Fenômeno de falha de fluência em fixadores

Qual é o fenômeno da falha por fluência defixadores?

1, Creep é um fenômeno de falha no qual as peças metálicas sofrem deformação sob estresse de longo prazo e alta temperatura. A deformação causada pelo deslizamento dos grãos ao longo dos limites dos grãos é o principal mecanismo de fluência. Quando a temperatura de deformação sobe para 0,35~0,7 Tm (Tm é a temperatura do ponto de fusão), a área da camada fina próxima ao limite do grão sofre recuperação e amolecimento, formando uma transição. Após a deformação, a distorção ocorre novamente, por isso precisa ser restaurada e suavizada novamente para manter a deformação nessas áreas, o que é chamado de deslizamento do limite de grão. Devido à temperatura e ao tempo necessário para a recuperação, o deslizamento dos limites dos grãos só pode ocorrer sob condições acima de uma determinada temperatura.
A curva de fluência por tração do metal é dividida em três estágios:
No primeiro estágio, a taxa de fluência diminui gradualmente de rápida, o que está relacionado à redistribuição dos defeitos do cristal.
Na segunda etapa, indica que os dois mecanismos de endurecimento e recuperação estão em equilíbrio, com taxa de fluência constante. Esta etapa é responsável por uma proporção significativa de todo o processo de fluência.
No terceiro estágio, manifesta-se como um aumento na taxa de fluência, ponto em que o endurecimento por deformação do metal não é mais suficiente para evitar a deformação, e a redução na seção transversal efetiva promove um aumento na taxa de fluência, levando à fratura. .
Nem todos os materiais apresentam os três estágios acima em sua curva de fluência. O fenômeno de falha causado por alterações no tamanho das peças pré-tensionadas durante o processo de fluência é denominado relaxamento térmico. Os parafusos usados ​​para fixar flanges de vasos de pressão podem se alongar devido à fluência sob efeitos de temperatura e tensão de longo prazo, resultando em uma diminuição na pré-carga e potencialmente causando vazamento do vaso de pressão.
2, A principal característica e julgamento da fluência é que a velocidade de deformação é muito lenta. Pode ser analisado com base nas condições específicas de trabalho das peças para determinar se existem condições de fluência (temperatura, tensão e tempo). Sem temperatura apropriada e tempo suficiente, não ocorrerá fluência ou fratura por fluência. Na zona de fratura final da fratura por fluência, a crista de ruptura não é tão clara quanto na fratura por tração à temperatura ambiente. Sob microscopia eletrônica de varredura, o formato do grão próximo à fratura por fluência geralmente não mostra alongamento, enquanto em grande ampliação, às vezes podem ser vistos vazios de fluência.
3, Os métodos de identificação para falha por fluência são relaxamento térmico e deformação plástica, ambos com deformação residual no nível macroscópico e são facilmente confundidos. Fratura plástica e fratura persistente (ou fratura por fluência) são facilmente confundidas porque, macroscopicamente, há deformação antes da fratura e estreitamento próximo à superfície da fratura. As diferenças podem ser consideradas a partir dos seguintes aspectos.
1. As diferenças nas condições de trabalho são bem conhecidas. A deformação plástica e a fratura plástica ocorrem sob tensão de tração, com processo mais rápido e temperatura mais baixa. O relaxamento térmico e a fratura persistente são processos de falha nos quais a temperatura e o tempo desempenham papéis importantes. Temperaturas operacionais mais elevadas e tempos de serviço mais longos são condições necessárias para este modo de falha. Para entender as condições de trabalho, além de consultar materiais escritos, verifique diretamente se há vestígios de alta temperatura, como cor de oxidação, nos destroços. Ao analisar as condições de trabalho, deve-se ter muito cuidado. Por exemplo, um vaso de pressão de alta temperatura trabalha a baixa pressão há muito tempo e, de repente, a pressão aumenta, fazendo com que a conexãoparafusosquebrar. Somente compreendendo especificamente a pressão, a temperatura e o tempo de serviço relevantes sob diferentes condições de trabalho é que se pode determinar se há uma falha por fluência.
2. A diferença na morfologia da fratura é que as ondulações dúcteis na superfície plástica da fratura são muito claras e as áreas onde os microporos se agregam são relativamente nítidas. Sob microscopia eletrônica de varredura, essas áreas aparecem como linhas brancas brilhantes. Na superfície da fratura por fluência, as áreas onde os microporos se agregam são relativamente opacas e, sob microscopia eletrônica de varredura, não há linhas brancas brilhantes óbvias nessas áreas. Na superfície da fratura por fluência, a cor de oxidação pode ser observada e, às vezes, poros de fluência também podem ser vistos.
3. A fluência da microestrutura próxima à superfície da fratura é principalmente uma fratura intergranular, enquanto a fratura plástica é principalmente uma fratura transgranular. Nas amostras que sofreram fluência, é possível observar poros de fluência. Além disso, o aço carbono permanece por muito tempo em altas temperaturas e os carbonetos sofrem um certo grau de retificação da pedra.
4, Medidas para melhorar a resistência à fluência
1. Em termos de design, é fundamental selecionar corretamente os materiais e determinar as dimensões das peças com base nas características do produto. Nos últimos anos, muitos novos materiais foram desenvolvidos para atender aos requisitos crescentes de temperatura e carga do produto, mas os dados de desempenho de fluência que podem ser fornecidos aos projetistas não são suficientes. Neste caso, por um lado, pode ocorrer falha precoce devido ao elevado nível de tensão do projeto. Por outro lado, também é possível que o design seja demasiado conservador, resultando em desperdícios desnecessários. Por exemplo, a vida útil projetada de uma central térmica é geralmente de 100.000 horas. Na China, muitas tubulações principais de vapor de 540 graus e caldeiras de alta pressão para usinas de energia de 10 MPa atingiram sucessivamente sua vida útil projetada. No entanto, de acordo com estimativas recentes de vida útil, é possível prolongar com segurança a vida útil destas caldeiras para 200.000 horas.
De modo geral, esse modo de falha requer muito tempo, resultando em uma velocidade de resposta lenta. Uma medida eficaz é estudar e determinar com base nos testes e acumulação das propriedades de fluência do material.
2. Uma gestão rigorosa da qualidade é implementada na fabricação para evitar a montagem de produtos com peças que não atendam às especificações técnicas, o que é particularmente importante para produtos com ciclos de falha mais longos. É claro que medidas específicas devem ser formadas com base na análise de falhas durante a manutenção do produto.
3. Medidas tomadas durante o uso: A sobrecarga é uma causa comum de falha por fluência em produtos. Portanto, o controle rigoroso das condições de uso durante o uso é uma medida extremamente importante para melhorar a vida útil e a confiabilidade do produto. Reforçar a monitorização do estado de qualidade dos produtos em serviço e dos principais componentes é uma medida eficaz para garantir a fiabilidade do produto.