Phénomène de défaillance par fluage des fixations

Quel est le phénomène de rupture par fluage deattaches?

1, le fluage est un phénomène de défaillance dans lequel les pièces métalliques subissent une déformation sous des contraintes à long terme et à haute température. La déformation provoquée par le glissement des grains le long des joints de grains est le principal mécanisme de fluage. Lorsque la température de déformation s'élève à 0,35~0,7 Tm (Tm est la température du point de fusion), la zone de couche mince proche du joint de grain subit une récupération et un ramollissement, formant une transition. Après la déformation, la distorsion se produit à nouveau, elle doit donc être restaurée et adoucie à nouveau pour maintenir la déformation dans ces zones, ce que l'on appelle le glissement des joints de grains. En raison de la température et du temps requis pour la récupération, le glissement des joints de grains ne peut se produire que dans des conditions supérieures à une certaine température.
La courbe de fluage en traction du métal est divisée en trois étapes :
Dans un premier temps, la vitesse de fluage ralentit progressivement, ce qui est lié à la redistribution des défauts cristallins.
Dans un deuxième temps, cela indique que les deux mécanismes de durcissement et de reprise sont en équilibre, avec une vitesse de fluage constante. Cette étape représente une part importante de l’ensemble du processus de fluage.
Dans la troisième étape, cela se manifeste par une augmentation de la vitesse de fluage, auquel cas le durcissement par déformation du métal n'est plus suffisant pour empêcher la déformation, et la réduction de la section efficace favorise une augmentation de la vitesse de fluage, conduisant à la fracture. .
Tous les matériaux ne présentent pas les trois étapes ci-dessus dans leur courbe de fluage. Le phénomène de rupture provoqué par des changements dans la taille des pièces précontraintes au cours du processus de fluage est appelé relaxation thermique. Les boulons utilisés pour fixer les brides des récipients sous pression peuvent s'allonger en raison du fluage sous les effets à long terme de la température et des contraintes, entraînant une diminution de la précharge et potentiellement provoquant une fuite du récipient sous pression.
2, la principale caractéristique et jugement du fluage est que la vitesse de déformation est très lente. Il peut être analysé en fonction des conditions de travail spécifiques des pièces pour déterminer s'il existe des conditions de fluage (température, contrainte et temps). Sans température appropriée et sans temps suffisant, le fluage ou la rupture par fluage ne se produiront pas. Sur la zone de rupture finale de la rupture par fluage, la crête de déchirure n'est pas aussi nette que sur la rupture par traction à température ambiante. En microscopie électronique à balayage, la forme des grains près de la fracture par fluage ne montre souvent pas d'allongement, tandis qu'à fort grossissement, des vides de fluage peuvent parfois être observés.
3. Les méthodes d'identification de la rupture par fluage sont la relaxation thermique et la déformation plastique, qui présentent toutes deux une déformation résiduelle au niveau macroscopique et sont facilement confondues. La fracture plastique et la fracture persistante (ou fracture par fluage) se confondent facilement car, macroscopiquement, il existe une déformation avant la fracture et une striction à proximité de la surface de fracture. Les différences peuvent être considérées sous les aspects suivants.
1. Les différences dans les conditions de travail sont bien connues. La déformation plastique et la rupture plastique se produisent sous contrainte de traction, avec un processus plus rapide et une température plus basse. La relaxation thermique et la fracture persistante sont des processus de rupture dans lesquels la température et le temps jouent un rôle important. Des températures de fonctionnement plus élevées et des durées de service plus longues sont des conditions nécessaires à ce mode de défaillance. Pour comprendre les conditions de travail, en plus de consulter les documents écrits, vérifiez directement s'il y a des traces de haute température, comme une couleur d'oxydation, sur l'épave. Lorsqu’on analyse les conditions de travail, il faut être très prudent. Par exemple, un récipient sous pression à haute température fonctionne à basse pression depuis longtemps, et soudain la pression augmente, provoquant la connexionboulonscasser. Ce n'est qu'en comprenant spécifiquement la pression, la température et la durée de service pertinentes dans différentes conditions de travail que l'on peut déterminer s'il y a une défaillance par fluage.
2. La différence dans la morphologie de la fracture réside dans le fait que les fossettes ductiles sur la surface de fracture plastique sont très claires et que les zones où les micropores s'agrègent sont relativement pointues. En microscopie électronique à balayage, ces zones apparaissent sous forme de lignes blanches brillantes. Sur la surface de fracture par fluage, les zones où les micropores s'agrègent sont relativement ternes et, en microscopie électronique à balayage, il n'y a pas de lignes blanches brillantes évidentes dans ces zones. Sur la surface de fracture par fluage, une couleur d'oxydation peut être observée, et parfois des pores de fluage peuvent également être observés.
3. Le fluage de la microstructure près de la surface de fracture est principalement une fracture intergranulaire, tandis que la fracture plastique est principalement une fracture transgranulaire. Dans les échantillons ayant subi un fluage, il est possible de voir des pores de fluage. De plus, l'acier au carbone reste longtemps à des températures élevées et les carbures subissent un certain degré de meulage à la pierre.
4, mesures pour améliorer la résistance au fluage
1. En termes de conception, il est crucial de sélectionner correctement les matériaux et de déterminer les dimensions des pièces en fonction des caractéristiques du produit. Ces dernières années, de nombreux nouveaux matériaux ont été développés pour répondre aux exigences croissantes en matière de température et de charge des produits, mais les données de performances en fluage qui peuvent être fournies aux concepteurs ne sont pas suffisantes. Dans ce cas, d’une part, une défaillance précoce peut survenir en raison du niveau de contrainte élevé de la conception. D’un autre côté, il est également possible que la conception soit trop conservatrice, entraînant un gaspillage inutile. Par exemple, la durée de vie nominale d’une centrale thermique est généralement de 100 000 heures. En Chine, de nombreux pipelines de vapeur principaux de chaudières à haute pression de 540 degrés et 10 MPa de centrale électrique ont successivement atteint leur durée de vie nominale. Cependant, selon des estimations récentes de la durée de vie, il est possible de prolonger en toute confiance la durée de vie de ces chaudières jusqu'à 200 000 heures.
D’une manière générale, ce mode de défaillance nécessite beaucoup de temps, ce qui entraîne une vitesse de réponse lente. Une mesure efficace consiste à approfondir l’étude et à déterminer sur la base des tests et de l’accumulation des propriétés de fluage du matériau.
2. Une gestion stricte de la qualité est mise en œuvre dans la fabrication pour éviter d'assembler des produits avec des pièces qui ne répondent pas aux spécifications techniques, ce qui est particulièrement important pour les produits présentant des cycles de défaillance plus longs. Bien entendu, des mesures spécifiques doivent être élaborées sur la base de l’analyse des défaillances lors de l’entretien du produit.
3. Mesures prises pendant l'utilisation : La surcharge est une cause fréquente de défaillance par fluage des produits. Par conséquent, un contrôle strict des conditions d’utilisation pendant l’utilisation est une mesure extrêmement importante pour améliorer la durée de vie et la fiabilité du produit. Le renforcement du contrôle de l'état de qualité des produits en service et des composants clés est une mesure efficace pour garantir la fiabilité des produits.