Влияние высоких температур на свойства стали

При высокой рабочей температуре механические свойства сталей изменяются. Показан характер изменения некоторых свойств низкоуглеродистой стали. Из этого рисунка можно видеть, что при повышении рабочей температуры стали до 200-300°С предел прочности несколько увеличивается, но условный предел текучести  понижается при повышении температуры сверх 200°С.

Из-за снижения предела текучести детали из низкоуглеродистой стали для работы в области температур свыше 200°С приходится выполнять с увеличенными размерами или применять более прочный материал.

Снижение пластичности стали в области температур 200-300°С называют синеломкостью (от синего цвета побежалости при выдержке нагретой до 300°С стали).

Таким образом, низкоуглеродистые стали, применяемые для изготовления деталей парогенераторов, нежелательно подвергать пластическим деформациям (гнуть, отбортовывать и т. п.) при температуре 200-300°С из-за снижения их пластичности.

Не следует подвергать также стали пластическим деформациям и в области температур 300-500°С, так как в этом интервале снижается их ударная вязкость.

Низколегированные стали претерпевают примерно такие же изменения механических свойств, но области повышения предела прочности и понижения пластичности в этих сталях наблюдаются при более высоких температурах.

Значительное повышение температуры металла вызывает  резкое снижение его прочности и увеличение пластичности, и этим пользуются для обработки металла, нагревая его до температур 800-1000°С и придавая ему     нужную     форму гнутьем, ковкой и т. п.

При температурах выше 450- 475°С в металле возникает ряд особых явлений, а именно: ползучесть, непостоянство (нестабильность) структуры, тепловая хрупкость, окалинообразование (химическая коррозия)  и релаксация.

Ползучесть и длительная прочность. Свойство металла непрерывно пластически деформироваться при высоких температурах под действием длительной нагрузки, даже если эта длительная нагрузка будет значительно меньше предела текучести при данной температуре, называется ползучестью. Свойство ползучести при высоких температурах наблюдается у всех сталей.

При нормальном испытании на разрыв, т. е. при кратковременном воздействии нагрузки, металл при разрушении дает удлинение от 20 до 30%, причем опасные деформации, предшествующие разрушению, обнаруживаются визуально. Если же металл разрывается по причине ползучести, то удлинение его не превышает 1-8% и в таких случаях опасные деформации можно обнаружить только специальными измерениями.