствие процессов глобальной повреждаемости характеризуется неизменностью критической вязкости разрушения во времени Для рассматриваемого случая появляется область медленного роста трещины при ползучести (рис 1в) 4 В общем виде при развитии процессов глобальной (соа > 0) и локальной повреждаемости (0)к > 0) имеют место временные зависимости критической вязкости разрушения и пороговых характеристик трещиностойкости

Предельные временные зависимости трещиностойкости отвечают уравнениям (4), (5) и разделяют области нераспространения трещин, медленного роста трещин и быстрого неустойчивого разрушения (рис 1г) Развитие локальной повреждаемости в вершине трещины происходит в стареющей реологической среде Поэтому пороговые величины К]С,^ и скорость роста трещины зависят также и от интенсивности накопления глобальных повреждений под действием регулярной части напряженного состояния

(5)

5 Модель описывает прочность тел без дефектов В случае, когда трещины отсутствуют К]—>0 и выражение (2) приобретает вид

определяя кривую длительной прочности или прочность при статическом кратковременном нагружении

Рассмотренная модель позволила изучить закономерности развития трещин во времени Для определения скорости роста трещин предложено кинетическое уравнение, позволяющее учесть влияние локальных и глобальных процессов накопления повреждений во времени

Из (8), (9) следует необходимость введения принципа изохронных кривых скорости роста трещин, каждая из которых отвечает определенной степени развития поврежденности металла за соответствующий временной период Введение принципа изохронных кривых скорости роста трещин привело к необходимости разработки метрологических требований к образцам, процедуре испытаний с целью повышения достоверности экспериментальных данных

На основе модельных представлений о поведении трещин в вязко-упругой реологической среде установлены основные закономерности развития трещин в условиях релаксации напряжений, характерных для технологических трещин в сварных соединениях (ХТ, ТТО) Показано, что рост трещин при релаксации напряжений возможен только в повреждающемся во времени материале (й)а>0 или СОк >0) Реологические свойства материалов в локальных зонах сварных соединений оказывают существенное влияние на релаксацию

при 0)а >0, или при <»а = 0 , <7 —

(6)

(7)

(8)

(снижение) во времени коэффициента интенсивности напряжений (К^)), определяют длительность инкубационного периода до начала разрушения и кинетику докритического роста трещин

В сварных соединениях развитие процессов ползучести и разрушения в отдельных зонах приводит к образованию локальных стоков упругой энергии Остальная часть конструкции становится аккумулятором запасенной упругой энергии (упругим звеном) Запас упругой энергии в сварной конструкции оказывает значительное влияние на интенсивность процессов релаксации, длительность инкубационного периода до начала разрушения и кинетику докритического роста трещин

С целью обеспечения метрологических требований к методам испытаний и образцам и оценки количественного влияния запаса упругой энергии на процессы релаксации и разрушения предложена классификация видов нагружения тел с трещинами Введено понятие трех видов нагружения тел с трещинами в условиях релаксации напряжений Модельный случай «чистой» релаксации при нагружении берегов трещины в бесконечном теле постоянными во времени перемещениями система «образец» при нагружении тела конечных размеров постоянными во времени перемещениями на части поверхности, система «упругое звено-образец» с постоянными перемещениями на границах системы и выделением части конструкции в упругое звено

Для описания процесса релаксации напряжений использован принцип Ю Н Работнова в рамках теории наследственности с применением операторов Вольтерра

*,(*)= ЯМ+ 9 т Г(т)]"\ (10)

здесь (К](т)) - значение К] в момент времени ?, (К](0)) - начальное (упругое)

т

значение - оператор Вольтерра с ядром последействия

о

Г(т-я), д- постоянная материала, т=(1+р)~'; р=(11¡-VоУУо'> Vг упругая

энергия, запасенная в сварной конструкции, и о - упругая энергия, запасенная в локальной зоне разрушения при нагружении в условиях «чистой» релаксации

Выполнен анализ кинетики процессов релаксации и разрушения в системах «образец» и «образец-упругое звено» Максимальное значение К] в условиях релаксации напряжений и роста трещины увеличивается с повышением запаса упругой энергии Определены условия развития трещин, ускорения, торможения и остановки в зависимости от соотношений критической, пороговой вязкости разрушения и реологических свойств металла, позволяющие экспериментально моделировать локальное разрушение сварных конструкций при образовании технологических трещин ХТ и ТТО

Предложенная в работе модель хрупкого локального разрушения с использованием в качестве параметров нагружения коэффициентов интенсивности напряжений привела к необходимости разработки специальных методов испытаний Выпущены методические документы, устанавливающие метрологические требования к образцам, проведению испытаний и обработке экспериментальных результатов (Руководящие указания №№ 49, 60, 61) Разработаны критерии обеспечения инвариантности параметров трещиностойкости на образцах малых размеров при ползучести, с постоянными скоростями деформации и фиксированными во времени перемещениями (при релаксации напряжений)

С целью определения момента начала роста (страгивания) трещины использовался метод разности электрических потенциалов (РЭП) Для всех применяемых в работе образцов получены соответствующие тарировочные кривые При оценках критических характеристик трещиностойкости использованы также деформационный критерий (критическое раскрытие трещины) и энергетические критерии (/-интеграл, С*-интеграл) Корректность образцов при определении деформационных и энергетических критериев трещиностойкости оценивали по уточненным в настоящей работе критериям инвариантности Критиче-

ские величины трещиностойкости, определенные через энергетические и деформационные критерии, принимались в качестве условных Кс

При определении критических характеристик трещиностойкости в условиях испытаний с постоянной скоростью деформации использовался метод изохронных кривых деформирования, разработанный А А Чижиком

Используя теорию течения в форме Л М Качанова, выполнен анализ точности методов испытаний на релаксацию напряжений и выбраны типы образцов, позволяющие наиболее достоверно определять малые деформации ползучести для условий образования ХТ и ТТО

Разработаны экспериментальные методы оценки сопротивляемости образованию и развитию трещин в сварных соединениях при релаксации напряжений в условиях растяжения, моделирующие запас упругой энергии в сварной конструкции и локализацию разрушения в соответствующих зонах сварных соединений Установка смонтирована на базе релаксационной машины УИМ-5 запас упругой энергии создается специальными тарельчатыми пружинами, вынесенными за пределы зоны высоких температур с целью повышения точности за счет предотвращения развития в них релаксационных процессов

Разработан также метод оценки трещиностойкости основного металла и сварных соединений в условиях релаксации напряжений при изгибе с контролируемым запасом упругой энергии Для испытаний используются призматические образцы, нагружаемые изгибом Установка для испытаний изготовлена на базе испытательной машины УМЭ-10ТМ и в соответствии с классификацией представляет собой вид нагружения «образец-машина» В процессе испытаний постоянно регистрируются нагрузка, длина трещины методом РЭП, температура, перемещение образца (прогиб в месте приложения силы, раскрытие берегов трещины)

Предложен универсальный метод испытаний кольцевых образцов с трещиной в условиях релаксации напряжений, обеспечивающий поддержание постоянства перемещений на части поверхности образца с высокой точностью (вид нагружения «образец») и не требующий специальных нагружающих уст-

ройств Разработана процедура построения изохронных кривых скорости роста трещин, позволяющая определить инвариантные относительно времени зависимости скорости роста трещин от величины К[ Для оценки влияния регулярной части напряженного состояния на кинетику роста трещин определены требования к испытываемым образцам

В целях изучения общих феноменологических закономерностей развития локальных хрупких разрушений для исследований выбраны стали трех структурных классов перлитного (стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 25Х1М1ФА), мартен-ситного (стали 15X11МФ, 20X13) и аустенитного (стали 08Х18Н9, 08Х18Н10Т) Кроме того, в отдельных разделах работы приведены результаты дополнительных исследований ряда конструкционных сталей

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований сопротивляемости развитию хрупких локальных разрушений жаропрочных сталей перлитного (12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 25Х1М1ФА), мартенситного (15X11МФ) и аустенитного (08Х18Н9, 08Х18Н10Т) при ползучести

Выполнены исследования временных зависимостей трещиностойкости сталей в интервалах температур ползучести Установлены пороговые Kjct¡, и условные критические величины вязкости разрушения (Кс)

Для всех исследуемых сталей в интервале нагружения до 800 1000 ч наблюдается стабилизация величин Kicth Дальнейшее увеличение длительности нагружения не приводит к значительному снижению Kiah На рис 2 приведены временные зависимости Кс и Kic,i, для стали 12Х1МФ Минимальная величина Кiclh, отвечающая началу медленного роста трещины ползучести в 15 20 раз ниже критических Кс Снижение Кс в исследуемом временном интервале для стали 12Х1МФ незначительно Наиболее интенсивное снижение Kjai, наблюдается во временном интервале до 500 800 часов

В таблице 1 сопоставлены пороговые и критические значения вязкости разрушения для исследованных сталей различных структурных классов

Рис.2, Временный зависимости и Кс стали 12Х1МФ (<г0ш2 = 390 + 430 Mlla) при

7"„=55{)°С (а) 1- 2 - Кс., Э-область отсутствия разрушения; 4 - область медленного роста третий; 5 - область спонтанного разрушения; 6- внутризервнное разрушение в ¡oiie 5 (х500); в- межэеренное разрушение и тоне 4 (х500).

МПам

Таблица 1

Результаты определения критических и пороговых значений вязкости

разрушения

Марка стали К] til,. Мин м"3 Кс, МПа м"2 Т„, 'С Ти, ч К,, МПа-м не более т ,ч не менее

12X1МФ 6...9 100... 132 550 2,2-10' 1! 2 -102

15Х1М1Ф 17...23 125. 140 550 1.3- 10J ¡4 4-10"

25 X1М1ФА 15. ..20 108... 122 550 1.2 10J 33 2-101

15X11МФ JJ...Í9 118. .Ш 550 9 10' 61 з-нЙ

08X181-ГО 26... 29 143... 152 550 1,3 10J 32 2-1 №

08X18H1ÍJT 17,..19 130...148 550 1.2-10* 21 МО'

Изучены закономерности развития трещин ползучести. Показано, что использование принципа изохронных кривых скорости роста трещин позволяет

учесть влияние накопления во времени повреждений на сдвиг зависимостей скорости роста трещин от параметра нагружения К/ Фрактографическими и металлографическими исследованиями зоны предразрушения после остановки трещины определены области развития хрупких межзеренных разрушений Для исследуемых сталей переход к хрупким межзеренным разрушениям соответствует перегибу на временной зависимости Kicti, В таблице 1 приведены результаты определения предельных значений ^и Т*, характеризующих переход к хрупким межзеренным разрушениям

Результаты испытаний образцов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф при различных температурах позволили установить закономерности изменения Kjc,it Из полученных временных зависимостей установлено, что при температуре 460°С для стали 12Х1МФ и 480°С для стали 15Х1М1Ф величины Kicth близки к значениям Кс При указанных температурах медленного роста трещин во времени не обнаружено Увеличение температуры испытаний от 500°С до 580°С приводит к снижению К]Св 2,0 2,4 раза Для стали 25Х1М1ФА в интервале температур 500 600°С уменьшение Klcth составляет в 2,4 2,9 раз При температуре 480°С (отношение Klcth/Kc=l) медленный рост трещины не обнаружен Исследование температурных зависимостей мартенситной стали 15X11МФ показал, что при температурах ниже 510°С развитие хрупких межзеренных трещин при ползучести не наблюдается Увеличение температуры испытаний приводит к монотонному снижению Klcth вплоть до температуры 550°С Дальнейшее повышение температуры до 600°С увеличивает интенсивность снижения Klcth Величина К]а/, в интервале температур 500 600°С снижается в 1,6 2,0 раза

Температурные зависимости сталей 08Х18Н9 и 08Х18Н10Т исследовали в интервале 500 800°С Установлено, что для стали 08X18Н9 в интервале температур 550 650°С отсутствует снижение Kjcti„ в то время, как для стали 08Х18Н10Т наблюдается уменьшение в 1,5 1,8 раз при температурах от

550°С до 750°С При температурах выше 750°С имеет место повышение K¡cth В интервале температур ниже 520°С медленный рост трещин ползучести по механизму межзеренного разрушения не обнаружен как для стали 08Х18Н9, так и для стали 08Х18Н10Т По результатам испытаний при повышенных температурах построены зависимости Klct¡l от температурно-временного параметра Jlap-сена-Миллера

Изучено влияние технологической наследственности изготовления на пороговые характеристики трещиностойкости Приведены результаты исследований металла труб из стали 12Х1МФ, изготовленные по ТУ 14-3-460-75 с различным пределом текучести СГ02= 290 510 МПа Установлено, что повышение (Тог приводит к снижению K¡cth от 15 МПа мш до 5 МПа мш при температуре 550°С Влияние исходного уровня прочности на K¡cth для стали 15Х1М1Ф носит аналогичный характер Повышение сг02 от 340 МПа до 520 МПа вызывает снижение Klrth от 38 МПа м1й до 17 МПа м1/2 Сталь 25Х1М1ФА исследовалась в исходном состоянии в виде поковки, изготовленной по ОСТ 108 961 05-80 в интервале изменения <702=420 640 МПа Изменение K¡cth в указанном интервале составило 27 14 МПа м1'2 Для всех исследованных перлитных сталей наблюдается снижение пороговых значений вязкости разрушения с увеличением (702

Проанализированы результаты испытаний на длительную прочность сварных соединений, металла шва, околошовной зоны и основного металла Показано, что стандартные испытания сварных образцов на длительную прочность имеют низкую чувствительность к выявлению локальных хрупких разрушений

Выполнены исследования трещиностойкости различных зон сварных соединений на сварных образцах с трещинами и на образцах, подвергнутых нагреву, моделирующему термический цикл сварки (ТЦС) в ОШЗ (табл 2)

Таблица 2

Результаты определения Kjçth__

Марка стали Kleih, Мпа м1й Ти, "С Хи, ч

ОМ ОШЗ МШ

12Х1МФ 6 9 4 5 12 15 550 2,2 104

15Х1М1Ф 17 23 9 12 12 15 550 1,3 10"

25Х1М1ФА 15 20 8 13 14 17 550 1,2 104

15X11МФ 53 59 31 40 60 68 550 9 103

08X18Н9 26 29 20 23 23 25 550 1,3 104

08Х18Н10Т 17 19 8 9 23 25 550 1,2 104

Минимальные K]Cth наблюдаются в ОШЗ для всех исследованных сталей Изучены закономерности роста трещин в ОШЗ сварных соединений для области припороговых К] и определены постоянные Си п в кинетическом уравнении (8) Показано, что при повышении уровня К] на зависимости скорости роста трещин появляется перегиб, связанный со сменой механизма разрушения от межзеренного к смешанному и внутризеренному

Выполнены исследования влияния регулярной части напряженного состояния на пороговые характеристики трещиностойкости Испытания проводились на образцах из стали 15Х1М1Ф после моделирующего нагрева по термическому циклу сварки(Г„= 1350 °С, гн=2 3 с, Vg.5= 15°СУс), характерному для ручной дуговой сварке электродами диаметром 4 мм стыковых соединений толщиной 25 35 мм Длительность испытаний образцов с трещинами составила 12 тыс часов при температуре 580°С

Установлено, что наибольшее влияние регулярной части напряженного состояния на снижение Kjcth проявляется при нагружениях в интервале напряжений (0,15-0,25)а1/а()п (адп- длительная прочность при Ти и ти)

Изучено влияние температур эксплуатации на Kjctй ОШЗ сварных соединений исследуемых сталей в интервале температур 500 600°С и построены зависимости Kjcth от температурно-временного параметра Ларсена-Миллера При построении параметрических зависимостей использовались результаты испы-

таний на временной базе не менее 103 ч в области развития хрупких межзерен-ных разрушений

В последнее время отмечается тенденция снижения температуры и длительности отпуска либо отмена термической обработки, особенно при проведении ремонтно-восстановительных работ в условиях электростанций В настоящей работе проведены исследования влияния термической обработки на сопротивление развитию трещин ползучести в сварных соединениях сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф В таблице 3 приведены минимальные величины К1сдля ОШЗ сварных соединений сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф, выполненных ручной дуговой сваркой (РДС) электродами типа Э-09Х1МФ в исходном, недоотпущенном и отпущенном состояниях

Таблица 3

Влияние отпуска на Кпри ползучести _

Марка стали Параметры отпуска К,аЬ Мпа м"2 т«,°с

Без отпуска 2 3

12Х1МФ, ОШЗ Т=630°С, 3 ч 2 4 550

Т=730°С, 5 ч 4 5

Без отпуска 4 5

15Х1М1Ф, ОШЗ Т=690°С, 3 ч 6 10 550

Т=740°С, 5 ч 9 12

Исследование влияния температуры отпуска для стали 25Х1М1ФА на сопротивляемость развитию трещин в ОШЗ выполнено на образцах после моделирующего ТЦС В результате испытаний образцов без последующего отпуска значения К^ в 4 8 раз ниже К^^, чем для ОШЗ в отпущенном состоянии (табл 2)

Влияние термической обработки на развитие трещин в ОШЗ сварных соединений мартенсигной стали 15X11МФ исследовано на образцах после моделирующего ТЦС (ГН=1350°С, У8.5=15°С/с) Сталь 15X11МФ в исходном состоянии имела 002=600 630 МПа В результате исследований при Г„=550°С установлено, что в неотпущенном состоянии К]С,н= 12 16 Мпа м1'2 После отпуска (Г=690°С, 3 ч) величина Кюг = 30 33 Мпа м1/2 Для сварных соедине-

ний аустенитных сталей определено значение К^ в ОШЗ после аустенизации (2=1050°С, 1 ч) при длительности испытаний до 8,7 103ч в условиях воздействия температур 500 650°С Влияние аустенизации проявилось в повышении К2С,н в 2 4 раза по сравнению с исходным состоянием

Экспериментальные результаты, полученные в третьей главе, позволяют проводить количественные оценки ресурса узлов энергетического оборудования С учетом влияния технологической наследственности

В четвертой главе разработаны количественные критерии технологической трещиностойкости сварных конструкций Установлены закономерности возникновения и развития технологических трещин в сварных соединениях, позволяющие трактовать локальные межзеренные трещины указанного типа, как развитие разрушений при ползучести (в условиях релаксации напряжений)

Закономерности образования и развития ХТ изучены на основе выполненных исследований сварных соединений из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 25Х1М1ФА, 34ХМ, 38ХНЭМФА, 40Х, 20X13, 15X11МФ Показано, что ХТ развиваются в структурно-нестабильных зонах сварных соединений непосредственно после сварки вследствие проявления склонности металла к развитию процессов релаксации, накоплению во времени повреждений и замедленного межзеренного разрушения под действием релаксирующих напряжений (рис 3) Экспериментально исследованы закономерности протекания процессов ползучести и разрушения закаленных зон сварных соединений во времени Установлено, что проявление реологических свойств имеет место в ограниченном временном интервале Определены временные области проявления ползучести и «замедленного» разрушения Установлено, что стабилизация во времени структурного состояния неравновесных закаленных зон сварных соединений вследствие «отдыха» или последующей термической обработки приводит к торможению процессов ползучести и разрушения При этом склонность к образованию и развитию трещин исчезает На рис 3 показано влияние процесса отдыха на изменение сопротивляемости релаксации напряжений в стали 38ХНЗМФА после моделирующего нагрева по ТЦС для ОШЗ Максимальная степень сни-

жения напряжений определяется неравновесностью структурного состояния и составляет не более 23%

0-1 •-2 ■-3 А. 4

т,с

Рис 3 Влияние отдыха на релаксацию напряжений в стали Э8ХНЗМФА после ТЦС 1350°С, У«.5=80°С/с) 1-Тд=20с,2- Тц=\Ъ мин, 3- Хо=Ш мин, 4-отпуск при Г=560°С, 1 ч

Исследование сталей сопротивляемости ХТ выполнено на образцах после воздействия ТЦС в условиях релаксации напряжений Нагрев по ТЦС осуществлялся до ГН=1350°С с варьированием длительности выдержек при этой температуре (г„) и скоростей охлаждения в интервале 800 500°С (К^) Экспериментально определены временные зависимости трещиностойкости, характеризующие сопротивляемость ХТ сварных соединений из исследованных сталей Минимальные величины трещиностойкости соответствуют пороговым значениям вязкости разрушения при релаксации напряжений^ ^ (рис 4) Отдых образцов приводит к росту К1п1, и исчезновению медленного докритического роста трещин При этом изменяется и характер разрушения от межзеренного к внутризеренному После отпуска развитие ХТ не наблюдается, отношение К1г,у]К]с=\ Таким образом, проявление склонности к ХТ имеет место в ограниченном временном интервале

Рис 4 Временные зависимости вязкости разрушения металла ОШЗ стали З8ХНЗМФА после ТЦС (V« 5=80°С/с) с различной длительностью отдыха ■- т0=20 с, • -3 ч, ▲ -отпуск 560°С, 1ч

В таблице 4 приведены результаты исследований К^ь при максимальной скорости охлаждения 5=80°С/с

Таблица 4

Результаты исследований К^ металла ОШЗ_

Марка стали 12Х1МФ 15Х1М1Ф 25Х1М1ФА 34ХМ

К,гЛ, Мпа м1'2 39,2 38,4 21,9 8,2

Марка стали 38ХНЗМФА 40Х 20X13 15X11МФ

Кь_л, Мпа мш 10,8 4,5 8,4 10,5

Определены критические значения К]с, отвечающие условиям спонтанного разрушения Установлено, что К]С изменяются во времени незначительно Величины К]с в 3 5 раз выше значений К1г,)1

Фрактографическими исследованиями механизмов разрушения при развитии ХТ установлены области межзеренного разрушения, соответствующие пороговым величинам К]гт Рост К] в процессе развития трещины приводит к смене механизма разрушения с переходом к смешанному и внутризеренному

разрушению. Микроструктурные закономерности накопления повреждений предложено описывать картами механизмов разрушения (рис. 5).

Л±

А",

1.(1

0,6

1

V 5 1 1 1 -

4 В N /

Рис.5. Карча механизмов разрушения при развитии ХТ в ОШЗ25X1VI!ФЛ (а) (—ЙСРС/с) 1- разрушение но телу зерна преимуществекнб сколом; 2 разрушение сколом; 3- смешанное разрушение сколом и вязкое но телу зерна; 4- межзеренпое разрушение; вязкое ямочное с элементамй скола я нежзеренное; б,в- фракгограммы изломов в зонах 4 и 5 (х5()0).

Установленные феноменологические закономерности развития ХТ позволили предложить критериальное условие роста ХТ в сварных конструкциях:

(П)

Развитие ХТ согласно предложенной в настоящей работе модели разрушения соответствует случаю ш, > 0, сиа > 0.

Выполнены исследования влияния параметров режимов сварки на К/ф Определены зависимости К^ц, от скорости охлаждения Повышение скорости охлаждения приводит к снижению К]гЛ и увеличению области развития

ХТ Для исследуемых марок сталей установлены пороговые скорости охлаждения Уд-, ниже которых развитие ХТ не происходит По термическим условиям сварки критерий предотвращения ХТ может быть представлен в виде Уц

(табл 5)

Таблица 5

Пороговые скорости охлаждения

Марка стали 40Х 35ХМ 25Х1М1ФА Э8ХНЗМФА 15X11МФ

Уп, "С/с 1,08 0,50 0,90 0,025 1,20

В работе исследовано влияние размера зерна на развитие ХТ Рост зерна в ОШЗ является следствием перегрева при ТЦС Исследования выполнены на образцах при нагреве Т„—1100 1350°С с различными выдержками при этих температурах Увеличение первичного размера зерна аустенита в ОШЗ вызывает снижение К]г1рост К}С и соответственно расширение области межзеренного хрупкого разрушения при образовании и развитии ХТ

Выполнено исследование сопротивляемости ХТ в зависимости от структурного состава закаленных зон сварных соединений Для перлитных сталей построена структурная диаграмма, устанавливающая соотношение между количеством мартенсита и сопротивляемостью ХТ Структурная диаграмма позволяет использовать термокинетические диаграммы превращения аустенита для оценки образования ХТ Согласно построенной структурной диаграмме развитие трещин в сварных соединениях перлитных сталей не наблюдается при содержании мартенситно-бейнитной составляющей менее 50%

Исследовано развитие ХТ в сварных соединениях хромистых мартенсит-ных сталей 20X13 и 15X11МФ, используемых в турбинных деталях для изготовления лопаток паровых турбин Установлены пороговые значения К]гЛ для указанных сталей при различных скоростях охлаждения Увеличение в интервале 3 96°С/с для ОШЗ сварных соединений из стали 15X11МФ снижает К]сЛ в 8,1 раза Пороговое значение скорости охлаждения при этом составляет У„=1,2 °С/с

Выполнено исследование кинетики развития ХТ в условиях релаксации напряжений Показано, что для одного и того же состояния стали в ОШЗ, характеризуемого заданными параметрами ТЦС и величиной К]П/, в зависимости от величины запаса упругой энергии в сварной конструкции, трещины могут не развиваться во времени, медленно развиваться с последующим торможением и прекращением роста при или развиваться с ускорением и переходом в

лавинообразную стадию разрушения при достижении К]=К1С (рис 6)

ю 102 103 104 105 Т,с

Рис 6 Влияние упругой энергии на кинетику роста ХТ в ОШЗ стали 38ХНЭМФА в системе с различным запасом упругой энергии 1 -р=3,3,2 -р=10,3 -р=1

Проанализированы закономерности изменения К1 в процессе роста трещины при релаксации напряжений и различном запасе упругой энергии Показано, что зависимость К-] от длины трещины а образует замкнутую область, площадь которой равна упругой энергии, запасенной в конструкции Установленные зависимости позволяют выполнять количественные оценки запаса упругой энергии в сварных узлах и классифицировать многочисленные технологические пробы по чувствительности к ХТ

Исследованы закономерности локальных разрушений при развитии ТТО Определены температурные зависимости К1пк для ТТО в условиях нагружения при релаксации напряжений Исследования выполнены для металла ОШЗ сварных соединений из сталей 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ, 25Х1М1ФА, 08Х18Н9 и 08Х18Н10Т на образцах с трещинами после нагрева по ТЦС (Г„=1350°С, г„=5с) (табл 6)

Таблица 6

Пороговые значения вязкости разрушения при ТТО

Марка стали 15Х1М1Ф 15Х1М1ФЛ 25X1М1 ФА 08X18Н9 08X18Н ЮТ

Кил, Мпа мш 8 10 4 5 14 18 26 29 5 7

Г„, °С 650 670 650 680 630 650 650 750 650 750

т,„ ч 10 10 25 10 10

Исследования влияния температуры на позволили определить температурные интервалы проявления ТТО В таблице 6 приведены температуры, при которых величины К¡ин минимальны, а разрушение имеет хрупкий межзе-ренный характер

Установлено, что временные зависимости трещиностойкости для ТТО имеют малый инкубационный период Рост трещин для всех исследуемых сталей отмечался уже в первые часы нагружения Испытания образцов при кратковременном нагружении не выявило существенного снижения Кс во времени при температурах испытания, отвечающих минимальным значениям К/пк (табл 6) В соответствии с предложенной феноменологической моделью разрушения развитие трещин ТТО относится к случаю (Ок > 0, д)а = 0 Выполнено исследование влияния параметров режимов сварки У5.5 и тв на стали 25Х1М1ФА после моделирующего нагрева ТЦС для ОШЗ Нагрев осуществлялся по режимам 7'н=1350оС, г6=5 с в интервале скоростей охлаждения У«_5 =0,3 42 °С/с Установлено снижение при температуре испытания 650°С с увеличением Наиболее интенсивное снижение имеет место только при >19°С/с Исследовано влияние длительности перегрева при температурах

выше 1350°С на АГ/лЛ при Ти-650 °С для ОШЗ сварных соединений стали 25Х1М1ФА при выдержках 5 с, 10 с, 60 с и У8_5 =42 °С/с Установлено, что увеличение длительности перегрева ОШЗ при ТЦС приводит к росту размера зерна аустенита и снижению К1пк на 12 20% Зависимость пороговых значений трещиностойкости от величины зерна в ОШЗ описывается зависимостью

Кул ~ А^ , где ¿>=0,5, ¡л- размер зерна в мм, А- постоянная материала

Исследованиями закономерностей развития трещин в условиях протекания релаксационных процессов показано, что увеличение запаса упругой энергии уменьшает инкубационный период до начала роста трещин в области температур проявления ТТО При медленном росте трещин в зависимости от запаса упругой энергии характер разрушения может быть как ускоряющимся, так и тормозящимся Установлены соотношения между скоростью релаксации Кь запасом упругой энергии и кинетическими параметрами роста трещин Результаты исследований позволяют выполнять количественные инженерные расчетные оценки сопротивляемости развитию ТТО в сварных конструкциях на стадиях конструктивно-технологического проектирования

В пятой главе приведены примеры практического использования результатов исследований и установленных закономерностей развития технологических и эксплуатационных хрупких локальных разрушений при ползучести в деталях и сварных узлах энергооборудования

На основе результатов исследований предложен инженерный критерий оценки сопротивляемости технологическим и эксплуатационным трещинам -пороговое значение трещиностойкости

Экспериментально полученные величины К¡^и позволили построить температурно-временные параметрические зависимости для прогноза сопротивляемости локальным разрушениям основного металла и сварных соединений исследуемых сталей при эксплуатационных температурах В таблице 7 приведены расчетные значения К]^ для ОШЗ сварных соединений стали 12Х1МФ для проведения оценок ресурса сварных соединений

Таблица 7

Пороговые значения вязкости разрушения (МПа м1/2)

Температура Тэ, °С Длительность эксплуатации, ч

10* и ю' 2,0 10' 2,5 10' 3,0 10'

500 14,3 13,4 12,8 12,0 11,4

510 12,6 12,0 10,9 10,0 9,0

520 11,4 10,5 9,6 8,7 8,0

530 10,0 9,2 8,2 7,2 6,1

540 8,8 7,9 7,0 6,0 5,1

550 7,5 6,5 5,7 4,7 4,0

Разработан метод оценки ресурса элементов энергооборудования, включающий в себя два этапа На первом этапе определяют условия нераспространения трещины из соотношения

где пк - коэффициент запаса по трещиностойкости, [и]- допустимый коэффициент запаса

На втором этапе при и,.<[и] определяется остаточный ресурс по кинетике роста трещины из условия а(т) < \а\ (13)

где

I

допустимый размер трещины

Величина К]Пн устанавливается экспериментально в соответствии с требованиями разработанных методов испытаний с учетом влияния технологической наследственности, температурно-временных и силовых эксплуатационных воздействий Для оценки К] используются соотношения, имеющиеся в нормативной и справочной литературе, либо стандартные программные средства расчетного определения К} Размеры расчетных дефектов (трещин) принимаются на основании требований нормативных документов по контролю качества заготовок и изделий При индивидуальных оценках остаточного ресурса деталей с трещинами в качестве расчетного дефекта принимаются фактические размеры обнаруженной контролем трещины

Метод использован для прогноза ресурса при высокотемпературной эксплуатации крепежных деталей из сталей 25Х1МФ (ЭИ10), 25Х2М1Ф (ЭИ723), 20Х1М1Ф1ТР (ЭП182), литых корпусных деталей турбин из стали 15Х1М1ФЛ, сварных соединений и ремонтных заварок литых корпусных деталей и роторов Применение метода для расчетной оценки технологической трещиностойкости позволило оптимизировать технологии закалки и предотвратить образование трещин в заготовках крепежных деталей и роторов из Cr-Mo-V-Ni сталей при разработке требований к технологиям интенсивной закалки в водных средах

Оптимизация режимов закалки осуществлялась на основе анализа изменений Kjrth в зависимости от технологических параметров и размеров заготовок, определяющих температурно-временные условия охлаждения, формирования структурного и напряженного состояния Для определения зон возникновения закалочных трещин предложено построение карт технологической трещиностойкости при закалке с использованием коэффициента запаса технологической прочности пк Приведены примеры использования разработанного критерия Kirth для оптимизации требований к технологиям сварки роторных сталей 32ХМ1А и 25Х1М1ФА Определены области допустимых технологических параметров, обеспечивающих выполнение запасов по технологической трещиностойкости (пк> 1 ) для условий развития ХТ и ТТО

Разработанный количественный подход позволил оптимизировать требования к индивидуальным технологиям сварки и термической обработке при восстановлении 22 поврежденных роторов с учетом фактических свойств металла после длительной эксплуатации, химического состава стали, расположения и вида дефекта, температуры эксплуатации

Проанализированы закономерности локальных разрушений в ОШЗ ремонтных никелевых аустенитных заварках литых корпусных деталей Показано, что из-за разности скоростей ползучести при эксплуатационных температурах в ОМ и МШ на границе сплавления со стороны ОМ жесткость напряженного состояния достигает величин 2,4 2,5, характерных для концевой области

трещины Применение критерия трещиностойкости К]^ для рассмотренного случая позволило определить предельную температуру эксплуатации аустенит-ных заварок и разработать технологические мероприятия по предотвращению развития трещин в ремонтных заварках

Выводы

1 Установлены единые феноменологические закономерности технологических и эксплуатационных локальных хрупких разрушений жаропрочных сталей и сварных соединений В отличии от существующих представлений технологические трещины при сварке и термической обработке рассматриваются с позиций хрупкого разрушения при ползучести и релаксации напряжений, развивающегося в структурно-неравновесных зонах под действием технологических напряжений Кинетический характер разрушения проявляется в накоплении пластических деформаций ползучести и зернограничных повреждений

2 Определены закономерности развития трещин в условиях релаксации напряжений Установлены соотношения, позволяющие описать кинетику роста трещин в зависимости от скорости накопления деформаций ползучести, вида временных зависимостей трещиностойкости, запаса упругой энергии Повышение сопротивляемости материала ползучести, запаса упругой энергии в конструкции и снижение уровня трещиностойкости приводит к увеличению интенсивности докритического роста трещин Показано, что развитие трещин при релаксации напряжений возможно только в условиях снижения характеристик трещиностойкости во времени

3 Для количественной оценки сопротивляемости хрупким локальным разрушениям предложена феноменологическая модель развития трещин при ползучести, рассматривающая два независимых процесса накопления повреждений локальный в вершине трещины под действием сингулярной части напряженного состояния и глобальный в теле без трещины Модель позволила описать временные зависимости пороговых и критических характеристик трещиностойкости, отвечающих началу докритического роста трещин и неустойчивому полному разрушению

4 На основании разработанной феноменологической модели локального хрупкого разрушения предложена классификация материалов по виду временных зависимостей вязкости разрушения Установлена связь между кинетическими закономерностями роста трещин и видом временных зависимостей вязкости разрушения Для оценки кинетики развития трещин в повреждающемся во времени материале введено понятие изохронных зависимостей скорости роста трещин от величины коэффициента интенсивности напряжений, отвечающих степени поврежденное™ материала в заданный момент времени

5 Разработаны экспериментальные методы оценки трещиностойкости материалов и сварных соединений при ползучести и релаксации напряжений применительно к условиям развития локальных разрушений Выполнено исследование закономерностей развития трещин в сталях перлитного (12Х1МФ, 15Х1М1Ф), мартенситного (15X11МФ) и аустенитного классов (08Х18Н9, 08Х18Н10Т) при ползучести Установлены временные зависимости трещиностойкости, описываемые двумя предельными поверхностями разрушения- критической Кс(т) и пороговой К/а^т) Величины К]ак в 15 20 раз ниже критических Кс В качестве критерия локальных хрупких разрушений при ползучести следует использовать минимальное (пороговое) значение вязкости разрушения, отвечающее предельным условиям начала межзеренного развития трещины Исследовано влияние температуры на изменение КПостроены зависимости К]С11, от параметра Ларсена-Миллера, позволяющие прогнозировать АГ/сг/, при расчетных оценках ресурса Повышение исходного уровня О02 в стали на 40 60% приводит к снижению Кв 2 3 раза

6 Проведено исследование К]С,н жаропрочных сталей и сварных соединений из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15X11МФ, 08Х18Н9, 08Х18Н10Т при температурах ползучести Исследованы ОМ, МШ и ОШЗ Наименьшие значения К]с,1, для всех исследуемых сварных соединений обнаружены в ОШЗ Изучены закономерности медленного роста трещин и определены изохронные зависимости скорости роста трещин от К] Установлено влияние отпуска при

термической обработке на К]сЛ сварных соединений сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф Недоотпуск или отсутствие отпуска сварных соединений из стали 12Х1МФ приводит к снижению в 1,3 2,5 раза, а для сварных соединений из стали 15Х1М1Ф в 1,8 3 раза В то же время для ОШЗ стали 25Х1М1ФА отсутствие отпуска приводит к снижению К¡¿¡ь в 4 8 раз Для мартенситной стали 15X11МФ снижение К¡^ составляет 1,8 2,1 раза Испытаниями сталей 08Х18Н9 и 08Х18Н10Т после аустенизации (при Т=1050 °С, 1 час) установлен рост в 2 4 раза

7. Исследованы закономерности развития ХТ в ОШЗ сварных соединений из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 34ХМ, 38ХНЗМФА, 40Х, 20X13, 15X11МФ Установлено, что проявление ползучести в ОШЗ наблюдается в ограниченном временном интервале после сварки После отдыха или отпуска склонность металла ОШЗ к ползучести и «замедленному» разрушению исчезает Установлены временные зависимости пороговых значений вязкости разрушения при релаксации напряжений К^^ металла ОШЗ после ТЦС в интервале изменения Определены пороговые скорости охлаждения У„, ниже которых развитие ХТ не наблюдается Исследовано влияние структуры после закалки на ХТ Выполнено исследование кинетики роста трещин в ОШЗ и получены зависимости скорости роста трещины от К] Экспериментально показано, что повышение запаса упругой энергии снижает длительность инкубационного периода и увеличивает интенсивность докритического роста ХТ При этом ХТ могут развиваться, подрастать и тормозиться или расти до полного разрушения элемента конструкции Установлены соотношения, позволяющие количественно оценить влияние запаса упругой энергии на условия развития ХТ

8. Выполнено исследование закономерностей развития в сварных соединениях ТТО при релаксации напряжений Исследован металл после нагрева ТЦС для ОШЗ сварных соединений из сталей 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ, 25Х1М1ФА, 08Х18Н9 и 08Х18Н10Т Установлены интервалы температуры отпуска, отвечающие минимальным К-,^ Исследованиями ОШЗ сварных соеди-

нений из стали 25Х1М1ФА после ТЦС с V8.s в интервале 3 42 °С/с установлено снижение Кщh при температуре отпуска 650 °С Определена предельная скорость охлаждения У§.5<19 °С/с, после которой влияние V^o на K/rth ПРИ ТТО отсутствует Длительность нагрева приводит к снижению на

12 20% Установлена зависимость Kirth от величины зерна ¡л в ОШЗ Полученные результаты позволяют выполнять расчетные оценки сопротивляемости ТТО в сварных соединениях

9. Предложенная феноменологическая модель развития локальных хрупких разрушений, разработанные методы испытаний и выполненные экспериментальные исследования позволили предложить инженерные критерии технологической и эксплуатационной трещиностойкости для осуществления прогнозирования и предотвращения локальных хрупких разрушений в элементах конструкций на стадиях конструктивно-технологического проектирования, изготовления и эксплуатации Выпущены соответствующие нормативно-технические документы, регламентирующие требования к выбору материалов, методам испытаний, конструктивно-технологическому проектированию и контролю качества

10 На основании разработанных критериев и результатов экспериментальных исследований продлен ресурс нескольких сотен сварных узлов и деталей энергетического оборудования до наработки 250 320 тыс часов По индивидуальным технологиям сварки, разработанным на основе установленных в работе критериев технологической трещиностойкости, восстановлено около 150 корпусных деталей с трещинами, 22 поврежденных ротора паровых турбин Основное содержание диссертации изложено публикациях и периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК:

1 Земзин В Н , Чижик А А , Ланин А А , Шрон Р 3 Условия образования трещин при сварке и термической обработке Часть 1 О роли ползучести в образовании трещин// Сварочное производство 1983, №11, с 1-4

2 Земзин В H , Чижик А А , Лании А А Условия образования трещин при сварке и термической обработке Часть 2 Оценка влияния жесткости сварной конструкции//Сварочное производство 1984, №4, с 1-3

3 Земзин В H , Чижик А А , Ланин А А Условия образования трещин при сварке и термической обработке Часть 3 Кинетика развития тре-щин//Сварочное производство 1987, №2, с 33-36

4 Ланин А А, Ермаков Б С, Колчин Г Г Особенности зерногранитного разрушения закаленных хромоникельмолибденовых сталей// Металлы, №1, 1988, с 107-111

5 Ланин А А , Земзин В H , Медведев А В Влияние технологических факторов на сопротивляемость сталей повышенной прочности холодным трещинам// Сварочное производство 1988, №12, с 26-28

6 Ланин А А Критерии работоспособности материалов и сварных соединений стареющего оборудования//Тяжелое машиностроение, 2000, №3, с 2-6

7 Ланин А А, Улизко Э П Научные и методологические основы оптимизации технологии закалки мощных паровых турбин// Тяжелое машиностроение, 2002, №10, с 56-58

8 Ланин А А , Ананьева M А Галяткин С H , Зеленин Ю В Природа и методы определения стойкости против хрупких разрушений сварных соединений// Вопросы материаловедения, 2007,№3 (51), с 320-326

Кроме того, материалы диссертации представлены в следующих публикациях

9 Ланин А А Расчетное определение коэффициента интенсивности напряжений в кольцевом образце с трещиной/ЛГруды ЦКТИ -Л 1982,вып 194,с 57-60

10 Ланин А А Оценка трещиностойкости сталей при закалке//Труды ЦКТИ -Л 1983, вып 204, с 75-81

11 Чижик А А , Ланин А А Разработка критерия оценки трещиностойкости сталей при закалке// Материалы П научно-технической конференции «Деформация и разрушение теплоустойчивых сталей», M • МДНТП, 1983, с 44-46

12 Земзин В Н , Чижик А А , Лаиин А А Единый механизм образования трещин при сварке и термической обработке// Сборник докладов Всесоюзной конференции «Проблемы сварки и специальной электрометаллургии», Киев, ИЭС им Е О Патона, 1984, с 64-66

13 Чижик А А , Ланин А А О развитии трещин в условиях релаксации напряжений// Сборник докладов на II Всесоюзном симпозиуме «Механика разрушения Трещиностойкость материалов и элементов конструкций», Киев, 1985, с 96

14 Чижик А А , Ланин А А Трещиностойкость материалов в условиях релаксации напряжений//Труды ЦКТИ -Л 1985, вып 228, с 39-50

15 Чижик А А , Ланин А А Хинский П Д , Чижик Т А , Лошкарев В Е , Луконина Т В Расчетно-экспериментальный метод оценки трещиностойкости изделий при закалке//Энергомашиностроение, №3, 1985, с 11-13

16 Ланин А А, Ермаков Б С , Колчин А Г , Чижик А А Влияние молибдена на временную зависимость и пороговые значения вязкости разрушения закаленных сталей// Физико-химическая механика материалов, №4,1986, с 105-106

17 Ланин А А , Чижик А А Бойкова К И Перспективы развития критериев механики разрушения для оценки прочности сварных конструкций// Материалы научно-технического семинара «Конструкционная прочность и механика разрушения сварных соединений», Л ЛДНТП, 1986, с17-19

18 Ланин А А, Гинзбург С К Сопротивление разрушению высокопрочной литейной стали 08Н6Г4НЛ для крупногабаритных сварных конструкций// Материалы научно-технического семинара «Конструкционная прочность и механика разрушения сварных соединений», Л ЛДНТП, 1986, с38-41

19 Чижик А А , Ланин А А Инженерный метод оценки трещиностойкости материалов энергетического оборудования в условиях релаксации напряже-ний//Труды ЦКТИ -Л 1986, вып 230, с 100-107

20 Чижик А А, Ланин А А Применение пороговых значений вязкости разрушения для оценки остаточного ресурса энергооборудования//Труды ЦКТИ -Л 1987, вып 237, с 31-41

21 Новый инженерный метод оценки склонности к образованию и развитию технологических трещин при сварке и термической обработке/ Чижик А А, Ланин А А Л ЛДНТП, 1987, 21 с

22 Чижик А А , Земзин В Н , Ланин А А Критерий технологической трещи-ностойкости// Материалы 1-ой Всесоюзной конференции «Механика разрушения материалов», Львов, 1987, с 238

23 Ланин А А, Ермаков Б С Роль различных методов выплавки стали в обеспечении надежности элементов энергетического оборудования//Труды ЦКТИ -Л 1987, вып 237, с 89-92

24 Ланин А А , Ермаков Б С, Колчин Г Г Влияние химического состава на трещиностойкость закаленных хромоникельмолибденовых сталей// Прочность металлов, работающих в условиях низких температур Тематический сборник научных трудов, М Металлургия, 1987, с 124-129

25 Чижик А А , Ланин А А , Ермаков Б С Распространение коррозионных трещин в дисках паровых турбин//Энергомашиностроение, 1988,№11, с32-34

26 Ланин А А , Артамонов В В , Медведев А В Оценка предельного состояния металла оборудования ТЭС по критериям трещиностойкости// Материалы научно-технического совещания «Оценка предельного состояния металла элементов теплоэнергетического оборудования», М Союзтехэнерго, 1988,с 124129

27 Ланин А А , Артамонов В В Вопросы оценки трещиностойкости корпусных деталей паровых турбин//Труды ЦКТИ -Л 1988, вып 246, с 108-118

28 Ланин А А , Чижик А А , Лошкарев В Е Анализ трещиностойкости изделий при закалке с учетом изменения вязкости разрушения по сечению// Энергомашиностроение, №2, 1988, с 21-24

29 Ланин А А Оценка ресурса высокотемпературных крепежных деталей паровых турбин по критериям трещиностойкости// Труды ЦКТИ-Л 1989, вып 256, с 29-38

30 Ланин А А , Чижик А А , Медведев А В К вопросу корректности методов оценки трещиностойкости жаропрочных материалов при ползучести// Сборник

докладов I Всесоюзного симпозиума «Новые жаропрочные и жаростойкие металлические материалы», М Мин чермет АН СССР, 1989, с 21-22

31 Ланин А А , Тимофеев Б Т , Медведев А В Влияние водорода на трещино-стойкость корпусных сталей// Материалы V республиканской конференции «Коррозия металлов под напряжением и методы защиты» Львов,1989,с 17-18

32 Ланин А А , Лошкарев В Е , Чижик А А , Чижик Т А Способ закалки стальных изделий Авторское свидетельство на изобретение №1493683 от 28 05 87 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий М, 1989

33 Ланин А А , Чижик А А Вопросы синергетики разрушения неравновесных структур при образовании и развитии технологических трещин//Материалы Всероссийской научно-практическая конференции «Проблемы синергетики», Уфа, 6-8 июня, 1989, с 23-24

34 Ланин А А , Медведев А В , Тихомиров С А , Берлянд В И Температурно-Временные эффекты повреждаемости в решении вопросов ресурса металла высокотемпературного энергетического оборудования по критериям трещино-стойкости// Материалы III Всесоюзного симпозиума по механике разрушения, Житомир, 1990, с 20-21

35 Ланин А А Вопросы синергетики разрушения неравновесных структур при образовании и развитии технологических трещин// Материалы III Всесоюзного симпозиума по механике разрушения, Житомир, 1990, с 15-16

36 Ланин А А , Ананьева М А , Зеленин Ю В Вопросы оценки ресурса сварных соединений аустенитных материалов по критериям трещиностойкости// Материалы научно-практической конференции «Обеспечение ресурса энергооборудования» Л ЛДНТП, 1990, с 62-65

37 Ланин А А., Земзин В Н , Чижик А А Новые инженерные критерии оценки ресурса сварных соединений из жаропрочных сталей и сплавов// Материалы Международной конференции «Сварные конструкции» Киев, изд ИЭС им Е О Патона, 1990, с 156-157

38 Чижик А А , Лаиин А А , Медведев А В Вопросы оценки ресурса высокотемпературных корпусных сталей по критериям трещиностойкости// Труды ЦКТИ -Л 1990, вып 260, с 28-32

39 Ланин А А, Земзин В Н , Хромченко Ф А Требования к качеству сварных соединений как одно из условий обеспечения надежности и ресурса объектов котлонадзора// Сборник докладов Международной научно-технической конференции «150 лет котлонадзору России» СПб, 1993, с 28-33

40 Прочность и долговечность конструкций при ползучести/ Балина В С , Ланин А А Издательство Политехника, СПб, 1995, 182 с

41 Ланин А А , Земзин В Н , Силевич В М, Медведев А В , Гудков Н Н и др Новые технологии ремонта роторов мощных паровых турбин из высокопрочных сталей// Сборник докладов научного семинара «Ремонт и восстановление ресурса энергооборудования, обеспечивающие гарантированный ресурс», НПО ЦКТИ, С-Пб, 1995, с 192-194

42 Ланин А А Новые критерии оценки работоспособности сварных соединений при ползучести // Сборник докладов научного семинара «Стратегия продления и восстановления ресурса энергооборудования Отечественные и зарубежные технологии», СПб, 1996, с 116-126

43 Ланин А А Перспективные технологии восстановления и ремонта энергетического оборудования в России// Труды ЦКТИ -Л 1997, вып 281, т 1, с 173185

44 Ланин А А , Васильев Е М, Прохорова Т В О возможности продления ресурса сварных деталей энергооборудования с трещинами// Труды ЦКТИ -СПб 2002, вып 286, т 1, с 102-110

45 Ланин А А , Улизко Э П , Чижик Т А , Колпишон Э Ю Создание методов оптимизации технологии закалки роторов, дисков и крепежных деталей мощных паровых турбин//Труды ЦКТИ -СПб 2002, вып 286, т 1, с 111-117

46 Копельман Л А, Ланин А А, Васильев Е М. Конструктивно-технологическое проектирование сварных узлов - важнейшее направление в

развитии энергетического машиностроения/ЛГруды ЦКТИ -СПб 2002, вып 286, т1, с 268-282

47 Петреня Ю К, Ланин А А Конструктивно-технологическое проектирование сварных узлов энергоустановок нового поколения// Материалы X Всероссийского научно-практического семинара «Обеспечение безопасности и экономичности энергетического оборудования», СПб, 2004, с 14-27

48 Ланин А А , Ананьева М А , Галяткин С Н , Зеленин Ю В Трещиностой-кость сварных соединений, работающих в режиме ползучести высокотемпературных энергетических установок// Сборник докладов X Всероссийского научно-практического семинара «Обеспечение безопасности и экономичности энергетического оборудования», СПб, 2004, с 195-209

49 Жаропрочные металлы и сплавы Справочные материалы/ Ланин А А , Ба-лина В С Энерготех, серия «Вопросы энергетики», вып 8, 2006, 224 с

Результаты работы использованы в следующих отраслевых нормативных документах, разработанных под руководством и непосредственном участии автора

1 «Массовый метод оценки трещиностойкости материалов и сварных соединений энергооборудования» РУ-49 Л НПО ЦКТИ, 1982

2 ГОСТ 26007-83 Расчеты и испытания на прочность Методы механических испытаний металлов Методы испытаний на релаксацию напряжений

3 «Методы оценки трещиностойкости металлов и сплавов на малых образцах» РУ-60, СПб НПО ЦКТИ, 1992

4 РД 24 020 11-93 Соединения сварные паровых, газовых и гидравлических турбин Правила контроля и нормы оценки качества ТК-244 «Оборудование энергетическое стационарное»

5 «Метод оценки трещиностойкости при ползучести на малых образцах» РУ-61 СПб НПО ЦКТИ, 1994

6 СТО ЦКТИ 10 005-2006 Конструктивно-технологическое проектирование и изготовление сварных конструкций паровых, газовых и гидравлических турбин Общие требования к конструктивно-технологическому проектированию

Введение.

Глава 1 .Условия образования и развития локальных хрупких разрушений элементов энергооборудования и сварных соединений.

1.1. Закономерности развития локальных хрупких разрушений в жаропрочных сталях при ползучести.

1.2. Особенности хрупких локальных разрушений сварных соединений.

1.3. Закономерности развития технологических трещин при сварке и термической обработке.

1.4. Цели и задачи исследования.

Глава 2. Феноменологическая модель и критерии оценки сопротивляемости развитию локальных хрупких разрушений.

2.1. Единые феноменологические закономерности образования и развития технологических и эксплуатационных трещин.

2.2. Феноменологическая модель развития локальных хрупких разрушений.

2.3. Методы экспериментальных исследований сопротивляемости локальным хрупким разрушениям.

2.3.1. Метод оценки трещиностойкости при ползучести.

2.3.1.1. Критерии экспериментальной оценки сопротивляемости развитию трещин.

2.3.1.2. Требования к образцам.

2.3.1.3. Требования к испытательному оборудованию.

2.3.1.4. Проведение испытаний.

2.3.1.5. Обработка результатов испытаний.

2.3.2. Метод испытаний на трещиностойкости в условиях релаксации напряжений.

2.3.2.1. Общие замечания.

2.3.2.2. Требования к образцам.

2.3.2.3. Испытательное оборудование.

2.3.2.4. Требования к проведению испытаний.

2.3.2.5. Обработка результатов испытаний.

2.3.3. Методы испытаний на релаксацию напряжений.

2.4. Свойства исследуемых материалов.

Глава 3. Локальные разрушения жаропрочных сталей и сварных соединений при высокотемпературной ползучести.

3.1. Сопротивляемость жаропрочных сталей развитию трещин.

3.1.1. Исследование временных зависимостей трещиностойко-сти.

3.1.2. Кинетические закономерности развития трещин при ползучести.

3.2. Сопротивляемость хрупким локальным разрушениям сварных соединений.

3.2.1. Временные зависимости длительной прочности и трещиностойкости сварных соединений.

3.2.2. Кинетика роста трещин в сварных соединениях.

3.2.3. Влияние термической обработки сварных соединений на сопротивляемость развитию трещин ползучести.

Глава 4. Сопротивляемость образованию и развитию технологических трещин при сварке и термической обработке.

4.1. Закономерности развития холодных трещин в сварных соединениях.

4.1.1. Временные зависимости пороговых и критических характеристик трещиностойкости.

4.1.2. Исследование влияния различных факторов на пороговые характеристики трещиностойкости.

4.1.3. Влияние вредных примесей.

4.1.4. Исследование влияния структуры.

4.1.5. Исследование кинетики развития холодных трещин в условиях релаксации напряжений.

4.1.6. Скорость роста холодных трещин.

4.2.Локальные разрушения сварных соединений при термической обработке.

4.2.1. Исследование временных зависимостей пороговых характеристик вязкости разрушения.

4.2.2. Исследования влияния технологических параметров термического цикла сварки на пороговые значения вязкости разрушения.

4.2.3. Исследование кинетических закономерностей развития трещин.

Глава 5. Прогнозирование хрупких локальных разрушений элементов энергооборудования.

5.1. Инженерный критерий технологической трещиностойкости. 5.1.1. Оптимизация технологий закалки роторов, дисков и крепежных деталей паровых турбин.

5.1.2 Сопротивляемость сварных конструкций холодным трещинам.

5.1.3. Применение пороговых значений вязкости разрушения при оптимизации ремонтных технологий.

5.2. Обеспечение сопротивляемости хрупким локальным разрушениям крепежных сталей при эксплуатационных температурах.

5.3. Анализ причин развития локальных разрушений в ремонтных аустенитных заварках литых корпусных деталей.

Выводы.

Развитие промышленного потенциала России неразрывно связано с повышением потребления тепловой и электрической энергии. Увеличение производства энергии в условиях роста цен на энергоносители требует создания новых энергоблоков и модернизации действующих с обеспечением высокой экономичности и надежности.

Проблема повышения надежности энергооборудования обусловлена необходимостью снижения количества повреждений высоконагруженных узлов и деталей в процессе длительной эксплуатации. Простои оборудования из-за развития повреждений приводят к значительным потерям энергии и дополнительным затратам на восстановление работоспособности. Особую опасность представляют хрупкие локальные разрушения высоконагруженных элементов, подвергающихся длительному воздействию высоких температур. Статистический анализ повреждений свидетельствует о возрастании доли хрупких локальных разрушений с увеличением времени эксплуатации энергооборудования.

Опыт длительной эксплуатации и исследования причин повреждений элементов энергооборудования показывает, что развитие трещин в значительной степени определяется технологической наследственностью, приобретаемой на стадиях конструктивно-технологического проектирования и изготовления. Влияние технологической наследственности особенно значительно для сварных соединений. Доля трещин в сварных соединениях из жаропрочных сталей составляет 80-85% от общего количества повреждений, выявляемых при эксплуатации.

Проектирование энергоблоков с более высокими эксплуатационными температурой и давлением, с расчетным ресурсом 200-^-250 тыс. ч требует применения материалов с повышенной длительной прочностью. В то же время увеличение уровня прочности сталей приводит к уменьшению критических размеров дефектов и соответственно снижению сопротивляемости тех6 нологическим и эксплуатационным локальным разрушениям. Разработка локальных критериев технологической и эксплуатационной трещиностойкости конструкционных материалов и сварных соединений, инженерных расчетных и экспериментальных методов прогнозирования развития трещин важнейшее направление в решении проблемы повышения надежности вновь проектируемого и эксплуатирующегося энергетического оборудования.

Первостепенной задачей энергомашиностроения является также сокращение длительности конструктивно-технологического проектирования. Создание теоретических и методологических основ предотвращения локальных хрупких разрушений (трещин) в материалах и сварных соединениях при длительной высокотемпературной эксплуатации с учетом конструктивно-технологической наследственности - особо актуальная проблема.

В работе приведены результаты исследований закономерностей хрупких локальных разрушений в элементах энергооборудования и сварных соединениях жаропрочных сталей. Установлены единые феноменологические закономерности развития технологических и эксплуатационных трещин. Изучены особенности развития трещин в условиях релаксации напряжений. Экспериментально исследованы закономерности локальных хрупких разрушений в жаропрочных сталях и их сварных соединениях при высокотемпературной эксплуатации. Предложена феноменологическая модель развития трещин при ползучести и разработаны критерии прогнозирования и предотвращения хрупких локальных разрушений. 7

Выводы

1. Установлены единые феноменологические закономерности технологических и эксплуатационных локальных хрупких разрушений жаропрочных сталей и сварных соединений. В отличии от существующих представлений технологические трещины при сварке и термической обработке рассматриваются с позиций хрупкого разрушения при ползучести и релаксации напряжений, развивающегося в структурно-неравновесных зонах под действием технологических напряжений. Кинетический характер разрушения проявляется в накоплении пластических деформаций ползучести и зерногранич-ных повреждений.

2. Определены закономерности развития трещин в условиях релаксации напряжений. Установлены соотношения, позволяющие описать кинетику роста трещин в зависимости от скорости накопления деформаций ползучести, вида временных зависимостей трещиностойкости, запаса упругой энергии. Повышение сопротивляемости материала ползучести, запаса упругой энергии в конструкции и снижение уровня трещиностойкости приводит к увеличению интенсивности докритического роста трещин. Показано, что развитие трещин при релаксации напряжений возможно только в условиях снижения характеристик трещиностойкости во времени.

3. Для количественной оценки сопротивляемости хрупким локальным разрушениям предложена феноменологическая модель развития трещин при ползучести, рассматривающая два независимых процесса накопления повреждений: локальный в вершине трещины под действием сингулярной части напряженного состояния и глобальный в теле без трещины. Модель позволила описать временные зависимости пороговых и критических характеристик трещиностойкости, отвечающих началу докритического роста трещин и неустойчивому полному разрушению.

4. На основании разработанной феноменологической модели локального хрупкого разрушения предложена классификация материалов по виду временных зависимостей вязкости разрушения. Установлена связь между кинетическими закономерностями роста трещин и видом временных зависимостей вязкости разрушения. Для оценки кинетики развития трещин в повреждающемся во времени материале введено понятие изохронных зависимостей скорости роста трещин от величины коэффициента интенсивности напряжений, отвечающих степени поврежденности материала в заданный момент времени.

5. Разработаны экспериментальные методы оценки трещиностойкости материалов и сварных соединений при ползучести и релаксации напряжений применительно к условиям развития локальных разрушений. Выполнено исследование закономерностей развития трещин в сталях перлитного (12Х1МФ, 15Х1М1Ф), мартенситного (15X11МФ) и аустенитного классов (08Х18Н9, 08Х18Н10Т) при ползучести. Установлены временные зависимости трещиностойкости, описываемые двумя предельными поверхностями разрушения- критической Кс(т) и пороговой т). Величины К]^ в 15.20 раз ниже критических Кс.В качестве критерия локальных хрупких разрушений при ползучести следует использовать минимальное (пороговое) значение вязкости разрушения, отвечающее предельным условиям начала межзеренного развития трещины. Исследовано влияние температуры на изменение К]сПостроены зависимости К¡^ от параметра Ларсена-Миллера, позволяющие прогнозировать Кпри расчетных оценках ресурса. Повышение исходного уровня О02 в стали на 40.60% приводит к снижению К]с^ в 2.3 раза.

6. Проведено исследование К}^ жаропрочных сталей и сварных соединений из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15X11МФ, 08Х18Н9, 08Х18Н10Т при температурах ползучести. Исследованы ОМ, МШ и ОШЗ. Наименьшие значения К для всех исследуемых сварных соединений обнаружены в

ОШЗ. Изучены закономерности медленного роста трещин и определены изохронные зависимости скорости роста трещин от К]. Установлено влияние отпуска при термической обработке на Ксварных соединений сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф. Недоотпуск или отсутствие отпуска сварных соединений из стали 12Х1МФ приводит к снижению в 1,3.-2,5 раза, а для сварных соединений из стали 15Х1М1Ф в 1,8.3 раза. В то же время для ОШЗ стали 25Х1М1ФА отсутствие отпуска приводит к снижению в 4.8 раз. Для мартенситной стали 15X11МФ снижение К¡^ составляет 1,8.2,1 раза. Испытаниями сталей 08Х18Н9 и 08Х18Н10Т после аустениза-ции (при Т=1050 °С, 1 час) установлен рост в 2. .4 раза

7. Исследованы закономерности развития ХТ в ОШЗ сварных соединений из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 34ХМ, 38ХНЗМФА, 40Х, 20X13, 15X11МФ. Установлено, что проявление ползучести в ОШЗ наблюдается в ограниченном временном интервале после сварки. После отдыха или отпуска склонность металла ОШЗ к ползучести и «замедленному» разрушению исчезает. Установлены временные зависимости пороговых значений вязкости разрушения при релаксации напряжений К]^ металла ОШЗ после ТЦС в интервале изменения У§5. Определены пороговые скорости охлаждения Ут ниже которых развитие ХТ не наблюдается. Исследовано влияние структуры после закалки на ХТ. Выполнено исследование кинетики роста трещин в ОШЗ и получены зависимости скорости роста трещины от К/. Экспериментально показано, что повышение запаса упругой энергии снижает длительность инкубационного периода и увеличивает интенсивность докритического роста ХТ. При этом ХТ могут развиваться, подрастать и тормозиться или расти до полного разрушения элемента конструкции. Установлены соотношения, позволяющие количественно оценить влияние запаса упругой энергии на условия развития ХТ.

8. Выполнено исследование закономерностей развития в сварных соединениях ТТО при релаксации напряжений. Исследован металл после на

269 грева ТЦС для ОШЗ сварных соединений из сталей 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ, 25X1 Ml ФА, 08X18Н9 и 08Х18Н10Т. Установлены интервалы температуры отпуска, отвечающие минимальным K]rth- Исследованиями ОШЗ сварных соединений из стали 25Х1М1ФА после ТЦС с Vss в интервале 3.42 °С/с установлено снижение Kjrth при температуре отпуска 650 °С. Определена предельная скорость охлаждения У§5< 19 °С/с, после которой влияние V§5 на К\п\j при ТТО отсутствует. Длительность нагрева приводит к снижению К\п\г на 12.20%. Установлена зависимость Kjrth от величины зерна /л в ОШЗ Полученные результаты позволяют выполнять расчетные оценки сопротивляемости ТТО в сварных соединениях.

9. Предложенная феноменологическая модель развития локальных хрупких разрушений, разработанные методы испытаний и выполненные экспериментальные исследования позволили предложить инженерные критерии технологической и эксплуатационной трещиностойкости для осуществления прогнозирования и предотвращения локальных хрупких разрушений в элементах конструкций на стадиях конструктивно-технологического проектирования, изготовления и эксплуатации. Выпущены соответствующие нормативно-технические документы, регламентирующие требования к выбору материалов, методам испытаний, конструктивно-технологическому проектированию и контролю качества.

10. На основании разработанных критериев и результатов экспериментальных исследований продлен ресурс нескольких сотен сварных узлов и деталей энергетического оборудования до наработки 250.320 тыс. часов. По индивидуальным технологиям сварки, разработанным на основе установленных в работе критериев технологической трещиностойкости, восстановлено около 150 корпусных деталей с трещинами, 22 поврежденных ротора паровых турбин.

270

1. Закономерности ползучести и длительной прочности/Отв.ред. С.А. Шестериков. М.: Машиностроение, 1983.- 101с.

2. Туляков Г.А., Скоробогатых В.Н., Гриневский В.В. Конструкционные материалы для энергомашиностроения. -М.: Машиностроение, 1991.-240с.

3. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций.- М.: Наука, 1966.752 с.

4. Качанов JT.M. Основы механики разрушения. -М.: Наука, 1974.-312 с.

5. Гладштейн В.И., Шешенев М.Ф., Авруцкий Ю.Д. и др. О критериях надежности металла литых корпусных деталей турбин из стали 15Х1М1ФЛ//Теплотехника,-1979.-№ 10.-С. 20-23.

6. Гецов Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. -М.: Недра, 1996.-591 с.

7. Станюкович А.В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. -М.: Металлургия, 1967.-199 с.

8. Балина B.C., Ланин А.А. Прочность и долговечность конструкций при ползучести. -СПб.: Политехник, 1995.-182 с.

9. Березина Т.Г., Шкляров М.И., Штромберг Ю.Ю. Оценка ресурса деталей энергооборудования, работающих в условиях ползучести с учетом структурного фактора//Теплоэнергетика.-1992.- № 2,- С. 2-3.

10. Петреня Ю.К. Физико-механические основы континуальной механики повреждаемости. -СПб.: НПО ЦКТИ, 1997.-147 с.

11. Ланская К.А. Жаропрочные стали. -М.: Металлургия, 1969.-247 с.

12. Ashby M.F., Tomkina В. Micromechanisms of fracture and elevated temperature fracture mechanics//ISM, 1979.-Vol.l-N 3.-P. 47-89.

13. Чижик А.А., Петреня Ю.К. Разрушение вследствие ползучести и механизмы микроразрушения//ДАН СССР,-1987.-Т. 297.-№ 6.-С. 1331-1333.

14. Чадек И. Ползучесть металлических материалов. -М.: Мир, 1987.-304 с.271

15. Адамович В.К., Станюкович A.B. Служебные свойства котельных материалов. -Л.: ЦКТИ, 1981.-Вып.43.-76 с.

16. Артамонов В.В. Анализ работоспособности литых элементов паровых турбин по критериям трещиностойкости//Труды ЦКТИ.-1989.-Вып. 256.-С. 21-28.

17. Гецов Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. -Л.: Машиностроение,-1973.-296 с.

18. Косарев А.И. Влияние технологических факторов на прочность крепежных изделий котлотурбинного оборудования//Энергомашинострое-ние.-1960.-№11.-С. 32-36.

19. Чижик A.A. Сопротивление хрупким и вязким разрушениям материалов для основных элементов оборудования: Автореф. дис. докт. техн. наук. -Л.,-1975.-47 с.

20. Чижик A.A. К вопросу о локальных критериях разрушения при наличии трещин в условиях сложного напряженного состоя-ния//Энергомашиностроение.- 1975.-№ 10.-С. 31-34.

21. Чижик A.A., Жумахова Т.И., Столяров В.П. Исследование металла поковок и сварных соединений корпусов из стали ЭИ-612ВДПЮтчет ЦКТИ №1252120-3017.-Л., 1974.-69 с.

22. Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и паропроводов. -М.: Энергоатомиздат, 1990.-424 с.

23. Хромченко Ф.А. Ресурс сварных соединений паропроводов. -М.: Машиностроение, 2002.-325с.

24. Земзин В.Н. Жаропрочность сварных соединений. -Л.: Машиностроение, 1972.-272с.

25. Коутс Д., Фриман Н. Влияние размеров и предварительной механической обработки на поведение надрезанного образца при разруше-нии//Техническая механика.- 1962.-Т. 8.-№ 2.-С. 13-21.272

26. Вурхис М., Фриман Н., Хэрцог Г. Анализ данных, полученных при разрушении надрезанных образцов в условиях ползучести/ЛГехническая механика." 1962.-Т. 8.-№ 2.-С. 3-12.

27. Чижик А.А. Метод определения трещиностойкости материалов энергооборудования при высоких температурах: Руководящие указания. -Д.: НПО ЦКТИ, 1981.-25 с.

28. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. -СПб.: Политехника, 1993,-391 с.

29. Механика разрушения и прочность материалов/Отв. ред. В.В. Пана-сюк. -Киев.: Наукова думка, 1988.-Т.2. -620 с.

30. Станюкович А.В. Оценка деформационной способности жаропрочных материалов: Исследования по жаропрочным сплавам. -М.: АН СССР, 1961.Т. 7,- 87 с.

31. Тайра С., Отани Р. Теория высокотемпературной прочности металлов. -М. Металлургия, 1986.-280 с.

32. Sodananda К., Shahinian P. Review of the Fracture Mechanics Approach to Creep Crack Growth in Struktural allos//End.Fract.Mech.-1981.-Vol.15.-N 4.-P. 521-526.

33. H. Lindborg. A statistical model for the linking of microcracks//Acta Metal-lurgica.-1969.-Vol.17.-N 4.-P. 521-526.

34. H. Lindborg Nucleation and growth of creep cracks in an austenitic steel//Acta Metallurgical 1969.-Vol.17.-N. 2.-P. 157-165.

35. Sivers M. J., Price A.J. Crack propagation under creep conditions//Nature.-1968.-Vol.228.-N. 5273.-P. 760-761.

36. Terner C.E., Websten G.A. Application of fracture mechanics to creep crack growth//International Journal of fracture.-1974.-Vol.10.-N. 3.-P. 455-461.

37. Games L.A. Some preliminary observations on the extension of cracks under static loading at elevated temperatures//Int. Journal of fracture mechanics.-1972.-V0I.8.-P. 347-349.273

38. Paris P., Erdogan F. Trans ASME S.D. 85//Basic Eng.-1963.-N.4.-P.528-534.

39. Williams J.A., Price A.J. A description of crack growth from defects under creep conditions//Transaction of ASME.-1975.-Vol.97.-N. 3.-P. 475-506.

40. Wells A.U. Mc Bride F.H. Application of fracture mechanics to high temperature creep rupture//Canadian metallurgy annually.-1967.-Vol.6.-P.347-368.

41. Harrison S.B. Sandor G.H. High temperature crack growth in low cycle fa-tigue//Engineering fracture mechanics.-1971.-Vol.3.-P.403-420.

42. Чижик А.А. Трещиностойкость жаропрочных сталей и сплавов при ползучести//Физико-химическая механика материалов.-1986,-№1.-с. 92-98

43. Rice J.R., Resengren G.F. Plane strain deformation near a cracktip in hardening materials//.!. Mech. Phys. Solids.-1968.-Vol. 16.- N.I.- P.l-12.

44. Фролов K.B. Рыжиков B.K., Махутов H.A., Чижик A.A. Научные и прикладные проблемы долговременной прочности энергетического оборудования/Пруды ЦКТИ.-1990.-Вып.260.-С. 3-16.

45. Чижик А.А. Исследование процесса разрушения при постоянных скоростях деформации методом микротвердости//Труды ЦКТИ.-1968.-Вып. 84.-С. 186-193.

46. Pilkington R. Critical assessment: creep growth in low-alloy steel//Metal Scienc.-1979.-Vol. 13.-N. 10.- P.22-34.

47. Котеразава И. Механика разрушения и фактография распространения трещины в условиях ползучести и усталости при повышенной температу-ре//Теоретические основы инженерных расчетов.-1976.-№ 4.-С.12-19.

48. Котеразава И. Применимость механики разрушения к распространению трещины в условиях ползучести//Теоретические основы инженерных расчетов.- 1977.-№ 4.-С. 10-16.

49. Гладштейн В.И. Исследование скорости роста трещины в литой теплоустойчивой стали при ползучести//Проблемы прочности.-1977.-№8.- 1079. № 10. С. 28-32.1.A

50. Ковпак B.H., Баумштейн M.B. Прогнозирование длительной работоспособности элементов конструкций теплоэнергетического оборудования, работающего в условиях ползучести, по трещиностойкости материала/Пруды ЦКТИ.-1986.-Вып. 230.-С.81-92

51. Земзин В.Н., Френкель Л.Д. Сварные конструкции паровых и газовых турбин.-М.-Л.: Машгиз, 1962,-218 с.

52. Земзин В.Н. Сварные конструкции разнородных сталей. -М.: Машиностроение, 1966.-272 с.

53. Земзин В.Н., Шрон Р.З. Опыт длительной эксплуатации аустенитных трубопроводов на зарубежных электростанциях//Энергомашино-строение.-1966.-№5.-С. 15-19

54. Ратнер A.B., Березина Т.Г. Причины охрупчивания зоны термического влияния сварки аустенитных паропроводов//Теплоэнергетика.-1966.-№8.-С. 9-15

55. Земзин В.Н., Шрон Р.З. Термическая обработка и свойства сварных соединений. -Л.: Машиностроение, 1978.-367с.

56. Бакши O.A., Ерофеев В.В., Шахматов М.В. и др. Влияние степени механической неоднородности на статическую прочность сварных соедине-ний//Сварочное производство.-1983.-№ 4.-С.1-4.

57. Шрон Р.З. О склонности к локальным разрушениям сварных соединений стали Х18Н12Т//Сварочное производство.-1969.-№ 7.-С. 6-9

58. Земзин В.Н., Житников Н.П. Условия образования трещин в околошовной зоне сварных соединений при термообработке//Автоматическая сварка.-1972.-№ 2.-С.8-12.

59. Станюкович A.B., Земзин В.Н. Методы оценки длительной прочности сварных соединений//Заводская лаборатория.-1959.-№6.-С.З-16.

60. Шоршоров М.Х. Металловедение сварки сталей и сплавов титана. -М.: АН СССР, 1966.- 336 с.275

61. Любавский К.В., Никитин Ю.М. Влияние термического цикла сварки на свойства аустенитных жаропрочных сталей: Новые проблемы сварочной техники. Сб. статей. -Киев.: Техника, 1964.-С. 19-24.

62. Прохоров Н.Н Технологическая прочность металлов при сварке. -М.: Профиздат, 1960.-59 с.

63. Махненко В.П., Стеренбоген Ю.А., Перспективы использования механики хрупкого разрушения для оценки вероятности возникновения кристаллизационных трегцин//Автоматическая сварка.-1979.-№10.-С. 1-6.

64. Шоршоров М.Х., Чернышева Т.А., Красовский А.И. Испытания металла на свариваемость. -М.: Металлургия, 1972.-240 с.

65. Прохоров H.H. Физические процессы в металлах при сварке. -М.: Металлургия, 1976.-Т. 1.-695 с.

66. Касаткин Б.С. Полосы текучести в сварном соединении//Авто-матическая сварка.-1973.-№ 6.-С.З-18.

67. Петров ГЛ., Тумарев A.C. Теория сварочных процессов. -М.: Высшая школа, 1967.-508 с.

68. Гривняк И. Свариваемость сталей. -М.: Машиностроение, 1984.-198 с.

69. Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. -М.: Машиностроение, 1989.-336 с.

70. Бакши O.A. Механическая неоднородность сварных соединений: Текст лекций по курсу «Специальные главы прочности сварных конструкций».-Челябинск.: ЧПИ, 1983.-4.1,4.2.-56 с.

71. Бакши O.A., Шрон Р.З. О расчетной оценке прочности сварных соединений с мягкой прослойкой//Сварочное производство.-1971.-№ 3.-C.3-5.

72. Шрон Р.З. О прочности при растяжении сварных соединений с мягкой прослойкой в условиях ползучести//Сварочное производство.-1970.-№7. -С. 14-18.

73. Брук Б.И. Авторадиографическое исследование металлов. -Л.: Судостроение, 1966.-102 с.276

74. Качанов JI.M. Ползучесть тонкого слоя при сжатии и изгибе//Изв. АН СССР. ОТН: Механика и машиностроение.-1963.-№4.-С.86-91.

75. Окерблом Н.О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций. -М.-Л.: Машиностроение, 1964,-420 с.

76. Качанов Л.Н. Ползучесть тонкого слоя при сжатии и сдви-ге//Исследования по упругости и пластичности: Сб. статей/ЛГУ.-1966.-Вып. 5.- С. 226-229.

77. Гецфрид Э.И., Шрон Р.З. Ползучесть мягкой прослойки при совместном действии растяжения и изгиба//Проблемы прочности. -1980. -№ 6.-С.67-70.

78. Гецфрид Э.И., Шрон Р.З. Напряженное состояние разнородных сварных соединений при растяжении в условиях ползучести//Проблемы прочности.-1982.-№6.-С. 36-41.

79. Шрон Р.З., Корман А.И., Малыгина A.A. Длительная прочность разнородных сварных соединений пароперегревателей котлов мощных энергобло-ков//Электрические станции.-1980.-№ 10.-C.38-41.

80. РД 10-249-98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. -СПб.: НПО ЦКТИ.-1999.

81. Закс H.A. Электроды для дуговой сварки сталей и никелевых сплавов: Справочное пособие. -СПб.:"Welcome", 1996.-384 с.

82. Федоров В.Г., Новиков H.H., Меныпинин C.B. Влияние термического цикла сварки на сопротивляемость высокопрочных сталей образованию холодных трещин//Автоматическая сварка,-1979.-№ 9.-С. 1-5.

83. Сварка и свариваемые материалы: Справочник. Т 1/Отв.ред. Э.Л. Макарова. -М.: Металлургия, 1991.-527 с.

84. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. -М.: Машиностроение, 1981.-248 с.

85. Любавский К.В., Никитин Ю.М. О локальном разрушении сварных соединений на аустенитных паропроводах//Автоматическая сварка.-1960.-№ 7.-С.12-25.277

86. Любавский К.В., Тимофеев М.М. Дуговая сварка аустенитных жаропрочных сталей. -М.: Машиностроение, 1968.-148 с.

87. Медовар Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов.-М.: Машиностроение, 1966.-430 с.

88. Баландин Ю.Ф., Ананьева М.А., Иванова Т.И. Анализ факторов, определяющих склонность к хрупким разрушениям сварных соединений аусте-нитной стали//Сварочное производство.-1978.-№ 8,-С. 9-11.

89. Коломбье А., Гохман И. Нержавеющие и жаропрочные стали. -М.: Ме-таллургиздат, 1958.-479 с.

90. Любавский К.В., Морозов Б.И., Никитин Ю.Н. и др. Влияние неоднородности прочностных свойств сварных соединений на их склонность к локальному разрушению//Сварочное производство.-1965.-№ З.-С. 8-11.

91. Moore N.E., Griffiths J.A. Microstructural causes of heat affected zone cracking in heavy section 18-12 austenic stainless steel welded jounts//Journal of the iron and steel institute.-1961.-Vol.l97.-P.29-39.

92. Шоршоров M.X., Ерохин A.A., Чернышева Т.А. Горячие трещины при сварке жаропрочных сплавов. -М.: Машиностроение, 1973.-224 с.

93. Прохоров H.H. Физические процессы в металлах при сварке. -М.: Металлургия, 1976.-Т.2.-599 с.

94. Мейтцнер С.Ф. Причины и предупреждение растрескивания в результате снятия напряжений в сварных соединениях закаленных и отпущенных сталей:Конструирование и технология машиностроения. -М.: Машиностроение, 1972.-202 с.

95. Шоршоров М.Х., Белов В.В. Физические превращения и изменение свойств стали при сварке. -М.: Наука, 1972.-219 с.

96. Чернышева Т.А. Границы в металле сварных соединений. -М.: Наука, 1986.-126 с.

97. Гуляев А.П. Металловедение. -М.: Металлургия, 1977.-646 с.

98. Блантер М.Е. Фазовые переходы и превращения при термической обработке стали. -М.: Металлургиздат, 1963.- 268 с.278

99. Курдюмов Г.В. Явления закалки и отпуска стали. -М.: Металлургиз-дат, 1969.-С. 64.

100. Курдюмов Г.В. Утевский JIM. Этин Р.И. Превращения в железе и стали. -М.: Наука, 1977.-236 с.

101. Лысак Л.И., Николин Б.И. Физические основы термической обработки стали. -Киев.: Техника, 1975.-304 с.

102. Малинкина Е.И. Образование трещин при термической обработке стальных изделий. М.: Машиностроение, 1965.-176 с.

103. Малинкина Е.И., Ломакин В.Н. Прокаливаемость стали. М.: Машиностроение, 1969.- 179 с.

104. Немчинский А.Л. Закалочные трещины. -Л.: Судпромгиз, 1958.-37 с.

105. Немчинский А.Л., Фокина Н.М. О прочности закаленной ста-ли//Физика металлов и металловедение.-1956.-№ 1.-С.24-32.

106. Макаров Э.Л. Природа разрушения при образовании холодных трещин в высокопрочных закаливающихся сталях при сварке//Труды МВТУ.-1977.-№ 248.-Вып.З.-С.85-105.

107. Немчинский А.Л. Сопротивляемость стали образованию трещин при закалке//Сб. статей: Металловедение.-1957.-№ 1.-С.42-69.

108. Потак Я.М. Хрупкое разрушение и стальных изделий. -М.: Оборон-гиз, 1955.-388с.

109. Buhler D., Rose A. Dartstellung des Enstehnons von Eigenspannungen in Verkstucken aus Stahl in ihren Umvandlungsschaubildern//Archiv fur Bisenhut-tenwescn.-1969.- 40.-№5.-S.411-423

110. Романив O.H., Дудин B.A. Зима Ю.В. Некоторые особенности распространения трещин в закаленных сталях при замедленном разруше-нии//Физико-химическая механика материалов.-1970.-№ 1.-С.25-30.

111. Саррак В.И., Филиппов Г.А. Задержанное разрушение стали после закалки//Физико-химическая механика материалов.-1976.-№ 2.-С.44-54.

112. Саррак В.И., Сергеева Т.К., Филипов Г.А., Временная зависимость прочности закаленной стали//Металловедение и термическая обработка металлов.-1978.-№ 8.-С.25-30.

113. Саррак В.И.,Филипов Г.А., Влияние примесей на хрупкость стали после закалки//Физико-химическая механика материалов.-1982.-№ 2,-С.96-101.

114. Саррак В.И., Филипов Г.А. О механизме медленного роста трещины при задержанном разрушении закаленной стали//Физика металлов и металловедение.- 1975.-№ 6.-С. 1262-1267.

115. Саррак В.И., Селиванов Н.В. Интеркристаллитная хрупкость стали. -М.: ЦНИИЧерметинформация, 1972.- 62.с.

116. Филипов Г.А., Марченко В.Н., Литвиненко Д.А. и др. Влияние примесей на интеркристаллитную хрупкость стали 18Х2Н4ВА после закалки и отпуска//Проблемы прочности.-1980.-№2.-С.114-119.

117. Шураков С.С. Исследование начальных участков диаграмм деформации и релаксации напряжений в закаленной стали//Металловедение.-1959.-№3.-С. 198-213.

118. Шураков С.С. Влияние скорости деформации на пластичность закаленной стали//Металловедение и обработка металлов.-1956ю-№10.-С.6-18.

119. Шураков С.С. Зависимость прочности закаленной стали от времени действия нагрузки/Сб. статей: Металловедение. -Л.: Судпромгиз, 1957.-С.100-126.

120. Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков (сварка сталей). -М. Машиностроение, 1979.-253 с.

121. McEvily A J. The source of martensite strength//Transactions Metal Society AJME.-1966.-Vol.236.-P. 108-113.

122. Саррак В.И., Суворова С.О., Филиппов Г.А. О внутренних напряжениях в мартенсите: Мартенситные превращения в железо-никелиевых сталях и сплавах: Сб. статей/М.: Металлургия.-1981.-С.59-68.

123. Селиванов Н.В. Хрупкость сталей, обусловленная сегрегацией примесей по границам зерен. -М.: ЦНИИЧерметинформация, 1978.-15 с.280

124. Йех Я. Термическая обработка стали: Справочник. Изд. 3-е. -М.: Металлургия, 1979.-264 с.

125. Романив О.Н., Дудин В.А., Зима Ю.В. Некоторые особенности распространения трещин в закаленных сталях при замедленном разруше-нии//Физико-химическая механика материалов.-1970.-№1.-С. 15-30.

126. Петров Ю.Н. Дефекты и бездиффузионное превращение в стали. -Киев.: Наукова думка, 1976.-415 с.

127. Касаткин Б.С., Куденцов И.А., Ямской Н.В. Жесткость и деформация сварных соединений при образовании холодных трещин//Автоматическая сварка.-1979.-№7.-С.1-5.

128. Лихачев В.А., Деменков А.П. Ползучесть закаленной стали при от-пуске//Физико-химическая механика материалов.-1982.-№ 6.-С.21-25.

129. Прохоров H.H., Макаров Э.Л., Якушин Б.Ф. Прочность сталей в процессе превращения аустенита при сварке//Сварочное производство.-1959.-№8.-С.12-15.

130. Мак-Лин Д. Границы зерен в металлах. Пер с анг./Под ред М.Л. Берн-штейна и А.Г. Расштадта. -М.: Металлургтздат, 1960.-322 с.

131. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел. -М.: Металлургиздат, 1971.-264 с.

132. Дживкинс Р.К. Механизм межкристаллитного разрушения. Атомный механизм разрушения. М.: Металлургиздат, 1963.-69 с.

133. Mazanec К. Seinoha R. Delayed fractures in martensite//Transitions Metal Society AIME.-1965.-Vol.233.-N 8.-P. 1602-1908.

134. Mozanec K., Seinoha R. Delayed fractures in mantersite//Transactions metal society AIME.-1965.-Vol.233.-N.8.-P.1602-1608.

135. Brobst R.P., Krauss G. The effect of austenite grain size on microcracking in martensite of an Fe -1. 22 С alloy//Metal transactions.-1974.-Vol.5.-N.2.-P.457-462.281

136. Мак-Магон К.Д. Микропластичность железа: Микропластичность. Пер. с англ./Под ред. В.Н. Геминова и А.Г. Рахштадта.- М.: Металлургия, 1972.-С. 101-107.

137. Козлов P.A. Водород при сварке корпусных сталей. М.: Судостроение, 1969.-176 с.

138. Коттрил П. Водородная хрупкость металлов: Физико-химическая механика материалов. Пер. с англ. // Отв. ред. В.И. Саррак.- М.: Металлургия, 1963.-117 с.

139. Мороз Л.С., Чечулин Б.Б. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1997.-255 с.

140. Морозов А.И. Водород и азот в стали. -М.: Металлургия, 1968.-283 с.

141. Troiano A.R. Role of hydrogen and other inter stitals in the mechanical behavior of metals//Transactions of ASME.-1960.-Vol.71.-P.54-80.

142. Сварка и свариваемые металлы: Свариваемые материалы/ Справочник под ред. Макарова Э.Л.- М.: Металлургия, 1991.-Т. 1.-528 с.

143. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлени-ем/Отв ред. Б.Е. Патон. -М.: Машиностроение, 1974.-768 с.

144. Сварка в машиностроении: Справочник/Отв. ред. В.А. Винокуров. -М.: Машиностроение, 1979.-Т.3.-567 с.

145. Касаткин Б.С., Мусияченко В.Ф. Механизм образования интеркри-сталлитных холодных трещин околошовной зоне сварного соединения закаливающихся сталей//Проблемы прочности.-1974.-№10.-С.3-9.

146. Земзин В.Н., Чижик A.A., Ланин A.A. и др. Условия образования трещин при сварке и термической обработке. Часть 1. О роли ползучести в образовании трещин//Сварочное производство.-1983.-№11.-С. 1-4.

147. Прохоров H.H. О межкристаллической прочности металлов при сварке/известия АН СССР. ОТН.- 1955.- №11 С. 12-18.

148. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1972.- 304 с.282

149. Паршин A.M. Структура, прочность и пластичность нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, применяемых в судостроении. -JL: Судпром-гиз, 1972.-320 с.

150. Vinckier A.G., Pense A.W. A review on underclad cracking in pressure vessel components/AVRC bulletin.-1974.-N.197.-P.25-34.

151. Фрумин И.И. Наплавка в атомном машиностроении//Автоматическая сварка,-1975.-№10.-С.6-12.

152. Земзин В.Н., Шрон Р.З. Локальные разрушения при высоких температурах сварных соединений теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей//Автоматическая сварка.-1968.-№ 6.-С.12-19.

153. Nichols R.W. Reheat cracking in welded structures/AVelding in the world.-1969.-Vol.7.-N. 4.-P.28-41.

154. Winckier A.G. The assessment of the susceptibility to reheat cracking of pressure vessels steels//Revue de la soudure.-1973.-N.l.-P.3-18.

155. Berry T.F. Hughes W.P. A study of the strain-age cracking characteristics in welded Rene 41/AVelding Journal.-1969.-N.ll.-P.14-18.

156. Мовчан Б.А. Взаимосвязь физической микронеоднородности с горячими трещинами при сварке//Сварочное производство.-1962.-№ 4.-С.6-8.

157. Медовар Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. -М.: Машиностроение. 1966.-430 с.

158. Шрон Р.З., Никанорова Н.И., Кречет Л.З. и др. Влияние дисперсионного твердения на склонность сварных соединений хромомолибденованадиевых сталей к хрупким разрушениям при высоких температурах//Сварочное производство.-1973.-№ 12.-С.13-21.

159. Harris P., Jones К. The effect of composition and deoxidation practice on the reheat cracking tendencies of 0.5 Cr 0.5 Mo - 0.5 V steel//Proceedings of conference: Welding research power plant.-Southampton, -1972.-P.48-59.

160. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. -М.: Наука, 1974.-311 с.

161. Земзин В.Н., Чижик A.A., Ланин A.A. Условия образования трещин при сварке и термической обработке. Часть 2. Оценка влияния жесткости сварной конструкции//Сварочное производство.-1984.-№ 4.-С. 1-3.

162. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Изд. 3-е, / Механические испытания. Конструкционная прочность. -М.: Машиностроение, 1974.-Т.2.-368 с.

163. Денбит К. Термодинамика стационарных необратимых процессов. Пер. с англ./Отв. ред. В.К. Семенченко.-М.: Изд.Иностр.Лит, 1954.-119 с.

164. Чижик A.A. Влияние различных факторов на сопротивляемость развитию трещин при высоких температурах//Труды ЦКТИ.-1979.-Вып. 169.-С.28-41.

165. Чижик A.A. Ланин A.A. Применение пороговых значений вязкости разрушений для оценки остаточного ресурса энергооборудования//Труды ЦКТИ.-1987.-Вып.237.-С.31-41.

166. Sih G.C. Energy strain. Energy density criterion//Budapest Akadem. Kiado.-1982.-P.3-16.

167. Иванова B.C., Шанявский A.A. Количественная фрактография. усталостное разрушение. Челябинск.: Металлургия, 1988.-400 с.

168. Грабер И.Г. Дискретные явления в механике разрушения с позиций синергетики/Синергетика и усталостное разрушение металлов: Сб. научн. трудов,- М.: Наука, 1989.-С.191-199.

169. Партон В.В., Морозов Е.М. Механика хрупкого разрушения. -М.: Наука, 1985.-504 с.

170. Orowan Е.О. Proceedings of symposium on internal stresses in metals and alloys.- London : Institute of metals, 1948.-451 p.

171. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения, -М.: Наука, 1974,640 с.284

172. Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. -М.: Наука, 1977.-384 с.

173. Работнов Ю.Н., Паперник JI.X, Звонов E.H. Таблицы дробно-экспоненциальной функции отрицательных параметров и интеграла от нее. -М.: Наука, 1969.-132 с.

174. Броек Д. Основы механики разрушения. Пер. с англ. -М.: Высшая школа, 1980.-368 с.

175. Прикладные вопросы вязкости разрушения. Пер. с англ. / Под ред Б.А. Дроздовского. -М.: Мир, 1968.-С. 115-121.

176. Ланин A.A. Расчетное определение коэффициента интенсивности напряжений в кольцевом образце с трещиной//Труды ЦКТИ.-1984.-Вып. 194.-С.57-60.

177. Нотт Д. Основы механики разрушения. Пер. с англ. -М.: Металлургия, 1978.-256 с.

178. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трегциностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении: ГОСТ 25.506-85.-М.: 1985, 61 с.

179. Ланин A.A., Хотмиров В.Г., Медведев и др. Методы оценки трещино-стойкости металлов и сплавов на малых образцах/Руководящие указания.-СПб.: НПО ЦКТИ, 1992.-Вып.60.-52 с.

180. Ланин A.A., Медведев A.B. Расчеты и испытания на прочность. Метод оценки трещиностойкости при ползучести на малых образцах / Руководящие указания. -СПб.: НПО ЦКТИ, 1992.-Вып.61.-26 с.

181. Маркочев В.М. Экспериментальные методы исследования процессов разрушения.-М.: Изд. МИФИ, 1982.-96 с.

182. Чижик A.A., Ланин A.A., Медведев A.B. Вопросы оценки ресурса высокотемпературных корпусных сталей по критериям трещиностойко-сти//Труды ЦКТИ.-1990.-Вып.260.-С.28-32.285

183. Ланин A.A. Оценка ресурса высокотемпературных крепежных деталей паровых турбин по критериям трещиностойкости//Труды ЦКТИ.-1989,вып.256,с.29-38.

184. Ланин A.A., Артамонов В.В. Вопросы оценки трещиностойкости корпусных деталей паровых турбин/ЛГруды ЦКТИ.-1988,вып.246,с.108-118.

185. Чижик A.A., Ланин A.A. Массовый метод оценки трещиностойкости материалов и сварных соединений энергооборудования/Руководящие указания,- Л.: ЦКТИ, 1982.-Вып.49.-15 с.

186. Чижик A.A. Сопротивляемость ползучести пароперегревательных труб: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Л.,-1966.-24 с.

187. Дроздовский Б.А., Фридман Я.Б. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей. -М.: Металлургиздат, 1960.-260 с.

188. Чижик A.A., Ланин A.A. Разработка критерия оценки трещиностойкости сталей при закалке. Деформация и разрушение теплоустойчивых сталей/Материалы конференции. -М.: МДНТП, 1983.-С.44-46.

189. Земзин В.Н., Чижик A.A., Ланин A.A. Условия образования трещин при сварке и термической обработке. Часть 3. Кинетика развития тре-щин//Сварочное производство.-1987.-№2/-С.33-36.

190. Чижик A.A. Особенности длительного деформирования и разрушения при ползучести//Труды ЦКТИ.-1985.-Вып.169.С.29-38.

191. Борисов И.А. Исследование, разработка и внедрение сталей и технологий термической обработки крупных роторов мощных паровых турбин и генераторов: Автореф. дис. докт. техн. наук.- М.: 1980.- 45 с.

192. Каховский Н.И., Фартушный В.Г., Ющенко К.А. Электродуговая сварка сталей. -Киев.: Наукова думка, 1975.-314 с.

193. Materials restrain versus welding procedures to avoid weld cracking in steel constructions / Satoh K., Matsui S., Ito J. et. al.//Proceedings of the first international symposium of the Japan welding society.-Tokyo.-1971.-Vol.l.-P.l-12.

194. Risto A.J., Karppi D. HAZ hardness and carbon equivalents prediction the implant fracture strength/II W document IX-1102-78.-1978.-P. 1-25.286

195. Suzuki H., Yuzioko N., Okumura M. A new cracking parameter for welded steels considering local accumulation of hydrogen IIW, IX-1195-Paris,-1981.-P. 1-34.

196. Борздыка A.M., Цейтлин B.3. Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов. -М.: Машиностроение, 1964.-247 с.

197. Ланин A.A., Улизко Э.П. Научные и методологические основы оптимизации технологии закалки мощных паровых турбин//Тяжелое машино-строение.-2002.-№ 10.-С.56-58.

198. Потак Я.М. Хрупкое разрушение стали и стальных изделий. -М.: Оборонгиз, 1955.-388 с.

199. Деменков А.П., Лихачев В.А. Релаксация напряжений в сталях при отпуске/ЛГроблемы прочности.-1983.-№2.-С.63-69.

200. Bentley K.P. Precipitation during stress relief of welds in Cr-Mo-V steels//British welding journal.-1964.-N.10.-P. 8-14.

201. Хейн E.A. Релаксация напряжений и оценка работоспособности крепежных деталей стационарных энергоустановок: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Л., 1964.-25 с.

202. Лепин Г.Ф. Ползучесть металлов и критерии жаропрочности. -М.: Металлургия, 1976.-344 с.

203. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела.- М.: Наука, 1979.-744 с.

204. Хинский П.Д., Иващенко М.М., Плеханов В.А., Соболев В.В., Кол-пишон Э.Ю. Пути оптимизации термической обработки крупных поковок/Энергомашиностроение.-1975.-№12.-с. -12.

205. Термическая обработка в машиностроении: Справочник/Отв.ред. Ю.М. Лахтина и А.Г. Рамштадта. Изд. 2-е.-М.: Машиностроение.-1980.-783 с.287

206. Астафьев A.A. Термическая обработка крупных поковок/Металловедение и термическая обработка металлов.-1973, №9.-с.2-5

207. Склюев П.В. Термическая обработка крупных поковок. -М. ¡Машиностроение." 1976.-60 с.

208. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов/М.:Металлургия.-1974.-400 с.

209. Иващенко М.М., Плеханов В.А, Хинский П.Д. Расчет и моделирование закалки крупных поковок//МиТОМ, 1978, №9, с. 7-9.

210. Ланин A.A., Чижик A.A., Лошкарев В.Е. Анализ трещиностойкости изделий при закалке с учетом изменения вязкости разрушения по сечению// Энергомашиностроение, №2, 1988, с. 21-24.

211. Чижик A.A., Ланин A.A. Хинский П.Д., Чижик Т.А., Лошкарев В.Е., Луконина Т.В. Расчетно-экспериментальный метод оценки трещиностойкости изделий при закалке//Энергомашиностроение.-1985.-№3.-с. 11-13.

212. Ланин A.A. Оценка трещиностойкости сталей при закалке//Труды ЦКТИ.-1983 .-Вып.204.-с.75-81.

213. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций.-Киев.: Наукова думка,-1976.-320 с.

214. Рыкалин H.H. расчеты тепловых процессов при сварке. -М.: Машгиз, -1951.-296 с.

215. Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. теория сварочных деформаций и напряжений. -М.: Машиностроение, 1984.-280 с.

216. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. -М.: Машиностроение,-1996.-576 с.

217. Акулов А.И., Бельчук Г.А. Демянцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением: Учебник для студентов вузов. -М.: Машиностроение,-1977.-422 с.288

218. Либерман Л.Я. Пейсихис М.И. Свойства сталей и сплавов, применяемых в котлостроении. Ч. 1. Руководящие указания. -Л.: ЦКТИ, 1966.-Вып.16.-216 с.

219. Ланин A.A., Балина B.C. Жаропрочные металлы и сплавы: Справочные материалы. -СПб.: Энерготех, 2006.-Вып.8.-224 с.

220. Винокуров В.А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. -М.: Машиностроение, 1973,-213 с.

221. Чижик A.A., Ланин A.A. Новый инженерный метод оценки склонности к образованию и развитию технологических трещин при сварке и термической обработке. -Л.: ЛДНТП, 1987,-21 с.

222. Горынин В.И. Влияние геометрии резьбы на надежность крепежных деталей энергетического оборудования//Труды ЦКТИ. -1982. -Вып. 197. -С.98-104.

223. Ланин A.A., Васильев Е.М., Прохорова Т.В. О возможности продления ресурса сварных деталей энергооборудования с трещинами//Труды ЦКТИ. -2002.-Вып.286.-С. 102-110.

224. Чижик A.A., Ланин A.A. Инженерный метод оценки трещиностойко-сти материалов энергетического оборудования в условиях релаксации напряжений: Вопросы долговременной прочности энергетического оборудования/Пруды ЦКТИ.-1986.-Вып.230.-С. 100-109