Опасность разрушения материалов, работающих при высоких температурах, вследствие ползучести распространяется практически на все жаропрочные материалы. В связи с этим, важным критерием, оценивающим рабочие свойства металлов при высоких температурах, является предел ползучести.

Предел ползучести – напряжение, вызывающее суммарную деформацию за определенное время при заданной температуре.

Обозначается σ^t_ε/τ, где t – рабочая температура, °С

ε - суммарная деформация (удлинение), %

τ - время, час.

Измеряется в МПа.

При определении предела ползучести для деталей, длительное время работающих при повышенных температурах, обычно задается скорость ползучести на установившейся стадии процесса, например, 0,1% за 10⁴ ч или за 10⁵ ч и определяется величина напряжения.

Срок службы, на который рассчитана машина или механизм, определяет выбор критерия жаропрочности и материала для их изготовления.

В соответствии с некоторыми рекомендациями срок службы ряда жаропрочных конструкций в зависимости от назначения составляет:

· для ракет и их силовых установок 1ч.;

· для силовых установок самолетов-истребителей 100ч.;

· для газовых турбин локомотивов и судов 10000ч.;

· для газовых турбин стационарных силовых установок 30000ч.;

· для паровых турбин стационарных силовых установок 100000 ч.

Жаростойкость.

Жаростойкость (окалиностойкость) - способность металла сопротивляться воздействию газовой среды при высоких температурах.

Основным фактором, влияющим на жаростойкость, является химический состав материала, определяющий защитные свойства поверхностной оксидной пленки.

Усталость.

Усталость – процесс постепенного накопления повреждений в металле под воздействием знакопеременных и циклических нагрузок, приводящих к образованию и развитию усталостных трещин.

Усталостные характеристики обычно определяют при испытании образцов круглого сечения на изгиб с вращением. Испытывают серию образцов при различной нагрузке и определяют напряжение, при котором произошло разрушение образца, а также число циклов нагружения.

Максимальным σ_max или минимальным σ_min напряжением цикла является наибольшее или наименьшее по величине напряжение (по модулю). Характеристикой цикла служит коэффициент ассиметрии:

R= σ_min/ σ_max

В случае

σ_min = σ_max, R = - 1

В этом случае цикл является симметричным. При необходимости, в зависимости от условий работы деталей, испытания могут проводить как при комнатной, так и при высоких и низких температурах, при симметричных и асимметричных циклах, при наличии или отсутствии агрессивных сред и т.д.

После испытаний образцов строят кривую усталости – график зависимости максимального напряжения от числа циклов нагружения до разрушения. По кривым усталости определяютпредел усталости (выносливости).

Величина предела выносливости является количественной характеристикой усталости.

Предел усталости (выносливости) – наибольшее напряжение цикла, которое выдерживает металл без разрушения.

Обозначается σ _-1 . Измеряется в МПа.

Другой и важной характеристикой выносливости металла при циклических нагрузках является усталостная долговечность – число циклов нагружения перед разрушением при заданном напряжении.

Обозначается N.

Износостойкость.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление износу, постепенному изменению размеров и формы деталей, работающих в условиях трения.

Испытания на износ проводят на образцах в лабораторных условиях, а испытания деталей – в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации. Величину износа образцов или деталей определяют различными способами: измерением размеров, взвешиванием и другими методами.