Зависимость термической усталости жаропрочных сплавов от максимальной температуры нагрева в цикле испытаний

Анализ результатов термоциклических испытаний жаропрочных сплавов для лопаток турбин показывает значительно меньшую долговечность Np в том случае, когда максимальная температура (Тmax) диапазона испытаний (ΔТ=Тmax-Тmin) выше 900°С. Рассмотрен термический цикл, включающий полуциклы охлаждения и нагрева, на протяжении которых возможно возникновение пластической деформации. Полуцикл охлаждения включает три температурных участка: интервал снятия напряжений сжатия от предшествующего полуцикла, интервал роста напряжений растяжения до уровня предела упругости (текучести) и интервал пластической деформации. Интервал снятия напряжений сжатия зависит от величины напряжений, которые достигнуты в полуцикле нагрева (при Тmax). Для жаропрочных никелевых сплавов, предназначенных для лопаток турбин, при охлаждении от температур менее 900°С должны сниматься напряжения сжатия, которые почти на треть больше, чем при охлаждении от 1000°С, и вдвое больше, чем при 1100°С, что видно из графиков температурной зависимости предела текучести жаропрочных сплавов. Вследствие этого протяжённость интервала снятия напряжений сжатия в полуцикле охлаждения для температур Tmax выше 900°С оказывается меньше. При этом на столько же возрастает интервал, в котором протекает пластическая деформация, достигаемая в ходе охлаждения (εпл). В результате этого происходит снижение долговечности NP.