Прогнозирование длительной прочности сварных соединений хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Прохорова, Татьяна Владимировна

• Прохорова, Татьяна Владимировна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Прохорова, Татьяна Владимировна

Введение............................................................5

Глава 1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования..........11

1.1 Долговечность теплоустойчивых и жаропрочных сталей при

высокотемпературной эксплуатации..................................12

1.1.1 Закономерности развития деформации при ползучести.........12

1.1.2 Влияние легирования сталей на сопротивление ползучести....19

1.1.3 Разрушение в условиях ползучести..........................29

1.2 Разрушения сварных соединений теплоустойчивых и жаропрочных сталей

в условиях ползучести.............................................32

1.2.1 Разрушения сварных соединений IV типа.....................33

1.2.2 Основные факторы, определяющие длительную прочность сварного

соединения......................................................40

1.2.3 Особенности разрушения при ползучести сварных соединений

9-12% хромистых сталей..........................................46

1.2.4 Моделирование структуры металла зоны термического влияния.52

1.2.5 Способы снижения склонности сварных соединений

к разрушению IV типа............................................53

1.3 Особенности разрушения разнородных сварных соединений в условиях

ползучести ...................................................... 55

1.3.1 Характерные изменения структуры в зоне сплавления.........57

1.3.2 Влияние структурной и механической неоднородности зоны сплавления

на работоспособность разнородных сварных соединений.............62

1.3.3 Особенности разнородных сварных соединений

хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей...............64

1.3.4 Методы предотвращения образования диффузионных прослоек

в разнородных сварных соединениях...............................67

1.4 Выводы по главе 1.............................................70

Глава 2 Выбор расчетной модели для оценки длительной прочности сварных соединений..................................................73

2.1 Существующие методы прогнозирования длительной прочности....73

3

2.2 Особенности прогнозирования длительной прочности

сварных соединений.............................................78

2.3 Критерии разрушения........................................81

2.4 Расчетная модель...........................................85

2.5 Выводы по главе 2..........................................88

Глава 3 Моделирование процессов ползучести и разрушения стали

X10CrMoVNb 9-1 (Р91)...............................................89

3.1 Материалы исследования.....................................89

3.2 Определение параметров модели..............................90

3.2.1 Определение коэффициента упрочнения первой стадии

ползучести...................................................90

3.2.2 Определение констант кинетических уравнений состояния..92

3.3 Верификация модели.........................................93

3.3.1 Гладкие образцы........................................93

3.2.2 Образцы с надрезом.....................................96

3.4 Сравнение существующих методов учета влияния сложного

напряженного состояния на повреждаемость......................98

3.5 Выводы по главе 3.........................................101

Глава 4 Моделирование процессов ползучести и разрушения поперечных сварных

образцов из стали Р91.............................................103

4.1 Материалы исследования......................................103

4.2 Определение параметров модели...............................105

4.3 Верификация модели..........................................108

4.4 Закономерности изменения длительной прочности сварных образцов..110

4.4.1 Коэффициент контактного упрочнения мягкой прослойки.....111

4.4.2 Известные зависимости прочности сварных соединений

в условиях ползучести.........................................112

4.4.3 Расчетная зависимость времени до разрушения от относительной

ширины мягкой прослойки.......................................113

4.4.4 Расчетные зависимости для предельно тонкой мягкой прослойки.118

4

4.4.5 Сравнение полученных и известных зависимостей длительной прочности сварных образцов.....................................123

4.5 Выводы по главе 4............................................124

Глава 5 Расчетное и экспериментальное исследование работоспособности разнородных сварных соединений......................................127

5.1 Экспериментальное исследование работоспособности разнородных

сварных соединений................................................127

5.1.1 Материалы и методика исследования.........................127

5.1.2 Испытания на растяжение...................................130

5.1.3 Испытания на статический изгиб............................131

5.1.4 Измерение твердости металла...............................132

5.1.5 Испытания на ударный изгиб................................134

5.1.6 Длительная прочность и структура металла сварных образцов.135

5.1.7 Металлографические исследования...........................147

5.1.8 Измерение микротвердости..................................151

5.2 Расчетная оценка ресурса разнородного сварного соединения.....156

5.2.1 Модель....................................................156

5.1.2 Результаты численного моделирования.......................158

5.3 Выводы по главе 5.............................................160

Заключение..........................................................162

Список сокращений и условных обозначений...........................164

Список литературы..................................................165

Приложение А........................................................183

5

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование длительной прочности сварных соединений хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей»

Введение

Развитие промышленного потенциала страны неразрывно связано с ростом производства тепловой и электрической энергии. В то же время ограниченные запасы энергоресурсов приводят к необходимости повышения экономичности энергоустановок. Повышение параметров пара, рост мощности паросиловых установок требуют использования материалов c более высоким сопротивлением ползучести для уменьшения металлоемкости энергетического оборудования. Одним из перспективных направлений оптимизации энергоустановок является применение сварных конструкций из сталей разного уровня легирования, что позволяет располагать в высокотемпературных зонах жаропрочные высокохромистые стали, а в низкотемпературных - более дешевые низколегированные стали. Типичным в таких разнородных сварных соединениях является сочетание хромомолибденована-диевых с 9-12% хромистыми сталями.

Однако применение жаропрочных сталей и разнородных сварных соединений усложняется из-за формирования при изготовлении структурнонеоднородных зон (прослоек). В сварных соединениях жаропрочных термоупрочненных сталей наибольшее число повреждений наблюдается в так называемых «мягких» прослойках. В качестве мягких прослоек (МП) могут выступать сварные швы, диффузионные прослойки в зоне сплавления, участки разупрочнения в зоне термического влияния (ЗТВ), технологические прослойки при сварке разнородных материалов. Это приводит к значительному снижению коэффициентов прочности сварных соединений при длительной эксплуатации от 0,6 до 0,4. Такое снижение коэффициента прочности приводит к потере преимуществ применения жаропрочных 9-12% хромистых сталей.

Обеспечение безаварийной эксплуатации энергетического оборудования требует совершенствования методов прогнозирования сроков службы сварных соединений [1; 2]. В связи с увеличением предельных параметров эксплуатации проблема разработки методов оценки и прогноза сопротивляемости высокотемпературным разрушениям сварных соединений является актуальной как для нахо

6

дящих массовое применение 9-12% хромистых сталей, так и для разнородных сварных соединений высокохромистых и хромомолибденованадиевых сталей [38].

Для расчетной оценки времени до разрушения в условиях ползучести необходима адекватная определяющая модель, которая отображает временную зависимость деформации ползучести и сопутствующих процессов, таких как упрочне-ние/возврат и повреждаемость. Известно, что для определения констант уравнения механического состояния используются экспериментальные данные, полученные при более высоких напряжениях, чем эксплуатационные. При этом экспериментальные данные хорошо соответствуют степенному закону ползучести. С другой стороны, из материаловедения известно, что степенной закон ползучести действует только в определенном интервале напряжений и может переходить в линейную зависимость при преобладании диффузионных механизмов ползучести в области низких напряжений. Кроме того, как показано в литературных данных [9-12], применяемые жаропрочные стали могут переходить от степенной к линейной ползучести при уровне напряжений, соответствующем условиям эксплуатации. Таким образом, определяющая модель должна охватывать широкий интервал напряжений, соответствующий и степенному и линейному законам ползучести.

На основании вышеизложенного поставлена цель и определены основные задачи работы.

Целью работы является определение закономерностей разрушения однородных и разнородных сварных соединений хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей в условиях высокотемпературной ползучести и разработка расчетной методики оценки длительной прочности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

— на основе анализа закономерностей и физических механизмов развития повреждений в однородных и разнородных сварных соединениях из хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей при высокотемпературной ползучести выбрать критерии разрушения и разработать методику расчетной оценки длительной прочности;

7

— экспериментальное определение механических свойств, длительной прочности и структуры различных зон разнородных сварных соединений 9% хромистой стали 10ХСгМоУХЬ-9-1 (Р91) и хромомолибденованадиевой стали 15Х1М1Ф;

— экспериментальная оценка уровня напряжений, при котором происходит изменение механизма разрушения в условиях испытаний на длительную прочность образцов из разнородных сварных соединений 9% хромистой стали и хромомолибденованадиевой;

— построение расчетной модели разрушения при ползучести с учетом кинетических процессов развития повреждаемости в локальных структурно неоднородных зонах сварных соединений;

— разработка алгоритмов определения расчетных параметров выбранной модели по результатам кратковременных и длительных испытаний при одноосном растяжении;

— оценка достоверности метода прогнозирования длительной прочности 9% хромистой стали по результатам испытаний на растяжение гладких и надрезанных образцов;

— на основе разработанной расчетной модели прогнозирования длительной прочности определить закономерности локализации разрушения в сварных соединениях хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей, влияние конструктивно-технологических факторов (размеров различных зон сварных соединений, геометрии швов, неоднородности свойств, параметров напряженно-деформированного состояния сварных соединений).

Научная новизна представленной работы:

* Разработана расчетно-экспериментальная методика прогнозирования длительной прочности однородных и разнородных сварных соединений хромомолиб-денованадиевых и 9-12% хромистых сталей в условиях ползучести на основе кинетических уравнений состояния материала по критерию повреждаемости, позволяющая учесть:

- первую, вторую и третью стадии ползучести;

8

- изменение зависимостей скорости ползучести и времени до разрушения от напряжений при смене механизмов разрушения;

- реальное соотношения скоростей ползучести разупрочненного участка ЗТВ и основного металла при малых значениях напряжений;

- взаимодействие нескольких материалов с различными свойствами;

- влияние на время до разрушения сварного соединения нескольких разупрочненных прослоек.

* Определены параметры кинетических уравнений механического состояния для основного металла и разупрочненного участка ЗТВ 9% хромистой стали;

* Установлены количественные соотношения между изменением длительной прочности сварных соединений, относительной шириной мягкой прослойки, соотношением скоростей ползучести основного металла и МП, позволяющие прогнозировать смену механизмов ползучести и переход к хрупкому разрушению, а также оценить коэффициент прочности сварного соединения.

* Определены закономерности смены механизма разрушения разнородных сварных соединений 9% хромистых и хромомолибденованадиевых сталей в зависимости от параметров локальной механической неоднородности, уровня напряжений и температуры, заключающиеся в переходе к хрупкому разрушению по мягкой обезуглероженной прослойке у линии сплавления при снижении уровня напряжений. Результаты численного моделирования подтверждены экспериментально.

* Экспериментально определены механические свойства, длительная прочность, пластичность и структура различных зон стыкового сварного соединения 9% хромистой стали 10XCrMoVNb 9-1 и хромомолибденованадиевой стали 15Х1М1Ф.

В процессе работы спланированы и проведены эксперименты по определению механических свойств, структуры и длительных прочности и пластичности основного металла, однородных и разнородных сварных соединений по стандарт

ным методикам.

9

В качестве материала исследования использован основной металл и сварные соединения хромомолибденованадиевой 15Х1М1Ф и 9% хромистой стали 10XCrMoVNb9-1. Сварные соединения выполнены сварочными материалами различного легирования. Исследование структуры металла осуществлялось методами оптической микроскопии. Изменение механических свойств различных зон сварных соединений в исходном состоянии и после испытаний на длительную прочность определялось путем измерений твердости и микротвердости. При обработке экспериментальных данных для построения кривых длительной прочности сварных соединений применена математическая обработка данных (регрессионный анализ).

При выполнении численного моделирования применялся метод конечных элементов с оценкой устойчивости и сходимости решения.

Практическая ценность работы заключается в экспериментальном определении характеристик жаропрочности 9% хромистой стали и разнородных сварных соединений 9% хромистой стали и 15Х1М1Ф, установлении количественных зависимостей длительной прочности от свойств и размеров различных зон сварных соединений, которые позволяют прогнозировать время безопасной эксплуатации и могут применяться при проектировании, изготовлении и эксплуатации энергетического оборудования.

Выполнено численное моделирование испытаний на длительную прочность образцов из однородных и разнородных сварных соединений 9% хромистой и хромомолибденованадиевой сталей. Предложена методика прогнозирования длительной прочности сварных соединений хромомолибденовых, хромомолибдено-ванадиевых и 9-12% хромистых сталей на стадии конструктивнотехнологического проектирования. Разработана подпрограмма для моделирования ползучести и разрушения сварных конструкций методом конечных элементов с учетом трех стадий ползучести и изменения зависимостей скорости установившейся ползучести и повреждаемости от приложенного напряжения.

10

Результаты работы были использованы при проектировании конструкции и разработке технологий сварки роторов и корпусных деталей, также внесены в стандарт организации СТО ЦКТИ 10.005-2006.

Достоверность полученных результатов экспериментальных исследований, выводов и практических рекомендаций, сделанных в работе, подтверждается применением апробированных методик и измерительных средств исследований, получением экспериментальных данных на металле сварных изделий, изготовленных по штатной технологии, системностью проведенного анализа процесса разрушения металла сварных деталей в широком интервале напряжений с различными параметрами локализации, удовлетворительной сходимостью основных результатов испытаний и расчетной оценкой. Точность результатов численных расчетов обоснована тестированием разработанного алгоритма путем сравнения решения частных задач одноосного растяжения с известным аналитическим решением.

Работа выполнена в отделе «Оценки ресурса и испытания материалов сварных конструкций энергооборудования ТЭС и АЭС» ОАО «Научнопроизводственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»).

11

Глава 1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования

Основными свойствами материалов и сварных соединений, определяющих их работоспособность при высоких температурах, являются предел ползучести, длительная прочность и длительная пластичность [1-7]. Особое влияние на эти характеристики и развитие локальных хрупких разрушений оказывает неоднородность структурного состояния. Наиболее резко влияние структурного состояния проявляется в сварных соединениях.

В изделиях, не подвергавшихся сварке, локализация хрупких разрушений происходит в зонах неоднородного напряженного состояния (концентраторы напряжений), а также в зонах с локальной пластической деформацией и металлургическими дефектами.

В сварных соединениях воздействие сварочных источников тепла приводит к развитию структурной, химической и механической неоднородности. Отмеченные неоднородности в ряде случаев приводят к локализации процессов накопления деформаций ползучести и микродефектов (пор, трещин) в процессе высокотемпературного длительного нагружения.

До настоящего времени действующие нормы расчета на прочность не учитывают развитие преждевременных локальных разрушений. Это приводит к непрогнозируемым повреждениям в виде образования и развития трещин в элементах энергооборудования и в сварных соединениях.

Отсутствие в нормативных документах соответствующих процедур учета локализации разрушений связано с многообразием факторов, влияющих на процессы разрушения. В настоящем разделе выполнен подробный анализ влияния факторов, определяющих процессы ползучести, повреждаемости и временные границы хрупких разрушений для хромомолибденованадиевых и 9-12% хромистых сталей, а также однородных и разнородных соединений этих сталей.

12

1.1 Долговечность теплоустойчивых и жаропрочных сталей при высокотемпературной эксплуатации

1.1.1 Закономерности развития деформации при ползучести

Известно, что пластическая деформация кристалла может осуществляться только при двух процессах: направленной диффузии и движении дислокаций. Движение дислокаций происходит либо путем скольжения (консервативного движения), либо путем переползания (неконсервативного движения). В зависимости от уровня приложенного напряжения и температуры деформация может развиваться по тому или иному механизму.

Обычно диаграммы механизмов деформации строятся в безразмерных координатах с/Е и Т/Тпл при определенной скорости деформации (с - напряжения, Е - модуль упругости Юнга, Т и Тпл — температуры испытания и плавления, выраженные в градусах абсолютной шкалы) [6; 7]. Пример диаграммы механизмов деформации хромомолибденованадиевой стали бейнитного класса приведен на рисунке 1.1.

При изменении скорости деформации границы областей на диаграмме сдвигаются. При увеличении скорости деформации область упругой деформации расширяется, а области дислокационной и диффузионной ползучести становятся существенно уже [4; 6].

Основным механизмом пластической деформации является скольжение дислокаций. В процессе пластической деформации, протекающей в соответствии с этим механизмом, при относительно низких гомологических температурах (Т/Тпл) или относительно высоких скоростях деформации плотность дислокаций возрастает, что проявляется в увеличении деформирующего напряжения с ростом деформации (деформационное упрочнение) [7].

Если гомологическая температура, при которой происходит деформация, выше 0,4, на первый план выступает динамический возврат, который при низких гомологических температурах (а также при высоких скоростях деформации) играет незначительную роль. Возврат при пластической деформации может осуществ

13

ляться разными механизмами. Основными из них, по-видимому, являются неконсервативное движение (переползание) и аннигиляция краевых дислокаций, зависящие от диффузии, которая может происходить либо в объеме, либо вдоль ядер дислокаций. Аннигиляция винтовых дислокаций происходит путем поперечного скольжения [7].

Рисунок 1.1 - Диаграмма механизмов деформации для lCr-Mo-V бейнитной стали с размером зерна 0,1 мм [6]: I - теоретическая прочность; II - скольжение дислокаций;

111а - низко-температурная ползучесть, 1116 - высокотемпературная ползучесть;

IV - динамическая рекристаллизация; V - контролируемое диффузией течение (Va - приграничная диффузия, V6 - объемная диффузия)

При гомологических температурах более 0,4 границы зерен представляют собой систему площадок скольжения, которая может использоваться наряду с системой плоскостей скольжения внутри зерна. Под действием внешнего напряжения происходит проскальзывание вдоль границ зерен, которое, очевидно, вносит

14

вклад в общую пластическую деформацию. Для того чтобы на границах зерен не возникали пустоты, проскальзывание должно компенсироваться деформацией самих зерен (аккомодация), а именно дислокационным скольжением или направленной полем напряжений диффузией вакансий - диффузионной ползучестью.

Если проскальзывание вдоль границ зерен не аккомодируется дислокационным скольжением или направленной миграцией вакансий, то на границе зерен возникают пустоты или трещины. Образование и, главным образом, рост этих пустот за счет дислокационного скольжения и продолжающихся процессов проскальзывания по границам зерен, а также миграция вакансий вдоль границ зерен к пустотам (и осаждения атомов на границах), как и различные комбинации этих процессов, вызывают, естественно, макроскопическую пластическую деформацию. Образование и рост межкристаллитных пустот могут привести к межкристаллитному разрушению [7].

При гомологических температурах больше 0,4 получает развитие также процесс полигонизации, связанный с появлением устойчивого распределения дислокаций в направлении, перпендикулярном плоскости скольжения, и сопровождающийся появлением развитой субструктуры внутри зерна [1].

С ростом температуры повышается интенсивность диффузионных процессов. Это приводит к снятию искажений кристаллической решетки и восстановлению исходных свойств металла. В зависимости от уровня температуры, длительности ее воздействия, а также от условий нагружения, восстановление свойств данного наклепанного металла может осуществляться механизмами возврата (отдыха) или рекристаллизации. Движущей силой этих процессов является энергия, накопленная при наклепе.

При более высоких температурах и большем наклепе в основном развиваются процессы рекристаллизации, связанные с образованием структуры из неде-формированных зерен. Рекристаллизация сопровождается резким снижением прочностных свойств наклепанного металла, поэтому температура рекристаллизации является верхней границей применения теплоустойчивых и жаропрочных материалов [1].

При высоких гомологических температурах (более 0,5) и низком уровне напряжений преобладающим процессом становится «вязкая» ползучесть (линей

15

ная зависимость скорости ползучести от напряжений). Процесс деформации развивается вследствие массопереноса, вызванного направленной диффузией по объему (ползучесть Набарро-Херринга) или границам зерен (ползучесть Кобле) и/или скольжения дислокаций (ползучесть Харпера-Дорна) [7; 8].

Исследования ползучести при низких напряжениях очень актуальны, так как большая часть энергетического оборудования работает при высоких температурах и малых скоростях ползучести (менее 10-11 сек-1). Однако, при этом возникают технические трудности при измерении деформаций менее 10-6 сек-1 в зависимости от геометрии образца и специфики эксперимента, поэтому проводятся испытания на изгиб [9; 10], сжатие цилиндрических пружинных образцов [11-13], релаксацию напряжений [14; 15] с перерасчетом деформации ползучести. Большая часть данных по скоростям ползучести при низких напряжениях получена испытанием образцов в виде цилиндрических винтовых пружин, что позволяет увеличить измеряемые перемещения более чем в 1000 раз, однако главная проблема - неравномерное распределение напряжений кручения в поперечном сечении витка образца, поэтому полагается, что техника испытаний пружинных образцов подходит только для «вязкой» (Ньютоновой) ползучести [13].

По результатам многолетних исследований ползучести при низких напряжениях и гомологических температурах от 0,4 до 0,6 различных чистых металлов, сплавов и жаропрочных сталей по методике пружинных образцов [8; 11-13; 16; 17] чешские ученые сделали следующие выводы:

— первая стадия ползучести выявлена у всех исследованных материалов, при этом в жаропрочных 9% хромистых сталях наблюдается высокая начальная скорость первичной ползучести и большая деформация;

— наблюдается температурная зависимость нормализованной деформации первичной ползучести относительно упругой деформации, что противоречит существующим теориям;

— независимость времени окончания первой стадии ползучести от напряжений (для стали Р91 при Т=625°С и напряжениях от 2 до 10 МПа около 80 часов);

— зависимость установившейся скорости ползучести от размера зерна удовлетворяет требованиям теорий диффузионной ползучести (ползучести Кобле, т.к. ползучесть Набарро-Херринга при таких гомологических температурах

16

пренебрежимо мала [8]) ниже критического размера зерна 120 мкм; свыше критического размера зерна вышеуказанная зависимость заменяется данными на одном уровне, но с большим разбросом;

— переход от линейной к степенной ползучести при увеличении напряжений постепенный для чистых металлов (соответствует закону гиперболического синуса) и очень резкий для 9% хромистой стали;

— переходные напряжения для 9% хромистой стали намного больше, чем у чистых металлов и твердых растворов (объясняется разной плотностью дислокаций);

— экспериментально определенные скорости ползучести удовлетворительно соответствуют теории Кобле для твердых растворов и сталей, но намного выше для чистых металлов;

— выдвинуто предположение, что преобладающим механизмом вязкой ползучести 9%-хромистых сталей является ползучесть Харпера-Дорна.

— сравнение характеристик ползучести при 600°С двух 9%-хромистых сталей (Р91 и Р92) в исходном состоянии и после изотермической выдержки (Т=650°С, 10 тыс. часов) показало, что сопротивление ползучести состаренных сталей существенно ухудшается в режиме дислокационной ползучести (напряжения более 100 МПа) и не изменяется в режиме вязкой ползучести (напряжения менее 100 МПа) [16].

Большинство исследователей утверждают, что диффузионная ползучесть должна сопровождаться другими процессами (зернограничное скольжение (ЗГС), ползучесть Харпера-Дорна), и что разделить вклад этих процессов в общую деформацию невозможно [7; 12; 18].

Таким образом, деформация, измеренная в испытаниях на ползучесть при растяжении, в общем случае, имеет несколько составляющих, обусловленных:

— дислокационным скольжением;

— неконсервативным движением дислокаций;

— проскальзыванием зерен;

— направленной диффузией вакансий;

— возникновением и ростом межкристаллитных пустот [7].

17

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что в поликристаллических металлах при высоких гомологических температурах (около 0,5) скорость деформации установившейся ползучести имеет степенную зависимость от приложенного напряжения при высоком уровне напряжений и линейную при низком уровне напряжений [7; 14; 21; 22] (рисунок 1.2, й), поэтому часто в уравнении механического состояния используют функцию гиперболического синуса (s i n h ) [3; 19]. В работах [20; 14] предложено скорость установившейся ползучести выражать суммой скоростей дислокационной и диффузионной ползучести, определяемых степенной и линейной зависимостями соответственно:

s=Acn+Cc, (1.1)

где s - скорость установившейся ползучести, с - приложенные напряжения, А, С, n - константы.

Такому подходу соответствуют зависимости скорости ползучести от напряжений 9-12%Cr сталей, для которых функция гиперболического синуса является консервативной в переходном интервале напряжений [14, 21]. При различном уровне напряжений/скорости деформации доминирующим является один из механизмов, в переходной области (напряжения, близкие к скр) действуют оба механизма [14; 20; 21] (рисунок 1.2, б).

В соответствии с [3; 23-25] длительная пластичность изменяется в зависимости от уровня напряжений (скорости деформации ползучести): при высоком уровне напряжений деформация при разрушении близка к значению относительного удлинения при кратковременном растяжении (вязкое разрушение), при снижении напряжений деформация при разрушении снижается до значений от 1 до 3% (квазихрупкое разрушение). Это связано с изменением микромеханизма роста пор ползучести [3; 23]:

- при высоких скоростях ползучести/напряжениях - пластический рост пор;

- при низких скоростях ползучести/напряжениях - стеснённый рост пор;

- при промежуточных скоростях ползучести/напряжениях - диффузионный рост пор (рисунок 1.3).

18

al

Скопость ползучести

Напряжения

Напряжения, МПа

Рисунок 1.2 - Зависимость скорости деформации установившейся ползучести от напряжения: а) схема для 9-12% Сг сталей [22]; б) аппроксимация степенными функциями для стали 10X9CrMoV-9-l (Р91) при 625°С [14; 21]

Рисунок 1.3 - Зависимость длительной пластичности от скорости ползучести [23; 26]

19

1.1.2 Влияние легирования сталей на сопротивление ползучести

Жаропрочные свойства материала могут быть сильно улучшены дополнительным легированием и проведением термической обработки, обеспечивающей оптимальную структуру. При благоприятном сочетании этих факторов температура рекристаллизации, являющаяся в первом приближении мерилом жаропрочности, может быть повышена от 0,2 для чистых металлов до 0,8 Тпл для концентрированных твердых растворов [1].

Для работы при высоких температурах наиболее широко используются два принципа упрочнения металлов:

1) образование твердого раствора с введением элементов, повышающих температуру рекристаллизации и снижающих интенсивность диффузионных процессов в сплаве, что способствует сдерживанию процессов разупрочнения;

2) получение высокодисперсной смеси фаз путем закалки многокомпонентного сплава на пересыщенный однофазный твердый раствор и последующего отпуска, приводящего к выделению мелкодисперсных фаз. В зависимости от легирования сплава и степени коагуляции выделившихся фаз эффект упрочнения может быть различным: на начальных стадиях выделения — наибольший, а затем при значительной коагуляции выделившихся фаз снижается.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Прохорова, Татьяна Владимировна, 2017 год

Список литературы

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

2. Закономерности ползучести и длительной прочности / под ред. Шестерикова С. А. - М.: Машиностроение, 1983. - 101 с.

3. Петреня, Ю.К. Физико-механические основы континуальной механики повреждаемости. / Ю.К. Петреня. - Санкт-Петербург: АООТ «НПО ЦКТИ», 1997. -147 с.

4. Куманин, В.И. Долговечность металла в условиях ползучести. / В.И. Куманин, Л.А. Ковалева, С.В. Алексеев. - М.: Металлургия, 1988. - 224 с.

5. Балина, В.С. Прочность и долговечность конструкций при ползучести/ В.С. Балина, А. А. Ланин. - СПб.: Политехника, 1995. - 182 с.

6. Фрост, Г. Дж. Карты механизмов деформации. Пер. с англ. Л.М. Берштейна. / Г. Дж. Фрост, М.Ф. Эшби - Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1989. - 328 с.

7. Чадек, Й. Ползучесть металлических материалов / Й. Чадек. - М.: Мир, 1987. - 304 с.

8. Kloc, L. On Creep Behaviour of Several Metallic Materials at Low Stresses and Elevated Temperatures / L. Kloc, J. Fiala // Chem. Papers. - 1999. - vol. 53, iss. 3. -P. 155-164.

9. Дидук, Т.А. Длительная прочность сварных соединений труб из хромомолибденованадиевых сталей при изгибе / Т.А. Дидук, В.Н. Земзин //Теплоэнергетика. - 1972. - №11. - С. 81-83.

10. Розенблюм, В.И. К расчету ползучести констркуций при низких уровнях напряжений / В.И. Розенблюм, Н.Н. Виноградов //Проблемы прочности. - 1973. -№12. - C. 38-39.

11. Fiala, J. Viscous creep mechanisms and the possibilities of their experimental determination in metals and alloys / J. Fiala, L. Kloc, I. Koprivova // Conf. METAL 2000 /9/. - Hradec nad Moravici (CZ), 2000 - 6 р.

12. Nabarro, F.R.N. Creep at Very Low Rates/ F.R.N. Nabarro// Мetallurgical and materials transactions A. - 2002. - vol. 33A. - Р. 213-218.

166

13. Kloc, L.A. New Procedure to Evaluate Creep Data Obtained by the Helicoid Spring Specimen Technique under Condition of Non-viscous Creep Behaviour/ L. Kloc,

J. Fiala, J. Cadek // Material Science and Engineering. - 1990. - A130. - P. 61-65.

14. Gorash, Y. Development of a creep-damage model for non-isothermal longterm strength analysis of high-temperature components operating in a wide stress range: PhD thesis. - Halle, 2008. - Р. 108.

15. Чижик, А.А. Массовый метод оценки трещиностойкости металлов и сварных соединений энергооборудования / А.А. Чижик, А.А. Ланин /Руководящие указания. - ЦКТИ им. И.И. Ползунова, 1982. - вып. 49. - 34 c.

16. Sklenicka, V. Creep bechaviour of modified 9%Cr martensitic steels after long term annealing/ V. Sklenicka, J. Kudrman, K. Kucharova at all // “METAL 2004”: 13 int. conf. (Hradec nad Moravici (CZ), 04.05.18-04.05.20). - Hradec nad Moravici,

2004. - 9 p.

17. Kloc, L. Influence of the loading history on the creep of the 9% chromium steel at low creep rates/ L. Kloc, V. Sklenichka // METAL 2004: 13 int. conf., (Hradec nad Moravici (CZ), 04.05.18-04.05.20). - Hradec nad Moravici, 2004. - 8 p.

18. Kassner, M.E. Fundamentals of Creep in Metals and Alloys. / M.E. Kassner, M.T. Perez-Prado. - Elsevier, 2004. - 289 p.

19. Hayhurst, D.R. CDM mechanisms-based modelling of tertiary creep: ability to predict the life of engineering components/ D.R. Hayhurst//Arch. Mech. - 2005. -vol. 57 (2-3). - P. 103-132.

20. Kloc, L. Transition from power-law to viscous creep behaviour of P-91 type heat-resistant steel/ L. Kloc, V. Sklenicka // Mater. Sci. & Eng. - 1997. - vol. A234-A236. - P. 962 - 965.

21. Gaffard, V. Experimental study and modelling of high temperature creep flow and damage behaviour of 9Cr1Mo-NbV steel weldments. - PhD Thesis. - France, 2004.

- 329 p.

22. Dimmler, G. Extrapolation of short-term creep rupture data - The potential risk of over-estimation/ G. Dimmler, P. Weinert, H. Cerjak //IJPVP. - 2008. -vol. 85. -Р. 55-62.

23. Skelton, R.P. Factors affecting reheat cracking in the HAZ of austenitic steel weldments/ R.P. Skelton, I.W. Goodal, G.A. Webster, M.W. Spindler // IJPVP. - 2003.

- vol. 80. - Р. 441-451.

167

24. Hales, R. The role of cavity growth mechanisms in determining creep rupture under multi-axial stresses/ R. Hales //Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. - 1994. - vol. 17. - P. 579-591.

25. Yao, H.-T. A rewiew of creep analysis and design under multi-axial stress states/H.-T. Yao, F.-Z. Xuan, Z. Wang, S.-T. Tu//Nuclear Engineering and Design. -2007. - vol. 237. - P. 1969-1986.

26. Kloc, L. On the residual creep life assessment based on macroscopic constitutive rules/ L. Kloc, V. Sklenicka, K. Kucharova // in: R. K. Penny (ed.): Asset Management of Aged Plant and Materials: Assessment Methods. Proceedings of the CAPE 2003 conference. - 2003. - P. 235-244.

27. Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1986. -543 с.

28. Лившиц, Л.С. Металловедение для сварщиков/ Л.С. Лившиц. - М.: Машиностроение, 1979. - 253 с.

29. Yagi, K. Acquisition of long-term creep data and knowledge for new applications/ K. Yagi //International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2008. -vol. 85. - P. 22-29.

30. Ланская, К. А. Высокохромистые жаропрочные стали/ К. А. Ланская. -М.: "Металлургия", 1976. - 216 с.

31. Lundin, C. D. A literature review on characteristics of high temperature ferritic Cr-Mo steels and weldments/ C.D. Lundin, P. Liu, Y. Cui //WRC bulletin 454, Welding Research Council, Inc. - New York, 2000.

32. Sikka, V. K. Analysis of weldment mechanical properties of modified 9Cr-1Mo steel/ V. K. Sikka, P. Patriarca // Technical report, Metals and Ceramics Division, Oak Ridge National Laboratory. - Oak Ridge, 1984.

33. Abe, F. Precipitate design for creep strengthening of 9% Cr tempered martensitic steel for ultra-supercritical power plants/ F. Abe // Science and Technology of Advanced Materials. - 2008. - №9. - P. 1-15.

34. Masuyama, F. Advance power plant developments and materials experience in Japan/ F. Masuyama, // Proc 8th Liege Conference, September 2006, Liege, Belgium, Research Centre Julich, Eds. J Lecompte-Beckers et al. - Liege, 2006. -vol. 53, Part I. -P.175-187.

35. Sawada, K. Z-phase Formation during Creep and Aging in 9-12% Cr Heat Resistant Steels/ K. Sawada, H. Kushima, К. Kimura // ISIJ International. - 2006. -Vol. 46, № 5. - P. 769-775.

168

36. Maruyama, K. Strengthening Mechanisms of Creep Resistant Tempered Martensitic Steel/ K. Maruyama, K. Sawada, J. Koike// ISIJ International. - 2001. -Vol. 41, № 6. - P. 641-653.

37. Hald, J. Microstructure and long-term creep properties of 9-12% Cr steels/ J. Hald // International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2008. - vol. 85. - P. 3037.

38. Sklenicka, V. Long-term creep behavior of 9-12%Cr power plant steels/ V. Sklenicka, K. Kucharova, M. Svoboda at al. // Materials Characterization. - 2003. -Vol. 51, Iss. 1. - P. 35-48.

39. Kongo, M. Suppressing type IV failure via modification of heat affected zone microstructures using high boron content in 9Cr heat resistant steel welded joints/ M. Kongo, M. Tabuchi, S. Tsucamoto, F. Yin, F. Abe //Science and Technology of Welding and Joining. - 2006. - vol. 11, №2. - P. 216-223.

40. Hofer, P. Investigation of Boron Distribution in Martensitic 9% Cr Creep Resistant Steel/ P. Hofer, M. Miller, S. Babu, S. David, H. Cerjak //ISIJ International. -2002. - Vol. 42, Supplement. - P. S62-S66.

41. Horiuchi, T. Improved Utilization of Added B in 9Cr Heat-Resistant Steels Containing W/ T. Horiuchi, M. Igarashi, F. Abe //ISIJ International. - 2002. - Vol. 42, Supplement. - P. S67-S71.

42. Albert, S.K. Improving the creep properties of 9Cr-3W-3Co-NbV steels and their weld joints by the addition of boron/ S.K. Albert, M. Kondo, M. Tabuchi, F. Yin,

K. Savada, F. Abe //Metallurgical and Materials Transactions A. - 2005. - vol. 36A, №2. - P. 333-343.

43. Tabuchi, M. Improvement of type IV creep cracking resistance of 9Cr heat resisting steels by boron addition/ M. Tabuchi, M. Kondo, K. Kubo, S.K. Albert //OMMI. - vol.3, Iss. 3. - 2004. - Pe:uM доступа: http//www.ommi.co.uk, 99.pdf.

44. Gupta, G. Improved Creep Behavior of Ferritic-Martensitic Alloy T91 by Subgrain Boundary Density Enhancement/ G. Gupta, G. S. Was //Metallurgical and Materials Transactions A. - 2008. - vol. 39A. - P.150-164.

45. Hald, J. Metallography and alloy design in the COST 536 action //Proc 8th Liege Conf. (Liege, Belgium, September 2006). - Liege, 2006. - vol. 53, Part II. - P. 917-930.

46. Mayr, P. Evolution of microstructure and mechanical properties of the heat affected zone in B containing 9% chromium steels\\ Abstract of the PhD Thesis, Austria. - 2007. - 15 p.

169

47. Журков, С.Н. Физические основы прогнозирования механического разрушения/ С.Н. Журков, В.С. Куженко, В.А. Петров//ДАН СССР. - 1981. - т. 259, №6. - С. 1350-1363.

48. Владимиров, В.И. Физическая природа разрушения металлов. - М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

49. Иванова, В.С. Синергетика и фракталы в материаловедении./ В.С. Иванова, А.С. Баланкин, И.Ж. Бунин, А.А. Оксогоев. - М.: Наука, 1994. - 383 с.

50. Канцедалов, В.Г. Термодинамический потенциал прочности и критериальная оценка энергии активации и распада межатомных связей в металле энергетического оборудования ТЭС/ В.Г. Канцедалов, Г.П. Берлявский /Тяжелое машиностроение. - 2005. - №2. - C. 18-22.

51. Shinya, N. Creep Fracture Mechanism Map and Creep Damage of Cr-Mo-V Turbine Rotor Steel/ N. Shinya, J. Kyono, H. Kushima // ISIJ International. - 2006. -Vol. 46, № 10. - P. 1516-1522.

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

53. Пуарье, Ж.П. Высокотемпературная пластичность кристаллических тел. -М.: Металлургия, 1982. - 272 с.

54. Schuller, H.J. Risse in SchweiBnahtbereich von Formstucken aus Heissdamplleitungen/ H.J. Schuller, L. Hagn, A. Woitscheck //VGB Kraftwerkstechnik. - 1974. - Bd.54, H.5. - P. 338-357.

55. Data acceptability criteria and data generation:creep data for welds. ECCC Recommendations - Vol. 3 Part II [Issue 3] Edited by: A. Klenk and B. Buchmayer. -

2005. - 13 p.

56. Шрон, Р.З. О прочности при растяжении сварных соединений с мягкой прослойкой в условиях ползучести/Р.З. Шрон //Сварочное производство. - 1970. -№5. - С. 6-8.

57. Бакши, О.А. О расчетной оценке прочности сварных соединений с мягкой прослойкой./ О.А. Бакши, Р.З. Шрон //Сварочное производство. - 1971. -№3. - С. 3-5.

58. Ellis, F.V. Review of Type IV Cracking in Piping Welds/ Report TR-108971. EPRI. - 1997. - 31 p.

59. Francis, J.A. Welding Procedures and Type IV Cracking Tendency - an Experimental Study/ J.A. Francis, V. Mazur, H.K.D.H. Bhadeshia // 3rd International

170

Conference on Integrity of High Temperature Welds (London, 24-26 April 2007). -London, 2007.-P. 399-408.

60. Fujibayashi, S. Cross-weld Creep Behavior and Life Prediction of Low Alloy Ferritic Steels/ S. Fujibayashi, M. Miura, H. Kitano T. Hamabe // ISIJ International. -2004.-Vol. 44,№10.-P. 1753-1761.

61. Шрон, P.3. О работоспособности сварных соединений паропроводов/ Р.З. Шрон, В.Н. Земзин, Р.Я. Мазель и др.//Теплоэнергетика. - 1981. - №11. - С.5-9.

62. Земзин, В.Н. Пути повышения эксплуатационной надежности и увеличения ресурса сварных соединений теплоэнергетического оборудования / В.Н. Земзин, Р.З. Шрон //Теплоэнергетика. - 1988. - №7. - С.2-5.

63. Земзин, В.Н. Жаропрочность сварных соединений стали 12Х1МФ/ В.Н. Земзин, Н.Д. Смирнова // Труды ЦКТИ. - 1965. - вып. 53. - С. 15-17.

64. Земзин, В.Н. Сварка хромистых жаропрочных сталей/ В.Н. Земзин, Н.Д. Смирнова. - Л.:ЛДНТП, 1958. - вып. 95-96. - 23 с.

65. Gaffard, V. High Temperature Creep Flow and Damage Properties of Weakest Area of 9CrlMo-NbV Martensitic Steel Weldments/ V. Gaffard, A.F. Gourgues-Lorenzon, J. Besson//ISIJ. -2005. - vol.45, №12. -P. 1915-1924.

66. Karthik, V. Determination of gradients in mechanical properties of 2.25Cr-lMo weldments using shear-punch tests/ V. Karthik, K. Laha, K.V. Kasiviswanathan, B. Raj // Welding Journal. -2002. - 81 (12). - P. 265S-272S.

67. Tu, S-T. Design against creep failure for weldments in 0.5Cr-0.5Mo-0.25V pipe/ S-T. Tu, R. Wu, R. Sandstrom //International Journal of Pressure Vessel and Piping. - 1994. - v.58. -P. 345-354.

68. Окерблом, Н О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций. -М.-Л.^Машиностроение» . - 1964. -257 с.

69. Шрон, Р.З. Влияние неоднородности свойств сварных соединений на их склонность к хрупким разрушениям в условиях ползучести/ Р.З. Шрон, А Н. Корман// Сварочное производство. - 1972. -№12. - С. 12-14.

70. Земзин, В.Н. Влияние масштабного фактора на длительную прочность сварных соединений хромомолибденованадиевой стали/ В.Н. Земзин, Н.Д. Смирнова //«Автоматическая сварка». - 1967. - №10. - С. 21-25.

71. Abe, F. Microstructure and Creep Strength of Welds in Advanced Ferritic Power Plant Steels/ F. Abe, M. Tabuchi // Sci. Technol. Weld. Join. - 2004. - 9. - P. 22-30.

171

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

73. Кузнецова, Б.С. Склонность сварных тройников из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф к локальным разрушениям / Б.С. Кузнецова, И.И. Чечко, В.Н. Земзин и др. //Электрические станции. - 1971. - №10. - C. 27-29.

74. Abson, D.J. Advances in welded creep resistant 9-12%Cr steels/ D.J. Abson,

J.S. Rothwell, B.J. Cane // Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants (Miami, Florida, 2-5 October 2007).

75. Schubert, J. Determination of weld strength factors for the creep rupture strength of welded joints/ J. Schubert, A. Klenk, K. Maile // Creep and Fracture in High Temperature Components: proc. of International Conference (London, 2005). London: DEStech Publications, 2005.

76. Francis, J.A. Welding Procedures and Type IV Phenomena/ J.A. Francis, W. Mazur, H.K.D.H. Bhadeshia //The 7th International Conference on Trends in Welding Research (Pine Mountain, Georgia, USA, 16-20 May). - Pine Mountain, 2005.

77. Law, M. Weld Performance under creep using finite element modelling/ M. Law, W. Payten//Int.J.Pres.Ves&Piping. - 1997. -vol. 72. - P. 45-49.

78. Sun, W. Effect of weld angle and axial load on the cree failure behaviour of an internally pressurized thick walled CrMoV pipe weld/ W. Sun, A. Becker,

A. Williams //Int. J. Pressure Vessels and Piping. - 2001. - vol. 78. - P. 365-372.

79. Bauer, M. Lebensdaueroptimierung von SchweiBverbindungen martensitischer Stahle fur Hochtemperaturanwendungen: PhD these/ M. Bauer. -Stuttgard, 2009. - 40 p.

80. Tabuchi, M. Creep crack growth behavior in the HAZ of weldments of W containing high Cr steels/ M. Tabuchi, T. Watanabe, K. Kubo, M. Matsui, J. Kinugawa, F. Abe //Int. J. Pressure Vessels and Piping. - 2001. -78. - P. 779-784.

81. Ghosh, P.K. Influence of Pre- and Post Weld Heating on Weldability of Modified 9Cr-1MoVNb Steel Plates under SMA and GTA Welding Processes/ P.K. Ghosh, P.C. Gupta, N.B. Potluri, Y. Gupta //ISIJ International. - 2004. - Vol. 44, № 7. -P.1201-1210.

82. Земзин, В.Н. Пути повышения эксплуатационной надежности и увеличения ресурса сварных соединений теплоэнергетического оборудования /

B. Н. Земзин //Материалы конференции, (СПб, 1995). - СПб., 1995. - C. 6-12.

172

83. Shinozaki, K. Analysis of Degradation of Creep Strength in Heat-affected Zone of Weldment of High Cr Heat-resisting Steels Based on Void Observation/ K. Shinozaki, D-J. Li, H. Kuroki, H. Harada, K. Ohishi // ISIJ International. - 2002. - Vol. 42, № 12. - P. 1578-1584.

84. Kojima, T. HAZ Softening and Creep Rupture Strength of High Cr Ferritic Steel Weldments/ T. Kojima, K. Hayashi, Y. Kajita // ISIJ International. - 1995. - Vol. 35, № 10. - P. 1284-1290.

85. Matsui, M. Degradation of Creep Strength in Welded Joint of 9%Cr Steel/ M. Tabuchi, T. Watanabe, K. Kubo, J. Kinugawa, F. Abe // ISIJ International. - 2001. -Vol. 41, Supplement. - P. S126-S130.

86. Albert, S.K. Microstructural Investigations on Type IV Cracking in a High Cr Steel/ S.K. Albert, M. Matsui, T. Watanabe, H. Hongo, K. Kubo, M. Tabuchi // ISIJ International. - 2002. - Vol. 42, № 12. - P. 1497-1504.

87. Francis, J.A. Estimation of Type IV Cracking Tendency in Power Plant Steels/ J.A. Francis, W. Mazur, H.K.D.H. Bhadeshia // ISIJ International. - 2004. - Vol. 44, № 11. - P. 1966-1968.

88. Komazaki, S. Damage Evaluation of a Welded Joint in a Long-term Serviceexposed Boiler by Using Small Punch Creep Test/ S. Komazaki, T. Sugimoto, Y. Hasegawa, Y. Kohno // ISIJ International. - 2007. - Vol. 47, № 8. - P. 1228-1233.

89. Laha, K. Characterization of Microstructures across the Heat-Affected Zone of the Modified 9Cr-1Mo Weld Joint to Understand Its Role in Promoting Type IV Cracking/ K. Laha, K.S. Chandravathi, P. Parameswaran et. al. //Metallurgical and Materials Transactions. - 2007. - Vol. 38A. - P. 58-67.

90. Kumar, A. Characterisation of microstructure in 9 % chromium ferritic steels using ultrasonic measurements/ A. Kumar, B.K. Choudhary, K. Laha et. al. // Trans. Indian Inst. Met. - 2003. - Vol. 56, № 5. - P. 483-497.

91. Francis, J.A. Type IV cracking in ferritic power plant steels/ J.A. Francis, W. Mazur, H.K.D.H. Bhadeshia //Materials Science and Technology. - 2006. - vol. 22, № 12. - P. 1387-1395.

92. Li, D. Stress-strain analysis of creep deterioration in heat affected weld zone in high Cr ferritic heat resistant steel/ D. Li, K. Shinozaki, H. Kuroki // Materials Science and Technology. - 2003. - Vol. 19. - P. 1253-1260.

93. Nonaka, I. Creep-fatigue life evaluation for weldments of modified 9Cr-1Mo steel at boiler temperatures/ I. Nonaka, S. Torihata, S. Kihara, H. Umaki // Materials at high temperatures. -1998. - vol. 15, №o2. - P. 69-73.

173

94. Letofsky, E. Metallography of 9-12Cr Steel Power Plant Weld Microstructures/ E. Letofsky, H. Cerjak // The Microstructure & Performance of Joints in High-Temperature Alloys 20: conference (London, November 2002). - London, 2002.

95. Albert, S.K. Creep Rupture Properties of HAZs of a High Cr Ferritic Steel Simulated by a Weld Simulator/ S.K. Albert, M. Matsui, H. Hongo, T. Watanabe, K. Kubo, M. Tabuchi // Int. J. Pressure Vessels and Piping. - 2004. - 81. - P. 221-234.

96. Smith, D.J. Type IV creep cavity accumulation and failure in steel welds/ D.J. Smith, N.S. Walker, S.T Kimmins // International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2003. - Vol. 80. - P. 617-627.

97. Fujibayashi, S. Creep Behavior at the Intercritical HAZ of a 1.25Cr-0.5Mo Steel/ S. Fujibayashi, T. Endo // ISIJ International. - 2002. - Vol. 42, No. 11. - P. 1309-1317.

98. Yamada, K. Creep Properties affected by Morphology of MX in High-Cr Ferritic Steels/ K. Yamada, M. Igarashi, S. Muneki, F. Abe //ISIJ International. - 2001. - Vol. 41. - P. S116-S120.

99. Sato, T. Improvement of creep rupture strength of 9Cr1MoNbV welded joints by normalising after weld/ T. Sato, K. Tamura, K. Mitsuhata, R. Ishura //Mat. for adv. power eng.: 8thLiege conf. - Liege, 1998. - P.393-399.

100. Otoguro, Y. Creep rupture strength of heat affected zone for 9Cr ferritic heat resisting steels/ Y. Otoguro, M. Matsubara, I. Itoh, T. Nakazawa // Nuclear engineering and design. - 2000. - vol. 196. - P. 51-61.

101. Abson, D.J. Advances in welded creep resistant 9-12%Cr steels/ D.J. Abson,

J. S. Rothwell, B.J. Cane. // Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants: Proceedings from the Fifth International Conference (Marco Island, Florida, 2-5 October 2007). - 2007. - P. 790-808.

102. Abe, F. Supression of type IV fracture and improvement of creep strength of 9Cr steel welded joints by boron addition/ F. Abe, M. Tabuchi, M. Kondo, S. Tsukamoto // International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2007. - vol. 87. -P. 44-52.

103. Albert, S.K. Improving the creep properties of 9Cr-3W-3Co-NbV steels and their weld joints by the addition of boron/ S.K. Albert, M. Kondo, M. Tabuchi, F. Yin,

K. Savada, F. Abe //Metallurgical and Materials Transactions A. - 2005. - vol. 36A, №2. - P. 333-343.

174

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

105. Готальский, Ю.Н. Сварка перлитных сталей аустенитными

материалами. - Киев: Наукова думка, 1992. - 224 с.

106. Sudha, C. Microchemical and Microstructural Variations across Dissimilar Joints/ C. Sudha, V. T. Paul., A.L.E. Terrance, S. Saroja, M. Vijayalakshmi // Welding Journal, Supplement. - 2006. - vol. 85, №4. - P. 71s-80s.

107. Zlamal, B. Redistribution of interstitial elements in dissimilar welds of creep-ressistant steels with increased nitrogen content/ B. Zlamal, R. Foret, J. Sopousek, J. Bursik // METAL 2006: conf. (Hradec nad Moravici, 23.-25.05.2006). - Hradec nad Moravici, 2006. - P. 8.

108. Jan, V. Experimental and computational study of heterogeneous welds of heat resistant steels with artificially increased nitrogen content/ V. Jan, B. Zlamal //METAL 2008: Int. conf. (Hradec nad Moravici, 13.05-15.05.2008). - Hradec nad Moravici, 2008. - P. 7.

109. Foret, R. Structural Stability of Dissimilar Weld between Two Cr-Mo-V Steels/ R. Foret, B. Zlamal, J. Sopousek // Supplement to the Welding Journal, 2006 №10, P. 211s-217s.

110. Foret, R. Simulation of structural stability of weld joints of heat-resistant steels/ R. Foret, V. Jan, B. Zlamal, J. Sopousek, M. Svoboda //METAL 2005: Int. conf. (Hradec nad Moravici, 24.-26.05.). - Hradec nad Moravici, 2005. - P. 8.

111. Jan, V. Study of heterogeneous welds of heat resistant steels with artificially increased nitrogen content by combination of experimental and computational techiques/ V. Jan, B. Zlamal //Archives of Metallurgy and Materials. - 2008. - Vol. 53, № 4. - P. 1165-1171.

112. Земзин, В.Н. Остаточные напряжения в сварных разнородных дисках из аустенитной стали с перлитной/ В.Н. Земзин, В.И. Розенблюм //Энергомашиностроение. - 1956. - №1.

113. Шрон, Р.З. Влияние температуры и времени на обезуглероживание в зоне сплавления стыков труб из сталей 12Х1МФ и 12Х18Н12Т/ Р.З. Шрон, А.А. Малыгина //Сварочное производство. - 1981. - №3. - C. 4-5.

114. Гецфрид, Э.И. Прогнозирование длительной прочности разнородных сварных соединений/ Э.И. Гецфрид, Р.З.Шрон, А.И. Корман, А.А. Малыгина//Сварочное производство. - 1982. -№9. - C. 4-6.

175

115. Земзин, В.Н. Cварныe конструкции разнородных сталей / В.Н. Земзин.-М.: Машиностроение. - 1966. - 272 с.

116. Петров, Г.Л. Сварка жаропрочных нержавеющих сталей/ Г. Л. Петров, В.Н. Земзин, Ф.Г. Гонсеровский. - М.-Л.: Машгиз. - 1963. - 248 с.

117. Strilkova, L. Creep failure characteristics in P23/P91 dissimilar welds/ L. Strilkova, Z. Kubon, V. Vodarek // METAL 2010: int. conf., (Roznov pod Radhostem Ceska Republika 18-20/05. 2010). - Roznov pod Radhostem, 2010. - 6 p.

118. Tousova, D. Creep properties and microstructure of heterogeneous weld joints Р91/Т23/ D. Tousova, Z. Kubon, V. Vodarek // METAL 2005: int. conf., (Hradec nad Moravici 24.-26.05.2006). - Hradec nad Moravici, 2006. -9 p.

119. Vodarek, V. Creep behaviour and microstructure of a heterogeneous Р23/Р91 weld/ V. Vodarek, L. Strilkova, Z. Kubon // METAL 2009: int. conf. (Hradec nad Moravici 19-21.05. 2009). - Hradec nad Moravici, 2009. - 7 p.

120. Svobodova, M. Similar and dissimilar weld joints of creep-resisting steels/ M. Svobodova, J. Douda, J. Cmakal, J. Sopousek, J. Dubsky //METAL 2009: int. conf., (Hradec nad Moravici,19-21.05. 2009). - Hradec nad Moravici, 2009. - 8 p.

121. Sopousek, J. Simulation of dissimilar weld joints of steel P91 / J. Sopousek, R. Foret, V. Jan //Science and Technology of Welding & Joining. - 2004. -Vol. 9, Number 1. - P. 59-64.

122. Hennhofer, K. Vlastnosti svaroveho spoje modifikovane 9% Cr oceli (P 91) s nizkolegovanou CrMoV oceli (15 128)/ K. Hennhofer, А. Jakobova // METAL 2000: int. conf. (Ostrava, 16 - 18.05.2000). -Ostrava, 2000. - 9 p.

123. Sudha, C. Systematic study of formation of soft and hard zones in dissimilar weldments of Cr-Mo steels/ C. Sudha, A. L. E. Terrance, S. K. Albert, M. Vijayalakshmi// J. Nucl. Mater. 2002. - vol. 302. - P. 193-205.

124. Buchmayer, B. Preferencial concentration and depletion of carbides after annealing of mismatched chromium alloy weldments/ B. Buchmayer, J.S. Kirkaldy//Fundamentals and Applications of Ternary Diffusion - Proc. Int. Symposium. Ed. G. R. Purdy. - New York: Pergamon Press, 1990. - P. 164-172/

125. Celik, A. Mechanical and structural properties of similar and dissimilar steel joint/ A. Celik, A. Alsaran// Mater. Chara. - 1999. - v. 43. - P. 311-318.

126. Laha, K. An assessment of creep deformation and fracture behavior of 2.25Cr-1Mo similar and dissimilar weld joints/ Laha K., K. Chandravathi S., Bhanu Sankara Rao K. , Mannan S. L., Sastry D. H. //Metallurgical and Materials Transactions A. - 2001. - Vol. 32, Number 1. - P. 115-124.

176

127. EN 10216-2. Seamless steel tubes for pressure purposes. - Technical delivery conditions. - Approved 25.04.2002. - 38 p.

128. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Метод выявления и определения величины зерна. - 1982. - 21 c.

129. Sasaki, S. Production and Properties of Seamless Modified 9Cr-1Mo Steel Boiler Tubes/ S. Sasaki, K. Kobayashi, T. Yamaura // Kawasaki Steel Technical Report №25. - September 1991. - Р.78-87.

130. Kimura, K. Improvement of creep life prediction of high Cr ferritic creep resistant steels by region partitioning method of stress vs. time to rupture diagram/ K. Kimura, H. Kushima, F. Abe // J. Soc. Mater. Sci. Japan. - 2003. - vol. 52, №1. - Р. 57-62.

131. Никитин, В.И.. Уточнение параметрической зависимости длительной прочности // Заводская лаборатория. - 1961. - №1. - С. 71-74.

132. Ланин, А.А. Жаропрочные металлы и сплавы: справочные материалы/ А.А. Ланин, В.С. Балина. - СПб.:Энерготех, 2006. - 224 с.

133. РД 10-249-98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. - СПб.: Издательство АООТ «НПО ЦКТИ», 2000. - 228 с.

134. Gibbs, W.S. High Temperature impression creep testing of weldments/ W.S. Gibbs, S.H. Wang, D.K. Matlock, D.L. Oslon //Welding research. - 1985. - №6. - P. 153s-158s.

135. Milicka, K. The high-temperature characterisation of welded joints using small-punch testing/ K. Milicka, F. Dobes //Materiali in Tehnologije. - 2004. - 38. - P. 1-2.

136. Komazaki, S. Damage Evaluation of a Welded Joint in a Long-term Serviceexposed Boiler by Using a Small Punch Creep Test/ S. Komazaki, T. Sugimoto, Y. Hasegawa, Y. Kohno // ISIJ International. - 2007. - Vol. 47, No. 8. - P. 1228-1233.

137. Larson, F.R. A time-temperature relationship for rupture and creep stress/ F.R. Larson, J. Miller // Trans. ASME. - 1952. - vol. 74, №7. - P. 765.

138. Dorn, J.E. Some fundamental experiments of high temperature creep//Proc. NPL Symp. (Teddington, England). - Teddington, 1956. - 89 p.

139. Manson, S.S. A linear time-temperature relation for extrapolation of Creep and Stress Rupture data/ S.S. Manson, A.M. Haferd // NASA. TN 2800. - Washington, March 1953.

177

140. Трунин, И.И. Параметрический метод определения пределов длительной прочности и ползучести партий металла/ И.И. Трунин, Я.Ф. Фридман, И.М. Перец //Проблемы прочности. - 1979. - №10. - C. 97-100.

141. Руководящие указания. Выпуск 43. Служебные свойства котельных материалов. - Ленинград: НПО ЦКТИ, 1981. - 76 с.

142. Геминов, В.Н. Экспресс-прогнозирование жаропрочности на основе принципов термоактивационного анализа и оценки остаточного ресурса деталей после МТО и наработки/ В.Н. Геминов, В.С. Иванова, Э.Г. Фридман //Проблемы прочности. - 1985. - №12. - C. 53-59.

143. Иванова, В.С. Синергетика и фракталы в материаловедении/ В.С. Иванова, А.С. Баланкин, И.Ж. Бунин, А.А. Оксогоев. - М.: Наука, 1994. - 383 с.

144. Choudhary, B. K. Creep Deformation Behavior and Kinetic Aspects of 9Cr-1Mo Ferritic Steel/ B. K. Choudhary, C. Phaniraj, K. BhanuSankaraRaoand, S. L. Mannan // ISIJ International. - 2001. - Vol. 41. - P. 73-80.

145. Barsch, H. A new creep equation for ferritic and martensitic steels//Steel research. - 1995. - vol. 66, №9. - P. 384-388.

146. Федотов, А.О. Подобие кривых высокотемпературной ползучести/ А.О. Федотов, Т.А. Швецова, К.К. Крейцер // Теплоэнергетика. - 2005. - №8. - C. 1517.

147. Fujibayashi, S. Creep Behavior and Rupture Life of the Simulated Intercritical HAZ for 1.25Cr-0.5Mo Steel under a Multiaxial Stress State// ISIJ International. - 2007. - Vol. 47, № 2. - P. 333-339.

148. Fujibayashi, S. A Comparative Study on the Ө Projection and the Q Method// ISIJ International. - 2005. - Vol. 45, No. 5. - P. 763-769.

149. Plumtree, A. Prediction of Long-term Creep and Rupture Life/ A. Plumtree, G. Shen //ISIJ International. - 1990. - Vol. 30, № 10. - P. 812-816.

150. Park, K.S. Creep Modeling for Life Evaluation of Heat-resistant Steel with a Martensitic Structure/ K.S.Park, F. Masuyama, T. Endo //ISIJ International. - 2001. -Vol. 41. - P. 86s-90s.

151. Maruyama, K. Prediction of Long Term Creep Curve and Rupture Life of 2.25Cr-1 Mo Steel/ K. Maruyama, H. Kushima, T. Watanabe //ISIJ International. -1990. - Vol. 30, No. 10. - P. 817-822.

178

152. Phaniraj, C. Relationship between time to reach Monkman-Grant ductility and rupture life/ C. Phaniraj, B.K. Choudhary, K. Bhanu Sankara Rao, Baldev R. //Scripta Materialia. - 2003. - Vol. 48, Iss. 9. - P. 1313-1318.

153. Bhadeshia, H.K.D.H. Design of Ferritic Creep-resistant Steels// ISIJ International. - 2001. -Vol. 41, No. 6. - P. 626-640.

154. Bhadeshia, H.K.D.H. Mathematical models in materials science// Materials Science and Technology. - 2008. - Vol. 24, № 2. - P. 128-136.

155. Needlman, A. Plastic creep flow effect in the diffusive cavitation on grain boundaries/ A. Needlman, J. Rice // Ibid. - 1980. - vol. 28. - P. 1315-1332.

156. Tverdgaard, V. On the creep constrained diffusive cavitation on grain boundary fasets/ V. Tverdgaard//J. Mech. Phys. Solids. - 1984. - vol. 32. - P. 373-391.

157. Van der Giessen, L. V. Development of final creep failure in polycrystalline aggregates/ L. V. Van der Giessen, V. Tverdgaard// Acta Metall. Mater. - 1994. - vol. 42. - P. 959-973.

158. Cocks, A. C. Intergranular fracture during power-law creep under multi-axial stresses/ A.C. Cocks, M.F. Ashby //Metal. Sci. - 1980. - vol. 8-9. - P. 395-402.

159. Takemasa, F. Creep Damage Analysis Using the Gurson Model on Welded Joints of Mod. 9Cr-1Mo Steel/ F. Takemasa, A. Suzuki, K. Itou //Trans. of the 15 Int. Conference on Sructural Mechanics in Reactor Techology (SMiRT-15), (Seoul, Korea, August 15-12, 1999). - Seoul, 1999. - P. 157-164.

160. Smith, D.J. Type IV creep cavity accumulation and failure in steel welds/ D.J. Smith, N.S. Walker, S.T. Kimmins// International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2003. - vol. 80. - P. 617-627.

161. Biner, S.B. An analysis of grain boundary sliding and grain boundary cavitation in discontinuously reinforced composites/ S.B. Biner //Acta Materialia. -1996. - vol. 44, Number 5. - P. 1813-1829.

162. Onck, P. Microstructurally-based modelling of intergranular creep fracture using grain elements/ P. Onck, E. Giessen //Mechanics of Materials. - 1997. - vol. 26. -Р. 109-126.

163. Margolin, B.Z. Modeling for transcrystalline and intercrystalline fracture by void nucleation and growth/ B.Z. Margolin, G.P. Karzov, V.A. Shvetsova, V.I. Kostylev// Fatigue Eng. Struct. -1998. - vol. 21. - P. 123-137.

164. Margolin, B.Z. Lifetime prediction for intercrystalline fracture under cyclic loading with various strain rates/ B.Z. Margolin, A.G. Gulenko//Int. J. Fatigue. - 1999. - vol. 21. - P. 497-505.

179

165. Марголин, Б.З. Моделирование разрушения материалов при длительном статическом нагружении в условиях ползучести и нейтронного облучения. Сообщение 1. Физико-механическая модель/ Б.З. Марголин, А.Г. Гуленко, И.П. Курсевич, А. А. Бурчатский //Проблемы прочности. - 2006. - №3. -C. 5-22.

166. Работнов, Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций/ Ю.Н. Работнов. -М.: Наука, 1966. - 752 с.

167. Качанов, Л.М. Теория ползучести /Л.М. Качанов. - М.: Физматгиз, 1960. - 456 с.

168. Чижик, А. А. О кинетических уравнениях повреждаемости при межзеренном разрушении/ А.А. Чижик, Ю.К. Петреня // Труды ЦКТИ. - 1978 -вып. 169. - C. 42-44.

169. Киселевский, В.Н. Прочность конструкционных материалов ядерных реакторов. - Киев: Наукова думка, 1990. - 168 с.

170. Hayhurst, D. R. CDM mechanisms-based modeling of tertiary creep ability to predict the life of engineering components/ D. R. Hayhurst // Arch. Mech. - 2005. -vol. 57. - P. 103-132.

171. Naumenko, K. A constitutive model for creep and long-term strength in advanced heat resistant steels and structures/ K. Naumenko, H. Altenbach, A. Kutschke // 7th EUROMECH Solid Mechanics Conference, eds. J. Ambrosio et. al., (Lisbon, 7-11 September 2009). - Lisbon, 2009. -14 P.

172. Blum, W. Mechanisms of creep deformation in steel/ F. Abe, T.-U. Kern and R. Viswanathan, eds. // Creep-Resistant Steels. - P. 365-402.

173. Storesund, J. Geometrical effect on creep in cross weld specimens/ J. Storesund, S. Tu// Int. J. Pres. Ves. & Piping. - 1995. - vol. 62. - P. 179-193.

174. Tu, S. Design Against Creep Failure for Weldments in 0.5Cr0.5Mo0.25V Pipe/ S. Tu, R. Wu, R. Sandstrom// Int. J Pres. Ves. & Pip. - 1994. - vol. 58. - P. 345354.

175. Hayhurst, R.J. Creep constitutive equations for parent, Type IV, R-HAZ, CG-HAZ and weld material in the range 565-640°C for Cr-Mo-V weldments/ R.J. Hayhurst, R. Mustata, D.R. Hayhurst // International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2005. - vol. 82. - P. 137-144.

176. Yao, H.-T. A review of creep analysis and design under multi-axial stress states/ H.-T. Yao, F.-Z. Xuan, Z. Wang, S.-T. Tu //Nuclear Engineering and Design. -2007. - 237. - P. 1969-1986.

180

177. Yao, H. Multiaxial creep strength design for high temperature components in coal-fired power plants/ H. Yao, S. Shen, F.-Z. Xuan, Z. Wang, S.-T. Tu//Journal of Pressure Equipment and Systems. - 2006. - vol. 4. - P. 7-12.

178. Xu, Q. A generic validation methodology and its application to a set multi-axial creep damage constitutive equation/ Q. Xu//18th Int. Conf. on Structural mechanics in reactor technology (SMIRT-18), (Beijing, August 7-12, 2005). - Beijing, 2005. - P. 1496-1507.

179. Law, M. Weld performance under creep using finite element modeling/ M. Law, W. Payten // Int. J. Pres. Ves. & Piping. - 1997. - vol. 72. - P. 45-49.

180. Cane, B.J. Creep damage accumulation and fracture under multiaxial stresses.//In: Francois D. ed. Advances in Fracture Research: Proc. of the 5th Int. Conf. on Fracture (ICF5). - Oxford: Pergamon press, 1981. - P. 1285-1293.

181. Haddleston, R.L. An improved multi-axial creep rupture strength criterion/ R.L. Haddleston //J. Press. Vess. T. ASME. - 1985. - 107. - P. 421-429.

182. Haddleston, R.L. Assesment of an improved multi-axial strength theory based on creep rupture data for type 316 steel/ R.L. Haddleston// J. Press. Vess. T ASME. - 1993. - 115. - P. 177-184.

183. Hayhurst, D.R. Creep rupture under multi-axial state of stress/ D.R. Hayhurst//J. Mech. Phys. Solids. - 1972. - 20. - P. 381-390.

184. Halt, F.R. Continuum damage mechanics modeling of high temperature deformation and failure in a pipe weldment/ F.R. Halt, D.R. Hayhurst // Proc. R. Soc., London, A. - 1991. - 433. - P. 383-405.

185. Tu, S. The evaluation of weldment creep strength reduction factors by experimental and numerical simulations/ S. Tu, R. Sandstrom. // Int. J. Pres. Ves. & Piping. - 1994. - vol. 57. - P. 325-344.

186. Spindler, M.W. The multi-axial creep ductility of an ex-service type 316H stainless steel/ M.W. Spindler, R. Hales, R.P. Skelton //In: Creep and Fracture in Engineering Materials, Parker, J.D. (Ed.). - London: Institute of Materials, 2001. - P. 679-688.

187. Spindler, M.W. The multi-axial creep ductility of austenitic stainless steels/ M.W. Spindler //Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. - 2004. - 27. - P. 273-281.

188. Spindler, M.W. The multi-axial and uniaxial creep ductility of Type 304 steel as a function of stress and strain rate/ M.W. Spindler // Mater. High Temp. - 2004. - vol. 21. - P. 47-52.

181

189. Holmstrom, S. Engineering Tools for Robust Creep Modeling// PhD thesis, VTT.-2010.-94p.

190. Радченко, В.П., Саушкин M.H. Математическая модель реологического деформирования и разрушения толстостенной сферической оболочки/ В.П. Радченко, М.Н. Саушкин// Вестник СамГУ. - 2000. - №2 (16). - С. 90-101.

191. Кучер, Н.К. Вариант теории упрочнения, учитывающий зависимость параметров уравнений состояния от напряжений и температуры/ Н.К. Кучер// Проблемы прочности. - 2005. - №2. - С. 19-27.

192. Abe, F. Microstructure and Creep Strength of Welds in Advanced Ferritic Power Plant Steels/ F. Abe, M. Tabuchi // Sci. Technol. Weld. Join. - 2004. - № 9. - P. 22-30.

193. Sun, W. Comparison of the creep and damage failure prediction of the new, service-aged and repaired thick-walled circumferential CrMoV pipe welds using material properties at 640°C/ W. Sun, Т.Н. Hyde, A.A. Becker, J.A. Williams// International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 2000. - vol. 77. - P. 389-398.

194. Li, X.Y. Influence of mechanical mismatching on the failure of welded joints by void nucleation and coalescence/ X.Y. Li, Q. Hao, Y.W. Shi, W.P. Lei, G. Marquis //IJPVP. - 2003. - vol. 80. - P. 647-654.

195. Hyde, Т.Н. Effect of weld angle and axial load on the creep failure behaviour of an internally pressurized thick walled CrMoV pipe weld/ Т.Н. Hyde, W. Sun, A. Becker, A. Williams //Int. J. Pressure Vessels and Piping. - 2001. - vol.78. - P. 365-372.

196. Xu, Q. The development of multi-axial creep damage constitutive equations for 0.5Cr0.5Mo0.25V ferritic steel at 590°C/ Q. Xu, S. Barrans/ZJSME Int. J. (A), 2003. -vol.46,№l. -P. 51-59.

197. Perrin, I.J. Creep constitutive equation for 0.5Cr0.5Mo0.25V ferritic steel in the temperature range 600-675°C/ I.J. Perrin, D R. Hayhurst//J. Strain Anal. - 1996. -31, 4.-P. 299-314.

198. Eggeler, G. Analysis of creep in a welded 'Р9Г pressure vessel/ G. Eggeler, A. Ramteke, M. Coleman at all.//Int. J. Pres. Vessel & Piping. - 1994. - 60. - P. 237-257.

199. Esposito, L. A primary creep model for Class M materials/ L. Esposito, N. Bonora //Materials Science and Engineering A - 2011. - vol. 528. -P. 5496-5501.

200. Penny, R.K. Design for Creep / R.K. Penny, D.L. Mariott. - sec. ed. -London: Chapman&Hall, 1995. - 430 p.

182

201. Гецов, Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. В двух книгах. Кн. 1/ Л.Б. Гецов. — Рыбинск: ООО «Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2010. — 611 с.

202. Kloc, L. Influence of the loading history on the creep of the 9% chromium steel at low creep rates / L. Kloc, V. Sklenichka/ZMETAL 2004 (13): Int. Conf. (Hradec nad Moravici (CZ), 04.05.18-04.05.20). - Hradec nad Moravici (CZ), 2004. - 7 p.

203. Kloc, L. Internal stress model for pre-primary stage of low-stress creep//15th International Conference on the Strength of Materials (ICSMA-15) J. Phys.: Conf. Ser. - 2010. - vol. 240, iss. 1. - 012086 - URL: http://iopscience.iop.org/1742-6596/240/1/012086 (дата обращения 21.02.2016)

204. Webster, G.A. A Code of Practice for conducting notched bar creep tests and for interpreting the data/G.A. Webster, S.R. Holdsworth et. al.//Fatigue FractEngng Mater Struct - 2004 - vol. 27 - P. 319-342.

205. Hayharst, D R. Creep rupture of notched bars/ D R. Hayharst, F A. Leckie etal./ZProc. R. Soc. of Lond, A. - 1978 - vol. 360 - P. 243-264.

206. Eggeler, G. A numerical study of parameters controlling stress redistribution in circular notched specimens during creep/G. Eggeler, C. WiesnerZ/Joumal of strain analysis - 1993. - vol. 28. - P. 13-22.

207. Yatomi, M. Modelling of damage development and failure in notched bar multiaxial creep tests/ M. Yatomi, N.P. O'Dowd/ Fatigue FractEngng Mater Struct -2004 - vol. 27, iss. 4. - P. 283-295.

208. Jetter, R.I. Companion guide to the ASME Boiler & Pressure vessel Code/ Subsection NH—Class 1. Components in elevated temperature service. - 2007.

209. Kloc, L. On Creep Behaviour of Several Metallic Materials at Low Stresses and Elevated Temperatures./ L. Kloc, J. Fiala // Chem. Papers - 1999 - vol. 53, №3 -P.155-164.

210. Ланин А.А. Исследование разнородных сварных стыковых соединений толстостенных труб системы паровпуска паровых турбин /А.А. Ланин, С.А. Ильин, Т.В. Прохорова// Тяжелое машиностроение. - 2008. - №6. - С. 21-25.

183

Приложение A

Результаты испытаний на длительную прочность

Таблица A.1 - Основной металл XIOCrMoVNb 9-1 (P91)

Клеймо Диаметр образца, мм tD Т испытания, оС Время до разрушения Тр, час. Удлинение 8, о/ % Поперечное сужение ^, % Место и характер разрушения

961 7,69 137,2 670 2,5 52 93,2 Разрыв вязкий в центре образца

942 8,30 117,6 670 16 46 69,3 Разрыв вязкий возле захвата

962 8,30 117,6 670 8,5 50 94,2 Разрыв вязкий в центре образца

982 8,30 117,6 670 18 51 94,2 Разрыв вязкий в центре образца

963 9,10 98,0 670 44 50 95,9 Разрыв вязкий в центре образца

944 9,87 83,3 670 175 54 83,6 Разрыв вязкий в центре образца

964 9,87 83,3 670 204,2 57 90,7 Разрыв вязкий в центре образца

981 7,69 137,2 620 50 46 91,8 Разрыв вязкий в центре образца

941 7,69 137,2 620 32 45 91,8 Разрыв вязкий 5 мм от захвата

943 9,10 98,0 620 820 43 94,7 Разрыв вязкий, в центре образца

983 9,10 98,0 620 - - - Срез резьбы в захвате

984 9,87 83,3 620 3212 39 92,5 Разрыв вязкий возле захвата

Таблица A.2 - Поперечные сварные образцы: основной металл - сталь X10CrMoVNb 9-1 (P91), металл шва - электроды ЦЛ-45/Э-09Х1МФ.

Клеймо Диаметр образца, мм tD Т испытания, оС Время до разрушения Тр, час. Удлинение 8, о/ % Поперечное сужение ^, % Место и характер разрушения

945 7,69 137,2 670 3 33 93,2 Вязкий разрыв по ЗТВ

946 8,3 117,6 670 8,75 33 91,6 Вязкий разрыв по ЗТВ

947 9,1 98 670 19,75 36 85,2 Вязкий разрыв по ЗТВ. Трещина по ЛС длина - 5 мм, раскрытие 1,2 мм.

948 9,87 83,3 670 76 19 52,5 Сужение начинается по ЗТВ, разрыв по ЛС, долом по ЗТВ.

941.1 7,69 137,2 620 7 30 89,4 Вязкий разрыв по ЗТВ

942.1 8,3 117,6 620 29 32 86,9 Вязкий разрыв по ЗТВ

943.1 9,1 98 620 245 31 87,2 Вязкий разрыв по ЗТВ

944.1 9,87 83,3 620 507 4 4,4 Сужение по ЗТВ, разрыв квазихрупкий по ЛС, долом по шву.

184

Таблица А.3 - Поперечные сварные образцы: основной металл - сталь XIOCrMoVNb 9-1 (P91), металл шва - электроды Fox С9МҮ

Клеймо Диаметр образца, мм tD Т испытания, оС Время до разрушения Тр, час. Удлинение 3, о/ % Поперечное сужение у, % Место и характер разрушения

965 7,69 137,2 620 45,5 32 89,4 Вязкий разрыв в ЗТВ, несимметричный сдвиг под углом 45°

966 8,3 117,6 620 164,5 23 86,1 Вязкий разрыв по ЗТВ

967 9,1 98 620 77 33 88,4 Вязкий разрыв по ЗТВ

968 9,87 83,3 620 326 31 79,2 Вязкий разрыв по ЗТВ, разрушение под углом 45°

Таблица А.4 - Поперечные сварные образцы: основной металл ХЮСтМоУЫЬ 9-1 (P91), металл шва - электроды Cromocord-4

Клеймо Диаметр образца, мм tD Т испытания, °С Время до разрушения Тр, час. Удлинение 3, о/ % Поперечное сужение у, % Место и характер разрушения

985 7,69 137,2 620 28 35 93,2 Вязкий разрыв по ЗТВ

986 8,3 117,6 620 256 19 - Вязкий разрыв по ЗТВ

987 9,1 98 620 698 11 - Вязкий разрыв по ЗТВ, трещина по ЛС

988 9,87 83,3 620 892 4 34,3 Разрыв по ЗТВ в 2 мм от ЛС, зарождение трещины по ЛС

Таблица А.5 - Поперечные сварные образцы: основной металл - сталь 15Х1М1Ф, металл шва - электроды ЦЛ-45/Э-09Х1МФ

Клеймо Диаметр образца, мм tD Т испытания, °С Время до разрушения Тр, час. Удлинение 3, о/ % Поперечное сужение у, % Место и характер разрушения

940 7,69 147 620 30,5 36 64,2 Вязкий разрыв по ЗТВ

949 8,3 127,4 620 101 23 63,7 Вязкий разрыв по ЗТВ

94Х 9,1 105,8 620 265 12 28,4 Разрыв по ЗТВ

94А 9,87 89,7 620 847 3 16,9 Разрыв по ЗТВ

185

Таблица А.6 - Поперечные сварные образцы: основной металл - сталь 15Х1М1Ф, металл шва - электроды Fox C9MV.

Клеймо Диаметр образца, мм сб с tD Т испытания, оС Время до разрушения Тр, час. Удлинение 3, о/ % Поперечное сужение ^, % Место и характер разрушения

960 7,69 137,2 620 12 15 57,7 Вязкий разрыв по ЗТВ

969 8,3 117,6 620 29 11 32,9 Вязкий разрыв по ЗТВ

96Х 9,1 105,8 620 83 7 22,7 Вязкий разрыв по ЗТВ

96А 9,87 89,7 620 164 2 18,7 Утяжка по ЗТВ до 9,5 мм, трещина по шву параллельно разрыву, разрыв по ЛС

Таблица А.7 - Поперечные сварные образцы: основной металл - сталь 15Х1М1Ф, металл шва - электроды Cromocord-4

Клеймо Диаметр образца, мм tD Т испытания, °С Время до разрушения Тр, час. Удлинение 3, о/ % Поперечное сужение ^, % Место разрыва и характер разрушения

980 7,69 137,2 620 34 15 - Разрыв по ЗТВ

989 8,3 117,6 620 63 12 32,9 Разрыв по ОШЗ, трещина по ЛС 3 мм

98Х 9,1 105,8 620 129 6 33,9 Разрыв вязкий по шву, трещина по шву и трещина по ЛС.

98А 9,87 89,7 620 407 2 11,2 Разрыв квазихрупкий по ЛС и ОШЗ, трещина по шву.