Развитие трещин в роторной стали Р2М при повышенной температуре

Проведено комплексное расчетно-экспериментальное исследование скорости развития трещин при взаимодействии усталости и ползучести на компактных образцах из стали Р2М при температуре 550°C. Теоретическая часть исследования состояла в формулировке параметров сопротивления разрушению через классические и новые конституционные уравнения состояния среды с учетом накопления повреждений. Численные расчеты включали определение полей параметров напряженно-деформированного состояния для условий упругости, пластичности и ползучести, а также распределений нелинейных коэффициентов интенсивности напряжений и С*-интеграла по длине и фронту трещины для каждого испытанного компактного образца. Интерпретация экспериментальных результатов для одинаковых по форме в плане, но различной толщины образцов, дана в терминах упругих и нелинейных коэффициентов интенсивности напряжений с учетом накопления повреждений при ползучести. Получено, что скорость роста трещины при совместном действии усталости и ползучести по мере увеличения размеров трещины монотонно возрастает по сравнению с гармонической усталостью на порядок и более на образцах одинаковой геометрии. Учет поврежденности через коэффициенты интенсивности напряжений ползучести обусловливает различия в диаграммах циклического разрушения. Суперпозиция вкладов усталости и ползучести в терминах времени выдержки под нагрузкой показывает увеличение суммарной скорости роста трещины на порядок по сравнению с интерпретацией экспериментальных данных в терминах чистой ползучести.