allgosts.ru27.120 Атомная энергетика27 ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА

ГОСТ Р 59115.4-2021 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Длительные механические свойства конструкционных материалов

Обозначение:
ГОСТ Р 59115.4-2021
Наименование:
Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Длительные механические свойства конструкционных материалов
Статус:
Действует
Дата введения:
10.01.2022
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
27.120.99

Текст ГОСТ Р 59115.4-2021 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Длительные механические свойства конструкционных материалов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР 59115.4— 2021



НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Длительные механические свойства конструкционных материалов

Издание официальное

Москва Российский институт стандартизации 2021

Предисловие

  • 1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» им. И.В. Горынина Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»)

  • 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 «Атомная техника»

  • 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2021 г. № 1168-ст

  • 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

  • 5 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за патентную чистоту настоящего стандарта. Патентообладатель может заявить о своих правах и направить в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии аргументированное предложение о внесении в настоящий стандарт поправки для указания информации о наличии в стандарте объектов патентного права и патентообладателе

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

© Оформление. ФГБУ «РСТ», 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

  • 1 Область применения

  • 2 Нормативные ссылки

  • 3 Термины, определения, обозначения и сокращения

  • 3.1 Термины и определения

  • 3.2 Обозначения

  • 4 Общие положения

  • 5 Значения характеристик длительных механических свойств материалов

  • 6 Порядок определения значений характеристик длительных механических свойств материалов

  • 6.1 Общие положения

  • 6.2 Требования к определению характеристик длительных механических свойств конструкционных материалов

  • 6.3 Метод экстраполяции пределов длительной прочности

  • 6.4 Метод экспраполяции условных пределов ползучести

  • 6.5 Метод прогнозирования относительного удлинения и длительной пластичности

Приложение А (справочное) Значения пределов длительной прочности, относительного удлинения и относительного сужения на различных временных базах

Приложение Б (справочное) Изохронные кривые деформирования

Приложение В (справочное) Влияние облучения на длительную прочность сталей марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9 и 08Х16Н11МЗ

Приложение Г (справочное) Определение длительной пластичности и среднего значения истинного напряжения при разрыве при испытаниях на длительную прочность для сталей марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9, 08Х16Н11МЗ и 07Х12НМФБ................................................66

Приложение Д (справочное) Определение значений коэффициента снижения прочности от обезуглероживания и науглероживания....................................70

Библиография........................................................................72

Введение

Настоящий стандарт взаимосвязан с другими стандартами, входящими в комплекс стандартов, регламентирующих обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

ГОСТ Р 59115.4—2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Длительные механические свойства конструкционных материалов

Rules for strength assessment of equipment and pipelines of nuclear power installations. Long-term mechanical properties of structural materials

Дата введения — 2022—01—01

  • 1 Область применения

  • 1 .1 Настоящий стандарт устанавливает значения характеристик длительных механических свойств конструкционных материалов (далее материалов), используемых при проведении расчетов на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, на которые распространяется действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии [1].

  • 1 .2 Настоящий стандарт предназначен для применения при обосновании прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

  • 2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3248 Металлы. Методы испытания на ползучесть

ГОСТ 10145 Металлы. Метод испытания на длительную прочность

ГОСТ 20700—75 Болты, шпильки, гайки и шайбы для фланцевых и анкерных соединений, пробки и хомуты с температурой среды от 0 до 650 °C. Технические условия

ГОСТ ISO/IEC 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 8.932 Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к методикам (методам) измерений в области использования атомной энергии. Основные положения

ГОСТ Р 50.04.01 Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Оценка соответствия в форме испытаний. Аттестационные испытания. Общие положения

ГОСТ Р 50.05.11 Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Персонал, выполняющий неразрушающий и разрушающий контроль металла. Требования и порядок подтверждения компетентности

ГОСТ Р 53845 (ИСО 377:1997) Прокат стальной. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ Р 59115.1 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Термины и определения

ГОСТ Р 59115.3 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Кратковременные механические свойства конструкционных материалов

Издание официальное

ГОСТ Р 59115.5 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчетные характеристики циклической и длительной циклической прочности конструкционных материалов

ГОСТ Р 59115.8 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет по выбору основных размеров

ГОСТ Р 59115.9 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на прочность

ГОСТ Р 59115.10 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Уточненный поверочный расчет на стадии проектирования

ГОСТ Р 59115.11 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на постпроектных стадиях

ГОСТ Р 59115.12 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Уточненный поверочный расчет на постпроектных стадиях

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

  • 3 Термины, определения, обозначения и сокращения

    • 3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 59115.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

  • 3.1.1 (основные) конструкционные материалы: Материалы в виде полуфабрикатов из сталей и сплавов, применяемые для изготовления, монтажа и ремонта оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

  • 3.1.2 металл шва (сварного соединения): Металл, полученный при плавлении сварочных материалов в процессе выполнения сварного соединения и разбавленный основным металлом за счет его расплавления в зоне свариваемых кромок.

  • 3.1.3 статическое нагружение: Нагружение материала, при котором внешняя нагрузка медленно возрастает по абсолютному значению до определенного фиксированного во времени уровня, что силами инерции в деформирующихся и перемещающихся частях элементов (компонентов) конструкции можно пренебречь.

  • 3.1.4 повреждающая доза: Интегральная характеристика, отражающая степень радиационного повреждения металла, определяемая как накопленное за определенное время число смещений одного атома из узла кристаллической решетки под действием нейтронного и гамма-излучения; единицей повреждающей дозы является безразмерная величина «сна» — смещение на атом.

  • 3.1.5 ползучесть: Процесс накопления в материале вязкопластической деформации под действием нагрузки при температуре выше Tt.

  • 3.1.6 предел длительной прочности: Напряжение, подсчитанное как отношение приложенной силы к первоначальной площади сечения образца, при котором происходит разрушение образца в испытаниях на длительную прочность при данной температуре через заданный промежуток времени.

  • 3.1.7 релаксация: Затухающий процесс уменьшения напряжений при постоянной полной деформации за счет перехода упругой деформации в вязкопластическую по механизму ползучести.

  • 3.1.8 условный предел ползучести: Напряжение, которое вызывает при температуре Т полную деформацию е на временной базе t.

  • 3.1.9 длительная пластичность: Истинная деформация в момент разрушения образца при испытаниях на длительную прочность.

  • 3.1.10 истинное напряжение при разрыве [при длительном статическом нагружении]: Напряжение при испытаниях на длительную прочность образца в момент разрушения, определяемое отношением силы к площади проекции излома на плоскость, нормальную к линии действия силы (при длительном статическом нагружении).

  • 3.1.11 первая стадия ползучести: Стадия неустановившейся ползучести, на которой при постоянном напряжении скорость деформации непрерывно снижается.

  • 3.1.12 вторая стадия ползучести: Стадия установившейся ползучести, на которой при постоянном напряжении скорость деформации ползучести не изменяется и ее значение минимально по отношению к первой стадии.

  • 3.2 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

Т — температура, К (°C);

Tt — температура, выше которой необходимо учитывать ползучесть, К (°C);

Тдбл — температура облучения, К (°C);

t — время до разрушения, ч;

Е — деформация;

о — напряжение, МПа;

RTp0 2 — минимальное значение условного предела текучести материала при остаточной деформации 0,2 % при температуре Т, МПа;

RTm — минимальное значение временного сопротивления материала при температуре Т, МПа;

RTmt — среднее значение предела длительной прочности за время t при температуре 7", МПа;

RTmt — минимальное значение предела длительной прочности за время t при температуре Т, МПа;

RT — среднее значение истинного напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении, МПа;

RTC — минимальное значение истинного напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении, МПа;

RTct — условный предел ползучести при температуре Т, МПа;

ATt — относительное удлинение при длительном статическом нагружении за время t при температуре Т, %;

ZTt — относительное сужение при длительном статическом нагружении за время t при температуре Т, %;

Ет — модуль Юнга при температуре Т, МПа;

  • — длительная пластичность (деформация разрушения), м/м;

£ — скорость деформации, 1/ч;

Ф — скорость набора повреждающей дозы (нейтронного облучения), сна/год;

D — набранная повреждающая доза (нейтронного облучения), сна.

  • 4 Общие положения

    • 4.1 Настоящий стандарт устанавливает значения следующих характеристик длительных механических свойств материалов:

  • - предел длительной прочности;

  • - истинное напряжение при разрыве при длительном статическом нагружении;

  • - относительное удлинение и относительное сужение при длительном статическом нагружении;

  • - условный предел ползучести;

  • - изохронные кривые деформирования.

  • 4.2 Рассматривается область температур выше температуры Tt, при которой в материале проявляется ползучесть и становится необходимым определение характеристик длительной прочности:

  • - для алюминиевых и титановых сплавов при Г > 20 °C (293 К);

  • - циркониевых сплавов при Т > 250 °C (523 К);

  • - углеродистых, легированных, кремнемаргонцовистых, высокохромистых сталей марок Т> 350 °C (623 К);

  • - хромомолибденованадиевых сталей при Т > 400 °C (673 К);

  • - стали марки 07Х12НМФБ при Т> 425 °C (698 К);

  • - коррозионно-стойких сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов при Т> 450 °C (723 К).

В таблице 1 приведены значения температуры Tt для марок сталей, приведенных в приложении А, выше которой необходимо учитывать ползучесть в металле при расчете на прочность.

Таблица 1 — Значения температруы Tt для марок сталей, приведенных в приложении А

Марка стали

Tt, °C

10Х2М, 10Х2М1ФБ, 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 16ГНМА, 09Г2С, 20Х1М1Ф1ТР, 05X12Н2М

350

12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ, 1Х12В2МФ, 25Х1МФ, 10Х9МФБ

400

07Х12НМФБ

425

09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н12МЗТЛ, 03Х16Н9М2, 08Х16Н11МЗ, 10Х17Н13М2Т, ХН35ВТ, 06Х20Н46Б, 03Х21Н32МЗБ

450

  • 4.3 При проведении расчетов на прочность значения характеристик длительных механических свойств материалов следует принимать по данным документов по стандартизации на материалы и/или по требованиям проектной конструкторской документации1), а в случае их отсутствия или недостаточности в вышеперечисленных документах — по данным, приведенным в приложениях А—Г, с учетом возможного влияния эксплуатационных факторов (рабочей среды, температуры, нейтронного облучения) на изменение характеристик длительных механических свойств в течение срока службы оборудования и трубопроводов.

  • 4.4 Влияние эксплуатационных факторов на характеристики длительных механических свойств материалов, а также необходимые значения характеристик длительных механических свойств в случае их отсутствия в документах, указанных в 4.3, и в настоящем стандарте, следует определять на основе представительных экспериментальных данных в соответствии с требованиями ГОСТ 10145 и настоящего стандарта.

  • 4.5 В расчетах допускается использовать значения характеристик длительных механических свойств материалов в соответствии с 4.3, умноженных на коэффициент снижения, зависящий от типа материала и эксплуатационных факторов.

  • 4.6 Значения характеристик длительных механических свойств используют:

  • - при определении допускаемых напряжений при выборе основных размеров элементов (компонентов) согласно ГОСТ Р 59115.8;

  • - в поверочных расчетах на длительную статическую прочность согласно ГОСТ Р 59115.9 — ГОСТ Р 59115.12;

  • - при построении кривых усталости согласно ГОСТ Р 59115.5.

  • 5 Значения характеристик длительных механических свойств материалов

В настоящем стандарте приведены значения следующих характеристик длительных механических свойств материалов:

  • - средние значения пределов длительной прочности (таблицы А.1, А.2 приложения А);

  • - средние значения относительного удлинения и относительного сужения при длительном статическом нагружении (таблицы А.З, А.4 приложения А);

  • - минимальные значения пределов длительной прочности (таблица А.5 приложения А);

  • - изохронные кривые деформирования, характеристики ползучести и релаксации (приложение Б);

  • - кривые длительной прочности сталей 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9 и 08Х16Н11 М3 с учетом влияния облучения (приложение В);

  • - длительная пластичность и истинное напряжение при разрыве при длительном статическом нагружении сталей 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9, 08Х16Н11МЗ и 07Х12НМФБ с учетом влияния облучения (приложение Г);

  • - параметры науглероживания и коэффицинеты снижения прочности при обезуглероживании при длительном контакте стали с натрием реакторной чистоты (приложение Д).

  • 6 Порядок определения значений характеристик длительных механических свойств материалов

  • 6.1 Общие положения

    • 6.1.1 Настоящий раздел содержит требования к получению характеристик длительных механических свойств материалов. Рассматривается область температур выше температуры Tt.

    • 6.1.2 При испытаниях для определения значений характеристик длительных механических свойств материалов, используемых в расчетах на прочность, следует применять методики измерений, аттестованные в соответствии с ГОСТ Р 8.932.

    • 6.1.3 Организации, занимающиеся лабораторной деятельностью (испытательные лаборатории) по определению характеристик материалов, должны:

  • - отвечать требованиям к компетентности лабораторий в проведении испытаний, установленным в соответствии с ГОСТ ISO/IEC 17025, ГОСТ Р 50.04.01;

  • - в случае проведения облучения материалов и послереакторных исследований иметь все необходимые разрешения на выполнение данной деятельности, полученные в соответствии с требованиями федерального законодательства в области использования атомной энергии;

  • - использовать оборудование и приборы, отвечающие требованиям документов по стандартизации на проведение соответствующих испытаний;

  • - иметь персонал, обладающий компетентностью и навыками, необходимыми для выполняемых им работ в соответствии с ГОСТ Р 50.05.11.

  • 6.1.4 Средства измерений, используемые при испытаниях, должны быть утвержденных типов и поверены организацией, аккредитованной в соответствии с требованиями федерального законодательства в области обеспечения единства измерений на право поверки средств измерений.

Испытательное оборудование, используемое при проведении испытаний, должно быть аттестовано в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.568. При аттестации испытательного оборудования должны быть установлены достаточность комплекса точностных характеристик для оценки влияния условий испытаний на результаты испытаний, а также возможность воспроизведения условий испытаний в заданных диапазонах с допускаемыми отклонениями в течение заданного интервала времени, регламентированных соответствующей методикой испытаний.

  • 6.1.5 Образцы для проведения испытания (заготовки для образцов) следует вырезать из материалов:

  • - соответствующих требованиям документов по стандартизации на поставку конкретных материалов, проектной конструкторской документации и технологической документации, что должно быть подтверждено сертификатами организаций — изготовителей материалов, и прошедших входной контроль качества;

  • - термически обработанных в соответствии с документами по стандартизации на поставляемые материалы и/или с требованиями проектной конструкторской документации.

  • 6.1.6 Отбор проб, заготовок для образцов и испытательных образцов для испытаний на растяжение от фасонного, сортового, листового и широкополосного прокатов следует проводить в соответствии с требованиями документов по стандартизации на поставку материалов и/или методик испытаний, соответствующих 6.1.2; в случае отсутствия требований по отбору проб в указанных документах — по ГОСТ Р 53845.

  • 6.1.7 Испытания на ползучесть и определение условного предела ползучести, машины и приборы, применяемые для испытания металлов на ползучесть, формы и размеры образцов должны отвечать требованиям ГОСТ 3248. При испытаниях должны быть определены показатели точности результатов испытаний в соответствии с [2].

  • 6.1.8 Данные испытаний на ползучесть используют для определения эмпирических коэффициентов в уравнении скорости ползучести и для построения изохронных кривых ползучести (приложение Б). На первичных кривых ползучести в координатах «е—/» выделяют два участка: первая стадия ползучести с затухающей скоростью деформации и вторая стадия ползучести с постоянной минимальной скоростью деформации.

  • 6.1.9 Испытания на длительную прочность, машины, применяемые для испытания металлов и сплавов на длительную прочность, нагревательные устройства и контроль температуры, типы образцов должны отвечать требованиям ГОСТ 10145.

  • 6.1.10 По результатам испытаний на длительную прочность устанавливают зависимости между напряжением и временем до разрушения, выраженные графически в логарифмических координатах.

Среднюю линию длительной прочности в координатах «о - f» определяют методом наименьших квадратов, используя стандартные методы математической статистики.

В качестве зависимой случайной величины выбирается функция напряжения (у = Igo/ независимой — время (х = lg f).

При построении кривых длительной прочности, в частности при определении предела длительной прочности RTmt экстраполяцией, могут быть использованы другие системы координат.

  • 6.1.11 Пересчет пределов длительной прочности ~RTmt в истинные напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении R^ проводят по формуле

(6.1)

где ZTt — относительное сужение при длительном статическом нагружении за время tnpn температуре

Т, %.

  • 6.1.12 С использованием значения относительного сужения определяют значения длительной пластичности (деформации разрушения) по формуле

(6.2)

  • 6.1.13 Зависимости для учета влияния облучения на значения длительной пластичности и истинного напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении для сталей 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9, 08Х16Н11МЗ и на значения длительной пластичности для стали 07Х12НМФБ приведены в приложении Г.

  • 6.2 Требования к определению характеристик длительных механических свойств конструкционных материалов

    • 6.2.1 Количество образцов при испытаниях одной партии распределяют равномерно по напряжениям, соответствующим временной базе от 102 до 105 ч, с таким расчетом, чтобы на каждый порядок во времени число уровней напряжений было не менее двух.

Минимальное число испытанных образцов должно составлять 12.

  • 6.2.2 При каждом режиме испытывают не менее двух образцов. Если времена до разрушения образцов, испытанных на одном и том же режиме, различаются между собой более чем в два раза, то проводят дополнительные испытания на двух образцах.

При обработке результатов испытаний учитывают все результаты, полученные при основных и дополнительных испытаниях.

  • 6.2.3 Испытания для получения условного предела ползучести проводят с измерением деформации по ГОСТ 3248.

  • 6.2.4 Испытания образцов проводят при температуре Tv для которой определяют характеристики длительных механических свойств, и более высокой температуре Т2

Т2=1\ + 50 К.

(6.3)


  • 6.2.5 Предлагаемый метод определения характеристик длительных механических свойств материалов допускает экстраполяцию по параметру t в пределах одного порядка, но до напряжений, не меньше минимальных, полученных при испытаниях на длительную прочность при температуре Т2.

  • 6.2.6 Для получения характеристик длительных механических свойств стали или сплава считаются правомерными результаты испытаний, полученные для разных партий, представляющих марку стали или сплава данной категории прочности. Число испытанных партий материала различных плавок должно быть не менее шести.

В число испытуемых включают партии и материал изделий после окончательных технологических операций с содержанием углерода и легирующих элементов и значениями характеристик кратковременных прочности и пластичности в пределах, оговоренных в технических условиях.

  • 6.2.7 При отсутствии прямых испытаний по определению характристик длительных механических свойств материалов допускается использовать данные в соответствии с приложением А с учетом возможного влияния эксплуатационных факторов.

  • 6.2.8 При отсутствии прямых испытаний по определению характеристик длительных механических свойств материала категории прочности ниже приведенной в таблице А.5 приложения А, их пределы длительной прочности определяют по значениям пределов длительной прочности марки стали или сплава категории прочности, указанной в таблице А.5, и их временного сопротивления и условных пределов текучести. Искомое значение принимают минимальным из двух (величин), определяемых по формулам:


где индекс 1 — категория прочности, приведенная в таблице А.5 приложения А (кате

гория прочности 1);

индекс 2 — категория прочности, для которой рассчитывают характеристики длительных механических свойств (категория прочности 2);

(RTmt\, (RTmt)2, (^р0 2^1’ — соответственно пределы длительной прочности, условный предел те-

(/?г02)2> кУчести и временное сопротивление материала категорий прочности 1

р0,2 2’ т 1> m2 и 2

Значения требуемых характеристик выбирают по таблице А.5 и ГОСТ Р 59115.3.

Таким же образом значения относительного удлинения AJ и сужения ZJ при длительном статическом нагружении материала категории прочности 2 допускается определять по известным значениям относительного удлинения (сужения) материала при категории прочности 1, временного сопротивления и условного предела текучести материала категорий прочности 1 и 2. Искомое значение принимают минимальным из двух характеристик, определяемых по формулам:

  • - для Z{


    (6.6)


    - для А[



    (6.7)


где (Z[)p (Z[)2, (А]\, (А[)2 — соответственно относительное сужение и удлинение при длительном статическом нагружении материала категорий прочности 1 и 2.

Значения (А^)1 и (Z^)1 принимают по таблице А.З. Для материала категории прочности выше приведенной в таблице А.5 значения RTm, RTp02, ZtT и Aj выбирают в соответствии с ГОСТ Р 59115.3 и таблицей А.З.

  • 6.2.9 Истинное напряжение при разрыве при длительном статическом нагружении для металла шва сварного соединения R™ рассчитывают по значениям истинного напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении R? основного металла по формуле

^W=4>s'rTc- <6-8)

где cps — коэффициент снижения длительной прочности и пластичности; принимается согласно таблице 2.

  • 6.2.10 Значения длительной пластичности для металла шва сварного соединения г™ рассчитываются по значениям основного металла по формуле

^=<Ps (6.9)

где cps — коэффициент снижения длительной прочности и пластичности; принимается согласно таблице 2.

  • 6.2.11 При контакте элементов (компонентов) оборудования и трубопроводов с натрием реакторной чистоты в расчетах используют расчетные значения характеристик длительных механических свойств определяемые умножением значений R1^, R& на коэффициент снижения прочности от обезуглероживания т|р зависящий от типа материала, температуры и длительности эксплуатации. Определение значений коэффициента снижения прочности т|, проводится по приложению Д.

Таблица 2 — Значения коэффициентов <ps при различных температурах Т

Основной металл

Метод сварки

Сварочный материал

Вид термообработки после сварки

Температура,°C

350

400

450

500

550

600

Стали ау-

Ручная

48 А-1

Без термообработки

0,8

0,70

0,60

0,50

стенитного класса

Аустенизация

1,0

0,85

0,70

0,55

48А-2-ВИ

Без термообработки

0,8

0,70

0,60

0,55

Аустенизация

0,8

0,70

0,55

0,45

ЭА400/10У

Без термообработки

0,8

0,70

0,60

0,50

Аустенизация

0,8

0,70

0,60

0,55

Аргонодуго-

СВ-04Х17Н10М2

Без термообработки

0,9

0,80

0,70

0,60

вая

Аустенизация

1,0

0,90

0,75

0,65

Св-02Х17Н10М2-ВИ

Без термообработки

0,9

0,80

0,70

0,65

Аустенизация

0,9

0,80

0,65

0,55

СВ-04Х19Н11МЗ

Без термообработки

1,0

0,85

0,70

0,55

Аустенизация

1,0

0,85

0,70

0,60

ЭП-198

Без термообработки

0,5

0,45

0,40

0,40

Аустенизация

0,5

0,50

0,45

0,45

Автомати-

СВ-04Х17Н10М2

Без термообработки

0,8

0,70

0,55

0,45

ческая

Аустенизация

1,0

-

-

-

Св-02Х17Н10М2-ВИ

Без термообработки

0,8

0,70

0,60

0,50

Аустенизация

0,8

0,70

0,55

0,45

СВ-04Х19Н11МЗ

Без термообработки

0,8

0,70

0,60

0,50

Аустенизация

0,8

0,70

0,60

0,55

Электро-

СВ-04Х17Н10М2

Без термообработки

0,7

0,70

0,55

0,45

шлаковая

Аустенизация

1,0

0,85

0,70

0,55

СВ-04Х19Н11МЗ

Без термообработки

0,8

0,70

0,55

0,45

Аустенизация

0,9

0,80

0,65

0,55

Железо-ни-

Аргонодуго-

СВ-Х15Н35

Без термообработки

0,7

0,65

0,55

0,50

келевые дисперсионно-

вая

Аустенизация

0,8

0,70

0,60

0,55

ЭП-198

Без термообработки

0,5

0,45

0,40

0,40

твердеющие

сплавы

Аустенизация

0,5

0,50

0,45

0,45

Сталь 12Х2М

Ручная

48Н-10

Высокий отпуск

1,0

0,80

0,7

0,60

0,55

0,50

48А-1

Без термообработки

1,0

0,85

0,7

ЭА-395/9

Высокий отпуск

1,0

0,80

0,6

48А-1, КТИ-7

Без термообработки

0,60

0,55

0,50

Высокий отпуск

0,50

0,40

0,30

Автоматическая под флюсом

СВ-04Х2МА

Высокий отпуск

0,7

0,65

0,6

0,60

0,55

0,55

Окончание таблицы 2

Основной металл

Метод сварки

Сварочный материал

Вид термообработки после сварки

Температура, °C

350

400

450

500

550

600

Стали 12X1 МФ, 15X1 МФ

Ручная

Н-6

Высокий отпуск

1,0

0,8

0,75

0,75

0,75

Аргоно-дуговая

СВ-08ХМФА

Высокий отпуск

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

6.3 Метод экстраполяции пределов длительной прочности

  • 6.3.1 Метод предназначен для получения пределов длительной прочности для заданного уровня вероятности разрушения Р материалов для сроков службы до 5 • 105 ч по данным испытаний на длительную прочность ограниченной продолжительности с учетом 6.2.5 и 6.2.7. Реализация метода основана на определении при температуре Г1 разрушающего напряжения RT^t за время по пТ^ опытам, проведенным при температуре Tv и пт2 опытам, проведенным при температуре Т2.

При обработке экспериментальных данных (определении кривых длительной прочности при температурах и Г2) используются опыты продолжительностью более 200 ч.

  • 6.3.2 Зависимость разрушающего напряжения от времени t£j при температуре Tj (/ = 1,2) описывается функцией по формуле

Т Т Т ( Т \3/2

lgKm'f =а/ +Ь^ jlgfK' J , (6.10)

где afr, — постоянные коэффициенты, получаемые методом наименьших квадратов.

  • 6.3.3 Для пояснения метода и принятых обозначений на рисунке 1 приведен способ его графической реализации.

Результаты испытаний на длительную прочность при температурах 71 и Т2 на рисунке 1 изображены в виде точек в системе координат «Ig о — Ig Ь>.

1 — испытания при Г,; 2 — испытания при Т2

Рисунок 1 — Кривые длительной прочности

  • 6.3.4 По экспериментальным точкам методом наименьших квадратов проводят средние линии длительной прочности при температурах 71 и Т2, которые изображаются в общем случае криволиней-ними отрезками. Кривая 1 (см. рисунок 1) соответствует температуре испытания Ту, кривая 2 (см. рисунок 1) — Т2.

  • 6.3.5 Для максимального времени испытания ^1ах при температуре Ту по кривой 1 определяется напряжение o^jn и по кривой 2 соответствующее этому напряжению время .

  • 6.3.6 Экстраполированную кривую длительной прочности при температуре Ту и напряжениях, меньших <^п , получают переносом кривой при Т2 вправо на расстояние Alg t(TvT2>. При этом

Д1д^ 1 — lg^max lg^m2 “'дТд.п

(6.11)


где lg уд п — коэффициент экстраполяции.

  • 6.3.7 Предел длительной прочности при температуре Ту и заданном времени t^y определяется по кривой 2 при эквивалентном времени f3KB. При этом

    (6.12)


^экв ^31^д.п

  • 6.3.8 Все вычисления по данному методу экстраполяции проводятся в следующей последователь

ности: определение коэффициентов уравнения (6.10) с использованием стандартных процедур метода наименьших квадратов; вычисление коэффициента экстраполяции уд п по формуле (6.11), времени t^2 из уравнения

ig£


(| L То \ ’g^min ~а12


(6.13)


определение экстраполированного предела длительной прочности при температуре Ту и заданном ресурсе t^y по формуле

tT, Г

lg—

(6.14)


^д.п

  • 6.3.9 Значения экстраполированного предела длительной прочности р при температуре Ту для заданной вероятности разрушения Р рассчитывают по формуле

^^mt3P = + , (6.15)

где Zp — квантиль уровня Р стандартного нормального распределения RTmt, определяемый согласно таблице 3 при пту > 12 и пТ2 >12;

— выборочное среднеквадратичное отклонение.

где


71 - 2) • Sf + (л7"2 - 2) • Sj + n?2 - 4


S2 _ 1

J ~ nTj-2

т т ( т

-ayJ-by^gty j


j=T2.


(6-16)

(6.17)


Таблица 3 — Квантиль Zp уровня Р стандартного нормального распределения

Р

0,010

0,025

0,050

0,100

0,500

Zp

-2,33

-1,96

-1,64

-1,28

0,00

Выборочное среднеквадратичное отклонение SCT вычисляют по формуле

  • 6.3.10 Среднее значение предела длительной прочности RTmt определяют для вероятности разрушения Р = 0,5 (Zp = 0, Zst = 0).

  • 6.3.11 Границы доверительного интервала для линии регрессии предела длительной прочности RTmt рассчитывают по формуле

\QRmt = k}Rmt ±ZstSc ■ Г, (6.18)

где f — вектор-столбец первых частных производных функции по формуле (6.10) по параметрам а и Ь; J — матрица значений первых частных производных по параметрам а и Ь;

Zst — квантиль уровня Р распредения Стьюдента для (л - т) степеней свободы [при использовании функции по формуле (6.10) т = 2, п = 2ттпп (п7^; л72), рекомендуется Р = 0,01].

  • 6.3.12 Уточненную оценку минимального значения предела длительной прочности RTmt для вероятности разрушения Р проводят по формуле

l9R^P = l9R^-ZsfSa + (6.19)

где знак «'» обозначает транспонирование вектора или матрицы, знак «-1» обозначает обратную матрицу.

  • 6.3.13 Вектор столбец первых частных производных функции по формуле (6.10) определяют в виде

Эа-|

(6.20)


  • 6.3.14 Для формулы (6.10) вектор Сбудет иметь вид


(6.21)

  • 6.3.15 Матрицу значений первых частных производных (размерность л х 2) по параметрам а и b

определяют в виде

э ig Rmt Эа1


tT-tT


tT-tT


(6.22)

dlgRm!

Эа1


1К~Ч


tT-tT lK~ln


где л — количество точек при одной температуре.

  • 6.3.16 Для формулы (6.10) матрица J будет иметь вид


(6.23)

  • 6.3.17 Среднее и минимальное значение предела длительной прочности RTmt и RTmt определяют для вероятности разрушения Р = 0,5 и 0,01 соответственно. При отсутствии экспериментальных значений допускается определять средние и минимальные значения предела длительной прочности методом экстраполяции, используя в формулах (6.10)—(6.15) соответствующие значения пределов длительной прочности RTmt с квантилем Zp = 0, Zst = 0.

  • 6.3.18 Приведенный выше способ экстраполяции основан на параметре Ларсена—Миллера. Ниже дано математическое пояснение приведения испытаний при температуре Т2 к температуре Т^.

  • 6.3.19 Испытания, проведенные при температуре Т2, приводят к температуре Г1 по формуле

    f31 = 10


    (6.24)


где t — время до разрушения, ч;

Ту, Т2 — температура испытаний, К.

  • 6.3.20 Константу С определяют по формуле где t — время до разрушения, ч;

Ту, Т2 — температура испытаний, К.

  • 6.3.21 Приведенные в соответствии с формулой (6.24) к температуре Ту точки обрабатывают зависимостью вида по формуле (6.10).

  • 6.4 Метод экспраполяции условных пределов ползучести

    • 6.4.1 Прогнозирование кривых ползучести может проводиться на основе экстраполяции пределов ползучести с применением процедур, используемых в методе экспраполяции длительной прочности (см. подраздел 6.3).

    • 6.4.2 Для прогнозирования условных пределов ползучести проводят испытания на ползучесть для каждой партии материала при температурах Ту и Т2 = Ту + 50 К (°C).

По результатам испытаний на ползучесть строят кривые деформирования (первичные кривые ползучести) в координатах «£—t» в соответствии с ГОСТ 3248. По кривой ползучести находят t3, соответствующую заданному остаточному удлинению.

  • 6.4.3 Для каждой партии материала, испытанной при темпертурах Ту и Т2, строят кривые ползучести в координатах «lg f3 — lg о», по которым определяют условный предел ползучести и для которых используют метод экстраполяции, изложенный в настоящем разделе.

  • 6.4.4 Условные пределы ползучести определяют заменой по формулам (6.10)—(6.23) предела длительной прочности условных пределом ползучести, времени до разрушения — временем достижения заданной деформации А3, уд пп, при этом коэффициент уп определяют по максимальному времени достижения заданной деформации А3 с помощью процедур, аналогичных описанным для метода экспраполяции предела длительной прочности в подразделе 6.3.

  • 6.4.5 Уравнение для аппроксимации кривых условных пределов ползучести при температуре Tj (j = 1,2) имеет вид

3/2

^RctA = aTj + bT1 (ig^ I

(6.26)


где aTj, bTi— коэффициенты.

  • 6.5 Метод прогнозирования относительного удлинения и длительной пластичности

    • 6.5.1 Метод предназначен для получения значений относительного удлинения и длительной пластичности при длительном статическом нагружении для заданного уровня вероятности разрушения Р = 0,5 материалов для сроков службы до 5 ■ 105 ч по имеющимся данным либо по значениям, приведенным в приложении А.

    • 6.5.2 Реализация метода возможна при линейной или близкой к линейной зависимости между логарифмом первоначально приложенного напряжения RTmt и логарифма отношения lg (Apt) или lg (Ept). Прогнозное значение относительного удлинения на заданной временной базе получают путем экстраполяции линейной зависимости до заданного времени, начиная с временной базы 104 ч.

    • 6.5.3 Для пояснения метода на рисунке 2 приведена его графическая реализация.

    • 6.5.4 По имеющимся значениям относительного удлинения на временной базе свыше 104 ч методом наименьших квадратов определяют коэффициенты аппроксимирующего уравнения ат и Ьт по формуле

Рисунок 2 — Графическое представление метода прогнозирования относительного удлинения

  • 6.5.5 Экстраполируя зависимость (6.27) с полученными коэффициентами ат и Ьт получают значения относительного удлинения при длительном статическом нагружении на необходимой временной базе (не более 5 • 105 ч).

  • 6.5.6 Если спрогнозированное значение превышает исходное значение при наибольшей временной базе, то в качестве спрогнозированного значения принимают значение Д^-по формуле

'9<ю= = '9<ю= -2 |'9<о= -|9<ю=|- (6 28)

  • 6.5.7 В качестве окончательного прогнозного значения длительного относительного удлинения выбирают минимальное из значений, полученных по формулам (6.27) и (6.28).

  • 6.5.8 Аналогичный подход используется при прогнозировании длительной пластичности е^.

    Приложение А (справочное)

    Значения пределов длительной прочности, относительного удлинения и относительного сужения на различных временных базах


    Таблица А.1 — Средние значения пределов длительной прочности RTmt, МПа

    Марка стали, сплава

    Яро,2, МПа

    R20 1 т ’

    МПа

    Темпе-ратура1), °C

    Время, ч

    10

    30

    102

    3 • ю2

    103

    3 • 103

    ю4

    3 • ю4

    ю5

    2 • 105

    ЗЮ5

    10Х2М

    >245

    >392

    450

    372

    353

    333

    314

    294

    274

    255

    225

    196

    186

    500

    353

    313

    284

    255

    216

    186

    157

    137

    118

    108

    510

    319

    289

    261

    234

    201

    172

    145

    126

    108

    99

    10Х2М1ФБ

    >196

    >343

    400

    333

    319

    304

    297

    284

    268

    235

    212

    186

    167

    450

    333

    314

    299

    294

    269

    250

    225

    201

    176

    167

    500

    250

    230

    201

    181

    162

    147

    132

    122

    108

    98

    550

    216

    196

    167

    147

    127

    113

    98

    83

    78

    70

    12МХ

    >225

    >411

    500

    368

    368

    353

    328

    299

    274

    207

    174

    135

    114

    15ХМ

    >235

    >441

    500

    412

    402

    372

    348

    314

    260

    217

    183

    142

    120

    20ХМЛ

    >245

    >441

    500

    412

    402

    372

    348

    314

    289

    217

    183

    142

    120

    20ХМФЛ

    >294

    >490

    500

    441

    412

    382

    348

    304

    265

    225

    196

    161

    144

    12X1 МФ2)

    >274

    >441

    450

    353

    343

    323

    303

    289

    268

    245

    227

    196

    186

    180

    500

    353

    343

    323

    304

    279

    260

    216

    186

    147

    137

    132

    550

    205

    192

    175

    162

    148

    132

    116

    104

    91

    84

    78

    15Х1М1Ф3)

    >314

    >490

    450

    383

    367

    363

    328

    300

    286

    250

    244

    220

    215

    210

    500

    363

    343

    333

    314

    288

    270

    240

    225

    186

    164

    150

    550

    260

    242

    210

    201

    182

    160

    150

    122

    107

    95

    87

    15Х1М1ФЛ

    >314

    >490

    500

    363

    343

    333

    314

    288

    270

    240

    225

    196

    184

    25X1 МФ

    >590

    >736

    500

    587

    549

    472

    392

    325

    281

    255

    212

    167

    16ГНМА

    >323

    >490

    400

    490

    490

    490

    478

    470

    442

    420

    380

    350

    320

    450

    437

    433

    428

    419

    406

    379

    339

    295

    242

    212

    500

    401

    383

    353

    316

    273

    229

    181

    139

    100

    80

    09X18Н9

    >196

    >490

    450

    360

    360

    360

    359

    341

    333

    315

    290

    260

    248

    10Х18Н9

    500

    360

    342

    333

    314

    285

    255

    238

    209

    190

    180


    ГОСТ Р 59115.4—2021


    Марка стали, сплава

    Кро,2, МПа

    R20, т ’

    МПа

    Темпе-ратураЧ °C

    Время, ч

    10

    30

    102

    3 • ю2

    103

    3 • 103

    104

    3 • 104

    105

    2 • 105

    ЗЮ5

    12Х18Н9

    >196

    >490

    550

    322

    313

    290

    274

    237

    200

    170

    152

    133

    122

    600

    266

    257

    231

    194

    166

    152

    120

    100

    85

    76

    08Х18Н10Т

    >196

    >490

    500

    374

    353

    333

    323

    309

    284

    255

    243

    201

    186

    550

    324

    304

    294

    266

    245

    208

    178

    144

    120

    108

    600

    276

    255

    226

    201

    167

    142

    117

    98

    93

    83

    12Х18Н10Т

    >216

    >529

    450

    372

    372

    372

    372

    372

    372

    372

    372

    333

    314

    12Х18Н12Т

    500

    372

    352

    333

    323

    314

    284

    255

    225

    196

    186

    550

    353

    333

    314

    294

    265

    235

    201

    171

    149

    140

    137

    600

    314

    284

    255

    240

    216

    186

    157

    127

    108

    97

    93

    12Х18Н12МЗТЛ

    >216

    >491

    500

    284

    280

    274

    270

    267

    235

    216

    186

    176

    162

    03Х16Н9М2 и ее

    >200

    >520

    450

    491

    477

    466

    456

    418

    391

    364

    339

    319

    306

    сварные

    500

    463

    432

    404

    378

    351

    325

    298

    274

    247

    233

    соединения

    550

    443

    411

    379

    315

    306

    274

    237

    203

    174

    158

    (электрод ЦТ-46)

    600

    388

    352

    310

    273

    237

    205

    172

    142

    114

    101

    08Х16Н11МЗ

    >196

    >510

    450

    372

    372

    372

    372

    372

    353

    343

    314

    294

    284

    500

    372

    372

    372

    343

    323

    304

    284

    245

    220

    196

    550

    332

    304

    274

    260

    245

    230

    216

    191

    167

    157

    600

    265

    240

    216

    196

    167

    157

    137

    110

    108

    96

    10Х17Н13М2Т

    >196

    >510

    500

    304

    284

    265

    250

    235

    216

    201

    176

    157

    147

    550

    255

    235

    216

    196

    176

    162

    147

    129

    118

    108

    600

    221

    203

    186

    167

    152

    132

    113

    98

    83

    77

    ХН35ВТ

    >392

    >736

    450

    637

    637

    637

    637

    637

    637

    625

    568

    549

    530

    500

    637

    588

    549

    529

    500

    480

    451

    412

    343

    323

    550

    539

    529

    490

    470

    441

    417

    372

    333

    304

    284

    600

    431

    412

    392

    363

    343

    314

    294

    250

    216

    196

    06Х20Н46Б

    >196

    >520

    550

    353

    333

    314

    294

    265

    235

    201

    171

    149

    137

    09Г2С

    >245

    >432

    400

    416

    392

    363

    347

    317

    287

    254

    223

    191

    173

    450

    319

    290

    259

    229

    198

    171

    143

    120

    97

    85


    ГОСТ Р 59115.4—2021


    Марка стали, сплава

    КрО,2,МПа

    К 20 ' т ’

    МПа

    Темпе-ратура1), °C

    Время, ч

    10

    30

    102

    3 • ю2

    103

    3 • 103

    ю4

    3 • ю4

    105

    2 • 105

    ЗЮ5

    500

    219

    192

    164

    139

    116

    96

    77

    62

    48

    48

    Zr + 2,5 % Nb

    >294

    >392

    300

    314

    301

    289

    276

    265

    255

    245

    225

    206

    196

    325

    304

    294

    284

    265

    245

    228

    212

    196

    181

    172

    350

    284

    267

    250

    232

    216

    198

    181

    164

    147

    137

    ПТ-ЗВ

    20

    637

    632

    622

    614

    605

    598

    588

    583

    150

    524

    524

    519

    517

    515

    514

    510

    505

    250

    470

    470

    470

    470

    470

    470

    461

    451

    350

    451

    451

    451

    451

    441

    441

    431

    431

    ПТ-7М

    20

    446

    436

    426

    421

    412

    407

    402

    387

    150

    348

    343

    333

    328

    319

    314

    304

    304

    350

    304

    304

    304

    304

    304

    304

    294

    294

    САВ-1

    80

    143

    139

    134

    130

    126

    122

    118

    115

    111

    100

    136

    132

    127

    123

    118

    114

    110

    106

    102

    150

    112

    105

    98,8

    93,2

    87,4

    82,5

    77,4

    73

    68,5

    200

    94

    87,4

    75,8

    66,6

    57,8

    50,8

    44

    03X21H32M3B

    >216

    >539

    500

    587

    587

    587

    573

    573

    560

    560

    511

    511

    550

    495

    495

    495

    483

    456

    404

    339

    313

    287

    07Х12НМФБ

    >420

    >580

    450

    483

    476

    467

    460

    454

    445

    437

    431

    420

    413

    411

    500

    429

    414

    398

    367

    339

    313

    285

    261

    236

    221

    213

    550

    352

    324

    294

    267

    241

    217

    191

    170

    147

    134

    128

    600

    258

    232

    204

    181

    157

    135

    114

    96

    80

    70

    65

    20Х1М1Ф1ТР

    >666

    £784

    450

    722

    693

    666

    630

    600

    570

    540

    512

    487

    460

    500

    597

    567

    535

    506

    474

    446

    415

    388

    360

    340

    550

    480

    450

    420

    390

    357

    328

    297

    270

    240

    220

    1Х16Н36МБТЮР

    >392

    >785

    500

    884

    850

    824

    808

    794

    768

    612

    579

    519

    500

    09Х16Н15МЗБ

    >245

    >540

    550

    472

    449

    431

    412

    372

    600

    432

    392

    355

    328

    294

    04X18Н10

    >157

    >441

    500

    304

    284

    265

    250

    235

    216

    201

    176

    157

    147


    ГОСТ Р 59115.4—2021


Марка стали, сплава

F?po,2, МПа

R20, т ’

МПа

Темпе-ратураЧ °C

Время, ч

10

30

ю2

3 • 102

103

3 • 103

ю4

3 • 104

ю5

2 • 105

ЗЮ5

03Х18Н11

>196

>510

550

255

235

216

196

176

162

147

129

118

108

10Х12В2МФ

>392

>588

500

350

322

300

272

250

230

215

195

175

167

1Х12В2МФ

550

275

251

230

210

190

172

157

142

129

120

10Х9МФБ

>450

>600

500

400

351

305

262

224

213

550

286

245

208

176

147

139

600

203

171

143

119

98

92

>350

>500

500

330

298

266

236

206

197

550

253

223

193

163

134

125

600

188

158

129

104

82

77

1) Температура в Кельвинах определяется по формуле Т(К) = Т(°С) + 273.

—46° —500 б550

2> Прогнозируемые значения на временной базе 5 ■ 105 ч: Rmt = 172 МПа, Rmt = 120 МПа, Rmt = 61 МПа.

450 —500 —550

3> Прогнозируемые значения на временной базе 5 ■ 105 ч: Rmt = 202 МПа, Rmt = 125 МПа, Rmt = 71 МПа.

Таблица А.2 — Средние значения пределов длительной прочности сварочных материалов Rmt , МПа

Марка стали, сплава

Темпера-тура1), °C

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

104

3 • 104

105

2 • 105

Электрод для ручной дуговой сварки

450

323

323

323

323

323

323

323

309

294

274

48А-1

500

294

291

289

286

284

274

265

232

200

171

530

274

271

270

257

245

232

220

198

176

157

600

274

250

225

198

171

152

132

120

108

98

Электрод для ручной дуговой сварки

450

323

323

323

323

323

323

323

309

294

274

48А-2

500

294

291

289

286

284

274

265

232

200

180

530

274

270

265

255

245

235

225

200

176

157

600

225

215

206

183

162

139

118

103

88

78

1> Температура в Кельвинах определяется по формуле Т(К) = Т(°С) + 273.


ГОСТ Р 59115.4—:


ю о К)

Таблица А.З — Средние значения относительного удлинения ATt и относительного сужения ZTt при длительном статическом нагружении материалов

Марка стали, сплава

Кр0,2 - МПа

R®, МПа

Температура1 \°С

Характеристики пластичности

Время, ч

10

30

102

3 • ю2

103

3 • 103

104

3 • 104

105

2 • 105

3 • 105

15ХМ

>235

>441

450

Атр %

Атр %

30

70

30

70

30

70

30

70

30

70

30

70

29

65

26

51

22

40

20

34

12МХ

>235

>411

500

Атр % zTt, %

34

70

34

70

34

70

31

59

24

42

18

33

16

28

18

30

26

35

36

44

12Х2М

>255

>451

450

Атр % zTt, %

25

75

25

75

25

75

25

75

25

75

25

75

25

75

25

75

25

75

25

75

500

Атр % z[, %

22

70

23

70

25

70

25

70

25

70

25

69

23

62

19

58

16

50

14

45

12X1 МФ

>274

>441

400

Атр % zTt, %

27

70

27

68

22

55

11

37

9

30

7,5

25

450

Атр % ZTp %

28

75

28

73

23

57

12

38

10

31

8,5

27

500

Атр % zTt, %

30

80

30

80

30

80

30

80

30

80

29

72

25

60

20

50

14

40

11

33

9,5

28

550

Атр % ZTp %

30

80

30

80

25

62

14

43

11

36

9

32

15Х1М1Ф

>314

>490

400

Атр % ZTt, %

21

75

24

70

18

54

9

31

7

25

5,5

21

15Х1М1Ф

>314

>490

450

Атр % zTt, %

25

82

22

77

19

57

10

33

8

27

6

23

15Х1М1Ф

>314

>490

500

Атр % ZTt, %

20

82

21

85

23

85

25

85

26

80

25

73

20

60

15,5

49

11

36

8,5

29

24

550

Атр % ZTt, %

26

85

23

82

20

63

11

39

8,5

33

6,5

29

12Х18Н10Т

12Х18Н12Т

08Х18Н10Т

>216

>529

550

Атр % zTt, %

22

34

17

29

14

24

12

21

10,5

18

9

16

8

14

7,5

14

7

14

6,5

14

600

Атр % ZTt, %

16

40

13

32

11

26

9,5

21

8,5

17

7,5

17

6,5

17

6,5

18

7

20

6,5

21


ГОСТ Р 59115.4—2021


Марка стали, сплава

Rpo,2 , МПа

r£°, МПа

Температура1),°C

Характеристики пластичности

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

104

3 • ю4

105

2 • 105

3 • 105

20ХМЛ

>245

>441

500

АТр % zTt, %

30

45

27

45

20

43

11

32

7

20

6

13

6,5

10

9

13

18

25

24

32

20ХМФЛ

>294

>490

500

АТр % zTt, %

25

65

25

65

25

65

25

65

25

65

23

52

17

40

12

32

8

24

6

20

15Х1М1ФЛ

>314

>490

500

Атр % zTt, %

16

60

17

60

19

60

20

60

20

60

20

55

16

40

12

30

9

22

7

18

05Х12Н2М-ВИ

>372

>539

450

Атр % ZTt, %

12

55

12

55

12

55

12

55

12

55

12

55

12

55

12

55

12

55

12

55

500

Атр% ZTt, %

12

50

12

50

12

50

12

50

12

50

12

50

12

50

12

50

12

50

12

50

05Х12Н2М-ВИ

>372

>539

550

А], %

Z[, %

14

55

14

55

14

55

14

55

14

55

14

55

14

55

14

55

14

55

14

55

12Х18Н9

>196

>490

500

Атр % ZTt, %

28

44

25

38

21

33

16

29

15

25

14

22

12

19

11

17

9

14

8

13

550

Атр %

Z[, %

29

46

24

40

20

34

17

30

14

26

12

23

10

16

10

16

10

16

10

16

600

Атр % z[, %

22

40

18

33

17

31

22

34

27

42

24

32

15

23

10

16

7

11

5

9

ХН35ВТ

>392

>736

500

Атр % ZTt, %

13

18

10

15

9

13

7

10

5

7,5

4,5

7

4

6

3,5

5

3

4,5

3

4,5

550

Атр %

Z[, %

13

18

10

15

8

12

6

9

5

7,5

4

6

3

4.5

3

4,5

3

4,5

3

4,5

600

Атр %

Z[, %

15

22

11

16

9

13

6

9

5

7

4

6

4

6

4

6

4

6

4

6

10Х2М1ФБ

>196

>343

400

Атр % z[, %

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

450

Атр % z[, %

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68

15

68


ГОСТ Р 59115.4—2021


го о


Марка стали, сплава

К₽о,2 - МПа

o, МПа

Температура1),°C

Характеристики пластичности

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

104

3 • 104

105

2 • 105

3 • 105

10Х2М1ФБ

>196

>343

500

АТр %

16

16

16

16

16

16

16

16

16

16

z[, %

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

10Х2М1ФБ

>196

>343

550

Атр %

17

17

17

17

17

17

17

17

17

17

z[, %

68

68

68

68

68

68

68

68

68

68

08Х16Н11МЗ

>196

>510

550

Атр %

32

32

32

32

32

27

27

27

27

27

z[, %

35

35

35

35

34

32

32

32

32

32

600

Атр %

33

33

33

33

33

33

28

25

21

19

z[, %

36

36

36

36

36

36

35

30

24

22

03Х16Н9М2

>200

>520

450

Атр %

38,5

33,5

30,5

27,5

25,5

24,0

23,0

500

Атр %

41,0

37,0

33,0

30,5

27,5

26,0

24,5

23,0

22,0

21,5

550

Атр %

34,0

29,5

28,5

26,5

25,0

24,0

22,5

22,0

22,0

21,5

600

Атр %

29,5

28,0

26,0

25,0

24,0

23,5

23,0

23,5

24,5

25,0

650

Атр %

27,0

26,0

25,0

24,5

24,5

25,0

26,0

28,0

30,5

33,5

10Х2М

>245

>392

450

Атр %

17

17

16

13

13

16

16

20

20

20

z[, %

50

50

50

50

50

50

50

50

40

33

500

Атр %

18

18

16

16

15

15

16

16

16

16

Z[, %

50

50

50

50

50

50

50

50

40

33

510

Атр %

18

18

16

16

15

15

16

16

16

16

z[, %

50

50

50

50

50

50

50

50

40

33

12ХМ

>235

>441

500

Атр %

34

34

34

34

24

18

16

18

26

26

z[, %

70

70

59

42

33

28

30

35

37

44

550

Атр %

26

22

20

20

21

23

27

33

40

44

z[, %

59

46

34

30

29

31

36

40

46

50

09X18Н9

>196

>490

500

Атр %

28

25

21

16

15

14

12

11

9

8

z[, %

44

38

33

29

25

22

19

17

14

13

550

Атр %

29

24

20

17

14

12

10

10

10

10

z[, %

46

40

34

30

26

23

16

16

16

16

600

Атр %

22

18

17

22

27

24

15

10

7

5


ГОСТ Р 59115.4—2021


Марка стали, сплава

Рро,2 , МПа

r£°, МПа

Температура1),°C

Характеристики пластичности

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

104

3 • 104

105

2 • 105

3 • 105

z[, %

33

31

34

42

32

23

16

13

17

9

09Г2С

>245

>432

400

Af %

29

32

34

36

37

38

37

36

31

32

zTt, %

44

46

48

52

52

52

51

49

46

44

450

АТр %

54

51

48

46

43

40

37

34

30

28

z[, %

67

64

60

57

54

50

46

42

38

36

500

ATp %

53

52

51

50

50

49

49

49

49

49

z[, %

62

62

59

56

53

50

47

43

39

37

16ГНМА

>323

>490

450

ATp %

26

23

21

18

15

12

10

7

5

4

z[, %

ПТ-ЗВ

20

z[, %

30

30

30

30

30

30

30

30

30

30

30

150

Z[, %

52

52

52

52

52

52

52

52

52

52

52

250

Z[, %

59

59

59

59

59

59

59

59

59

59

59

350

z{, %

64

64

64

64

64

64

64

64

64

64

64

ПТ-7М

20

z[, %

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

150

z[, %

41

41

41

41

41

41

41

41

41

41

41

350

z[, %

57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

57

САВ-1

80

ATp %

12,2

7,3

4,3

3,0

2,6

1,5

z[, %

31

29

26

25

24

22

07Х12НМФБ

>420

>580

450—600

z[ %

70

70

70

70

70

70

55

38

23

17

15

20Х1М1Ф1ТР

>666

>784

450

ATp %

10

8,5

7

6

6

6,5

8

8

8

8

Z[, %

65

65

65

65

65

65

65

65

65

65

500

A], %

10

8,5

7

6

6

6,5

8

8

8

9

z[, %

71

69

69

69

69

67,5

66,5

65

64

63

550

ATp %

11

11

10

10

10

9

8

7,5

6

5

z{, %

79

75

75

72,5

69,5

67

63,5

60

57

55

10Х9МФБ

>350

>500

500

ATp %

18

17

15

15

z[, %

80

77

75

74

550

ATp %

21

18

15

14

Таблица А.4 — Средние значения относительного удлинения и сужения при длительном статическом нагружении сварочных материалов

Марка стали

Температура1), °C

Характеристики пластичности

Время, ч

10

102

103

ю4

105

2 • 105

Электроды для ручной дуговой сварки 48А-1 и

530

Атр %

20

18

13

8

8

8

48А-2

zTt, %

45

35

30

14

14

14

600

Атр %

20

20

20

10

10

10

z[ %

50

45

25

16

16

16

1> Температура в Кельвинах определяется по формуле Т(К) = Т(°С) + 273.

Таблица А.5 — Минимальные значения пределов длительной прочности R^t, МПа

Марка стали, сплава

Яр0,2- МПа

RTm, МПа

Температура1), °C

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

ю4

3 • 104

105

2 • 105

3 • 105

10Х2М

>245

>392

450

296

282

266

251

235

219

204

180

157

149

500

255

250

227

204

174

149

126

110

94

86

510

255

231

209

187

161

137

116

101

86

79

12Х2М

>343

>539

500

338

323

309

265

221

199

162

133

110

99

>255

>451

500

294

279

257

221

191

162

133

110

89

79

10Х2М1ФБ

>196

>343

400

256

246

234

229

219

206

181

163

143

129

450

256

242

230

226

207

193

173

155

136

129

500

193

177

155

139

125

113

102

94

83

75,5

15ХМ

>235

>441

500

330

322

298

278

251

208

174

146

114

96

12МХ

>225

>411

500

275

296

265

262

239

219

166

139

108

91

20ХМЛ

>245

>441

500

309

301

279

261

235

217

163

137

106

90

20ХМФЛ

>294

>490

500

331

309

286

261

228

198

169

147

121

108

Марка стали, сплава

К₽о,2 - МПа

R*0, МПа

Температура1),°C

Характеристики пластичности

Время, ч

10

30

ю2

3 • ю2

103

3 • 103

ю4

3 • ю4

ю5

2 • 105

3 • ю5

10Х9МФБ

>350

>500

z[, %

86

84

82

81

600

АТр % z[, %

24

86

20

83

15

83

13

83

1) Температура в Кельвинах определяется по формуле Т(К) = Т(°С) + 273.


ГОСТ Р 59115.4—2021


Марка стали, сплава

^р0,2’ МПа

RTm, МПа

Температура1), °C

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

104

3 • 104

ю5

2 • 105

3 • 105

12X1 МФ2)

>274

>441

450

258

250

236

221

211

196

179

166

143

136

134

500

258

250

236

222

204

190

158

136

107

100

98

550

160

135

105

80

70

62

15X1М1Ф3)

>314

>490

450

295

250

210

182

175

168

500

232

220

213

201

184

173

154

144

125

118

110

550

190

163

127

95

82

72

15Х1М1ФЛ

>314

>490

500

232

220

213

201

184

173

154

144

126

118

25X1 МФ

>590

>736

500

440

412

354

294

244

211

191

159

125

16ГНМА

>323

>490

400

392

392

392

382

376

354

336

304

280

256

450

350

346

342

335

325

303

271

236

194

170

09X18Н9

>196

>490

450

271

271

271

270

256

250

236

218

196

187

10Х18Н9

500

271

257

250

236

214

192

179

157

143

135

12Х18Н9

550

242

235

218

206

178

150

128

114

100

92

600

200

193

174

146

125

114

89

75

64

57

08Х18Н10Т

>196

>490

500

281

265

250

242

232

213

191

182

151

140

550

243

228

221

200

184

156

134

108

90

81

600

207

191

170

151

125

106

88

74

70

62

12Х18Н10Т

>216

>529

450

279

279

279

279

279

279

279

279

250

236

12Х18Н12Т

500

279

264

250

242

236

213

191

169

147

140

550

265

250

236

221

199

176

151

128

112

105

103

600

236

213

191

180

162

140

118

95

81

73

70

12Х18Н12МЗТЛ

>216

>491

500

213)

209

206

202

199

176

162

140

132

121

03Х16Н9М2 и

>200

>520

450

369

359

350

343

314

294

274

255

240

230

ее сварные

500

348

325

304

284

264

244

224

206

186

175

соединения

550

333

309

285

237

230

206

178

153

131

119

(электрод ЦТ-46)

600

292

265

233

205

178

154

129

107

86

76

08Х16Н11МЗ

>206

>510

450

279

279

279

279

279

265

257

235

220

213

500

279

279

279

257

242

227

212

183

165

147


ГОСТ Р 59115.4—2021


Марка стали, сплава

^ро,2’ МПа

Р^, МПа

Температура1), °C

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 • 103

104

3 • 104

105

2 • 105

3 • 105

550

250

227

206

195

185

170

160

141

124

116

600

196

178

160

145

124

116

101

81

80

71

10Х17Н13М2Т

>196

>510

550

191

176

162

147

132

121

110

97

88

80

600

165

152

139

124

114

100

84

73,5

62

58

ХН35ВТ

>392

>736

450

465

465

465

465

465

465

447

415

401

386

500

465

429

401

386

365

350

329

301

250

236

550

393

386

358

343

322

304

272

243

222

207

600

315

301

286

265

250

229

215

183

158

143

06Х20Н46Б

>196

>520

550

265

250

236

221

199

177

151

129

112

103

09Г2С

>245

>432

400

279

263

243

232

212

192

170

149

128

116

450

214

194

174

153

133

115

95,8

80,4

65

57

05X12Н2М

>372

>539

450

353

343

303

294

216

196

186

186

176

167

500

255

255

216

206

176

157

127

118

108

98

550

176

176

147

137

118

108

98

88

73

69

03X21Н32МЗБ

>216

>539

500

441

441

441

431

431

421

421

384

384

550

372

372

372

363

343

304

255

235

216

07Х12НМФБ

>420

>580

450

421

414

407

401

394

388

381

376

366

361

358

500

339

327

314

292

268

247

225

206

186

174

168

550

278

256

232

211

190

171

151

134

116

106

101

600

204

183

161

143

124

107

90

76

63

55

51

20Х1М1Ф1ТР

>666

£784

350

592

584

576

568

560

556

552

542

536

532

400

568

564

560

552

544

528

512

496

464

448

450

540

528

512

496

476

456

432

408

386

368

500

478

454

428

405

379

357

332

311

288

272

550

384

360

336

312

286

263

238

216

192

176

10Х12В2МФ

>392

>588

500

263

242

225

204

188

173

161

146

131

125

1Х12В2МФ

550

206

188

173

158

143

129

118

107

96,8

90

1Х16Н36МБТЮР

>392

>785

500

663

638

618

606

596

576

459

434

389

375


ГОСТ Р 59115.4—2021


Марка стали, сплава

^р0,2’ МПа

RTm, МПа

Температура1), °C

Время, ч

10

30

102

3 • 102

103

3 ■ 103

ю4

3 • ю4

ю5

2 • 105

3 • 105

09Х16Н15МЗБ

>245

>540

550

354

337

323

309

279

600

324

294

266

246

221

04Х18Н10

>157

>441

500

228

214

199

188

177

162

151

132

118

111

03Х18Н11

>196

>510

550

192

177

162

147

132

122

111

97

89

81

10Х9МФБ

>450

>600

500

330

290

251

216

185

176

550

236

202

172

145

121

115

600

167

141

118

98

81

76

10Х9МФБ

>350

>500

500

263

236

209

184

159

152

550

198

173

149

125

104

98

600

145

122

101

82

65

61

1) Температура в Кельвинах определяется по формуле Т(К) = Т(°С) + 273.

2> Прогнозируемые значения на временной базе 5-105 ч: = 123 МПа, R^0 = 86 МПа, R^t° = 43 МПа.

3) Прогнозируемые значения на временной базе 5 ■ 105 ч: R^t° = 144 МПа, R^t° = 89 МПа, R^t° = 50 МПа.

ГОСТ Р 59115.4—2021


Приложение Б (справочное)


Изохронные кривые деформирования


Б.1 Изохронные кривые деформирования в координатах напряжение—деформация (о—е) строят по параметру t на длительности 10, 30, 102, 3-102, 103, 3 ■ 103, 104, 3 • 104, 105, 2 ■ 105, 5 ■ 105 ч.

Б.2 Изохронные кривые деформирования вычисляют согласно формуле


е(о) = ее + гр + ес,


(Б.1)


где ее — упругая часть деформации;

ер — пластическая часть деформации;

ес — деформация ползучести.

Упругая часть деформации определяется по формуле


о ее -


(Б.2)


где Ет— модуль Юнга, МПа.

Пластическая часть деформации представляет собой разницу между полной деформацией при упруго-пластическом нагружении Еер и упругой частью деформации ее


Ер = Еер - Ее.

Пластическую часть деформации ер рекомендуется определять согласно выражению ° = Ар ’ ер-


(Б.З)


(Б.4)


где Ар, пр — коэффициенты материала.

Деформацию ползучести ес определяют из зависимости для скорости ползучести ё, 1 /ч:


ып<

ас

(

Ь —


■ е™с при ес < е'


при ес > е'


(Б.5)


где о0 = 100 МПа;

е' — деформация перехода от первой ко второй стадии ползучести;

ас, b, тс, пс — коэффициенты, определяемые методом наименьших квадратов путем обработки первичных кривых ползучести (в координатах «е—Ь>).

Деформация ползучести определяется из зависимости

при ес < е'


(Б.6)


при Ес > е'

где t — время, ч;

f — время, соответствующее деформации е'.

Деформацию е', соответствующую переходу от первой стадии ползучести ко второй стадии, получают по первичным кривым ползучести.

Рассматриваются текущий и последующий временные интервалы, начиная с 0 ч шириной 500 ч с шагом в 100 ч. Границы /-го временного интервала в часах [0 + / • 100, 500 + / • 100], где / = 0, 1,2... . На текущем (/-м) и последующем (/ + 1) временных интервалах методом наименьших квадратов аппроксимируется зависимость е—t линейными функциями, по которым определяются скорости ползучести для текущего и последующего временных интервалов.

За начало второй стадии ползучести принимается левая граница последующего интервала (по деформациям) при условии, что абсолютная разница скоростей ползучести между двумя соседними интервалами составляет менее 5 %.

Б.З При расчетах в условиях облучения хромо-никелевых сталей аустенитного класса формула скорости ползучести ео6л принимается в виде

(Б.7)

. 1 ( Q "I

где /< = — ехр —— ;

{RTJ

= 4,26 • 103 сна/год;

Q = 7,75 • 104 Дж/моль;

R = 8,314 Дж/(К • моль);

Т — абсолютная температура облучения (испытаний), К;

Ф — скорость набора повреждающей дозы, сна/год.

Б.4 При отсутствии экспериментальных данных или данных в настоящем стандарте допускается проводить экстраполяцию изохронных кривых. Экстраполяцию изохронных кривых на временную базу 5 • 105 ч для заданной деформации е проводят по формуле

°5Ю5 -0,95'а21° а5’ (Б-8>

и1-105

где о5.105, о2.105, ^1-ю5 — значения напряжений при заданном уровне деформации на временных базах 5 ■ 105, 2 ■ 105 и 1 • 105 ч соответственно.

При отсутствии данных в настоящем стандарте или экспериментальных данных в качестве изохронной кривой на временной базе 3 • 105 ч следует принимать изохронную кривую, экстраполированную на временную базу 5 • 105ч.

При проведении экстраполяции должно выполняться условие

W<R!n(f = 5-1054)' (Б-9)

Б.5 На рисунках Б.1—Б.17 приведены изохронные кривые деформирования.

  • а) При Т= 773 К (500 °C)

Рисунок Б.1 — Изохронные кривые деформирования сталей марок 15ХМ и 12ХМ

б) При Т= 823 К (550 °C)


Рисунок Б.1, лист 2


а) При Т = 723 К (450 °C)


Рисунок Б.2 — Изохронные кривые деформирования стали марки 12Х2М (^ро,2 = 245 МПа; R® = 392 МПа)


б) При Т= 773 К (500 °C)

, МПа

в) При Г = 823 К (550 °C)

Рисунок Б.2, лист 2

г) При Г =838 К (565 °C)

д) При Т= 873 К (600 °C)

Рисунок Б.2, лист 3


а) При Т= 773 К (500 °C)



б) При Т = 813 К (540 °C)


Рисунок Б.З — Изохронные кривые деформирования стали марки 15Х1М1Ф (Яро,2 = 314 МПа; R?0 = 490 МПа)


в) При Т= 843 К (570 °C)

Рисунок Б.З, лист 2

а) При Т= 723 К (450 °C)

Рисунок Б.4 — Изохронные кривые деформирования стали марки 12Х18Н9 (Т?ро,2 = 196 МПа; 7?^° = 490 МПа)

б) При Т= 773 К (500 °C)



в) При 7 =823 К (550 °C)

Рисунок Б.4, лист 2


, МПа ст, МПа


г) При Т= 873 К (600 °C)



д) При Т= 923 К (650 °C)

Рисунок Б.4, лист 3


. МПа а, мПа


а) При Т= 773 К (500 °C)


б) При Т = 823 К (550 °C)


Рисунок Б.5 — Изохронные кривые деформирования стали марки 08Х16Н11МЗ, 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т (Kp°,2 = 196 МПа; R?0 = 510 МПа)

, МПа

в) При Г =873 К (600 °C)

Рисунок Б.5, лист 2

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

е, % а) При Т= 773 К (500 °C)

Рисунок Б.6 — Изохронные кривые деформирования стали марки 12X1 МФ (Т?ро,2 = 274 МПа; R?0 = 441 МПа)

  • б) При Т= 823 К (550 °C)

Рисунок Б.6,лист 2

а) При Т= 723 К (450 °C)

Рисунок Б.7 — Изохронные кривые деформирования стали марки 05X12Н2М (Rpo,2 = 372 МПа; R?0 = 539 МПа)

ст, МПа

I I I I I I I I

о -----------------i-----------------i-----------------i-----------------i-----------------i-----------------1-----------------i-----------------1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

e, %

  • в) При 7= 823 К (550 °C)

Рисунок Б.7, лист 2

а) При Т= 673 К (400 °C)


б) При Т= 723 К (450 °C)


Рисунок Б.8 — Изохронные кривые деформирования стали марки 16ГНМА (^ро,2 = 323 МПа; R?° = 493 МПа)


Г| МПа ст, МПа


а) При Т = 723 К (450 °C)


0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0


£, % б) При Т= 773 К (500 °C)

Рисунок Б.9 — Изохронные кривые деформирования стали марки 09X18Н9 (Т?ро,2 = 196 МПа; R® = 490 МПа)

>МПа ст, МПа


в) При Г =823 К (550 °C)



г) При Т= 873 К (600 °C)

Рисунок Б.9, лист 2



200


г, МПа


160

120

80

40

0

10—103ч

ЗИ О3

104 А

3-104

ю5

2-Ю5


0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

£,% б) При Т= 773 К (500 °C)

Рисунок Б. 10 — Изохронные кривые деформирования стали марки 08X18Н12Т (Нро,2 = 196 МПа; R?0 = 490 МПа)


в) При Г = 823 К (550 °C)



г) При Т= 873 К (600 °C)

Рисунок Б. 10, лист 2


МПа аМПа



а) При Т= 773 К (500 °C)



б) При Т= 823 К (550 °C)

Рисунок Б.11 — Изохронные кривые деформирования стали марки 03Х16Н9М2 (^ро,2 = 200 МПа; /?^° = 520 МПа)

, МПа о, МПа




г) При Г =923 К (650 °C)

Рисунок Б.11, лист 2


, МПа о, МПа


а) Нро,2 * 440 МПа; R?° > 588 МПа



б) Кро,2 * 345 МПа; R?0 > 490 МПа

Рисунок Б. 12 — Изохронные кривые деформирования стали марки 10Х9МФБ при температуре Т = 500 °C

МПа о, МПа


а) Яро,2 440 МПа; R£o > 588 МПа


0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0


е, % б) Кро,2 * 345 МПа; R> 490 МПа

Рисунок Б. 13 — Изохронные кривые деформирования стали марки 10Х9МФБ при температуре Т = 550 °C

, МПа а, МПа


а) Кро,2 * 440 МПа; R*> > 588 МПа


б) ^?ро,2 345 МПа; /?20 > 490 МПа


Рисунок Б.14 — Изохронные кривые деформирования стали марки 10Х9МФБ при температуре Т = 575 °C



б) При Т= 550 °C

Рисунок Б.15 — Изохронные кривые деформирования стали марки 20Х1М1Ф1ТР


МПа ст, МПа


а) При Т= 500 °C


£,%


б) При 7=520 °C

Рисунок Б. 16 — Изохронные кривые деформирования стали марки 10Х2М

■, МПа о, МПа


в) При 7=550 °C


200


160

120

80

40

0


10 ч

30

102

3-102

103 З-Ю3

104 ЗЮ4

10s

210s


0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0


е, %


г) При 7=570 °C

Рисунок Б. 16, лист 2


а) При Т= 500 °C



б) При Т= 550 °C

Рисунок Б.17 — Изохронные кривые деформирования стали марки 07Х12НМФБ


в) При 7=600 °C

Рисунок Б. 17, лист 2

Б.6 Для сталей марок 07Х12НМФБ (см. рисунок Б.17), 08Х16Н11МЗ (см. рисунок Б.9), 09Х18Н9 (см. рисунок Б.5) при построении изохронных кривых по уравнению (Б.6) использованы коэффициенты, приведенные в таблице Б.1. Пределы пропорциональности этих кривых приведены в таблице Б.2.

Таблица Б.1 — Коэффициенты уравнения (Б.6) для сталей марок 07Х12НМФБ (см. рисунок Б. 17), 08Х16Н11МЗ (см. рисунок Б.9), 09X18Н9 (см. рисунок Б.5)

7, °C

тс

ас

b

пс

е', м/м

Сталь марки 07Х12НМФБ

500

-2,29

1,30 • 10"16

2,07 • 10"13

12,4

0,040

550

-2,07

1,60 • ю-12

1,25 • 10~9

9,95

0,040

600

-1,87

6,88 • 1О-10

2,83 • 10~7

7,68

0,040

Сталь марки 08Х16Н11МЗ

500

-1,50

7,35 • 10"14

1,86 • 10"11

13,8

0,025

550

-1,10

1,34 • 10"11

6,12 • 1О-10

12,5

0,031

600

-0,65

1,20 • 10"8

8,76 • 10~8

11,2

0,047

Сталь марки 09X18Н9

500

-1,50

4,82 • 10"13

6,26 • 10~11

13,5

0,039

550

-1,35

8,77 • 1О-10

4,40 • 10-8

10,2

0,055

600

-0,63

5,0 • 10~7

2,67 • 10-6

8,20

0,070

Таблица Б.2 — Пределы пропорциональности (в МПа) изохронных кривых для сталей марок 07Х12НМФБ (см. рисунок Б.17), 08Х16Н11МЗ (см. рисунок Б.9), 09X18Н9 (см. рисунок Б.5)

Марка стали, сплава

7, °C

Время, ч

10

30

102

3 ■ 102

103

3 • 103

104

3 ■ 104

105

2 • 105

5 • 105

07Х12НМФБ

500

126

111

98

87

76

67

59

52

46

42

38

550

51

44

37

31

26

22

19

16

13

13

11

600

19

15

12

9

7

6

5

4

3

2

2

Окончание таблицы Б. 2

Марка стали, сплава

Т, °C

Время, ч

10

30

102

3 • ю2

103

3 ■ 103

ю4

3 • ю4

105

2 • 105

5 ■ 105

08Х16Н11МЗ

500

125

113

102

92

83

75

68

61

55

52

48

550

113

102

91

82

73

65

59

52

47

44

40

600

80

71

63

55

50

44

39

34

32

29

50

09X18Н9

500

106

96

86

78

70

63

57

51

46

43

40

550

55

47

41

35

30

26

23

20

17

15

14

600

54

45

38

32

27

23

19

16

13

12

10

Б.7 Для алюминиевых сплавов марки САВ-1 допускается использование изохронных кривых, построенных по уравнению (Б.6) с коэффициентами, приведенными в таблице Б.З. Также данные коэффициенты допускается использовать при расчете напряженно-деформированного состояния с учетом ползучести конструкций, изготовленных из алюминиевых сплавов марки САВ-1. При напряжениях ниже значений, приведенных в таблице Б.З, скорость ползучести принимается постоянной.

Таблица Б.З — Коэффициенты уравнения Б.З для сплава САВ-1

Г, °C

Уровень напряжений

ё, 1/ч

Ь, 1/ч

пс

100

о < 80 МПа

1,0 • 10~6

о > 80 МПа

5,0 • 10-6

6,2

200

о < 50 МПа

2,0 • 10-6

о > 50 МПа

5,6 • 10~5

6,2

Б.8 Для определения предела пропорциональности R^e по изохронным кривым используется приведенная ниже процедура.

За предел пропорциональности следует принимать наибольшее напряжение, при котором еще выполняется условие

Графическая интерпретация метода приведена на рисунке Б. 18.

В качестве приближенной оценки предела пропорциональности можно использовать напряжение соответствующее остаточной пластической деформации, равной 0,01 % (см. рисунок Б. 18).

Б.9 Приближенную оценку релаксации напряжений для сталей, приведенных в приложении А, проводят по зависимости

1

о(Г) = о0(1 + (лс-1) ЕТп0с^ Ь ^-пс , (Б.11)

где о0 — напряжение в начальный момент времени;

Ь, пс — коэффициенты уравнения второй стадии ползучести в уравнении (Б.6).

Релаксационную стойкость (остаточное напряжение) шпилек и шайб определяют в соответствии с ГОСТ 20700—75 (приложение 4). Для шпилек и шайб из стали марки 20Х1М1Ф1ТР релаксационная стойкость (остаточное напряжение) приведена в таблице Б.4.

Деформация, %

Рисунок Б. 18 — Определение предела пропорциональности

Таблица Б.4 — Релаксационная стойкость деталей из стали марки 20Х1М1Ф1ТР

Т, °C

^mwO' МПа

Время нагружения, ч

100

1000

3000

5000

8000

10000

Остаточные напряжения <smw, МПа

450

245,5

210,8

203,0

199,1

197,1

193,2

190,3

294,2

253,0

245,2

238,3

233,4

231,4

227,5

343,2

292,2

282,4

275,6

269,7

266,7

264,8

500

245,2

198,1

189,3

182,4

178,5

172,6

170,6

294,2

238,3

223,6

220,7

214,8

208,9

203,0

343,2

276,5

256,9

247,1

244,2

238,3

237,3

565

196,1

191,2

129,4

113,8

109,8

103,0

101,0

245,2

174,6

147,1

132,4

121,6

113,8

108,9

294,2

194,2

171,6

152,0

140,2

130,4

343,2

219,7

187,9

164,8

Приложение В (справочное)

Влияние облучения на длительную прочность сталей марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9 и 08Х16Н11МЗ

  • В.1 Кривые длительной прочности в координатах «предел длительной прочности — время до разрушения»

    • В.1.1 Кривые длительной прочности в координатах «предел длительной прочности RTmt— время до разрушения /» используются при выборе основных размеров элемента (компонента) конструкции. Зависимости минимальных значений пределов длительной прочности RTmt, МПа, для различных температур Т, °C, описываются следующим уравнением:

lg(f) = а0 + [(7+ 273) - Та] • [Ьо + b1 Ig/?^ + b2 ■ (lg/?^)2], (В.1)

где а0, Ьо> bvb2 — константы, зависящие от марки стали и скоростей набора повреждающей дозы, приведены в таблицах В.1 и В.2;

Та — параметр; для сталей, приведенных в таблице А.1 — Та = 0.

  • В.1.2 Значения констант а0, Ьо, bv b2 для различных скоростей набора повреждающей дозы Ф приведены в таблицах В.1 (стали марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9) и В.2 (сталь марки 08Х16Н11МЗ).

  • В.1.3 Кривые минимальных значений пределов длительной прочности RTmt для температур 500 °C, 550 °C и 600 °C и скоростей набора повреждающих доз Ф от 0 до 1,43 сна/год приведены на рисунках В.1 (стали марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9) и В.2 (сталь марки 08Х16Н11МЗ).

Таблица В.1 — Значения констант а0, Ьо, bv b2 для сталей марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9

Скорость набора повреждающей дозы Ф, сна/год

ао

ьо

bi

ь2

0

26,54

-0,05063

0,033730

-0,010760

1,43 • 10"2

22,00

-0,03623

0,023570

-0,008045

2,86 • 10"2

20,50

-0,03079

0,019390

-0,006916

7,15 • 10"2

18,86

-0,02488

0,014790

-0,005691

1,43 • 10~1

17,98

-0,02084

0,011270

-0,004756

2,86 • 10-1

17,43

-0,01783

0,008385

-0,003984

7,15 • IO"1

17,07

-0,01497

0,005233

-0,003133

1,43

16,97

-0,01336

0,003207

-0,002583

Таблица В.2 — Значения констант а0, Ьо, bv b2 для стали марки 08X16Н11 М3

Скорость набора повреждающей дозы Ф, сна/год

ао

ьо

bi

ь2

0

27,20

-0,06128

0,044030

-0,013220

1,43 • 10"2

21,99

-0,04088

0,028990

-0,009387

2,86 • 10"2

20,38

-0,03552

0,025200

-0,008407

7,15 • 10~2

18,34

-0,02850

0,020110

-0,007095

1,43 • 10"1

16,99

-0,02309

0,015940

-0,006034

2,86 • 10~1

15,91

-0,01915

0,012900

-0,005262

7,15 • 10-1

14,97

-0,01340

0,007621

-0,003896

1,43

14,42

-0,01071

0,005070

-0,003221

Предел длительной прочности, R^, МПа Предел длительной прочности, R^, МПа



Время до разрушения, ч

а) При Г =500 °C



Время до разрушения, ч

  • б) При Т= 550 °C

Рисунок В.1 — Кривые минимальных значений пределов длительной прочности RTmt стали марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9 при различных температурах Т и скоростях повреждающей дозы Ф

Время до разрушения, ч

  • в) При 7=600 °C

1 — исходное состояние; 2 — Ф = 1,43 • 10-2 сна/год; 3 — Ф = 2,86 • 10-2 сна/год; 4 — Ф = 7,15 • 10-2 сна/год; 5 — Ф = 1,43 ■ 10-1 сна/год; 6 — Ф = 2,86 • 10-1 сна/год; 7 — Ф = 7,15 • 10-1 сна/год; 8 — Ф = 1,43 сна/год

Рисунок В.1, лист 2

Предел длительной прочности, МПа Предел длительной прочности, R^, МПа


Время до разрушения, ч


Время до разрушения, ч


  • б) При Т= 550 °C

Рисунок В.2 — Кривые минимальных значений пределов длительной прочности /Детали марки 08Х16Н11МЗ при различных температурах Т и скоростях повреждающей дозы Ф

  • в) При 7=600 °C

1 — исходное состояние; 2 — Ф = 1,43 ■ 10-2 сна/год; 3 — Ф = 2,86 • 10"2 сна/год; 4 — Ф = 7,15 ■ 10*2 сна/год; 5 — Ф = 1,43 • 10~1 сна/год; 6 — Ф = 2,86 ■ 10~1 сна/год; 7 — Ф = 7,15 ■ 10~1 сна/год; 8 — Ф = 1,43 сна/год

Рисунок В.2, лист 2

  • В.2 Минимальные значения истинных напряжений при разрыве при длительном статическом нагружении

  • В.2.1 Истинные напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении R^используются при расчете длительного повреждения. Зависимости минимальных значений истинных напряжений /?£для различных температур 7 (°C) описываются следующим уравнением

lg(0 = а0 + [(7 + 273) - Та] • [Ьо + Ь1 • IgKтс + b2 (lg^)2], (В.2)

где t — время до разрушения, ч;

а0, Ьо, bv Ь2 — константы, зависящие от марки стали и скоростей набора повреждающей дозы;

7а — параметр; для сталей, приведенных в таблице А.1 — Тд = 0.

  • В.2.2 Значения констант а0, Ьо, bv b2 для различных скоростей набора повреждающей дозы Ф приведены в таблицах В.З (стали марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9) и В.4 (сталь марки 08Х16Н11МЗ).

  • В.2.3 Кривые минимальных значений истинных напряжений R^. для температур 500 °C, 550 °C и 600 °C и скоростей повреждающих доз Ф от 0 до 1,43 сна/год приведены на рисунках В.З (сталь марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9) и В.4 (сталь марки 08Х16Н11МЗ).

Таблица В.З — Значения констант а0, Ьо, Ь1, Ь2 для сталей марок 09X18Н9, 10X18Н9, 12X18Н9

Скорость набора повреждающей дозы Ф, сна/год

ао

ьо

bi

ь2

0

20,32

-0,011670

-0,0020170

-0,0007454

1,43 • IO"2

16,78

-0,009173

-0,0007445

-0,0010710

Окончание таблицы В.З

Скорость набора повреждающей дозы Ф, сна/год

ао

ьо

ь1

ь2

2,86 • 10"2

16,20

-0,009749

+0,0004725

-0,0014070

7,15 • 10-2

15,57

-0,008724

-1,2390-10-4

-1,2636-10"3

1,43 • 10~1

15,13

-0,008459

-0,0001055

-0,0012820

2,86 • 10~1

15,00

-0,008859

+0,0002550

-0,0014040

7,15 • 10"1

15,05

-0,009675

+0,0007063

-0,0015550

1,43

15,16

-0,009746

+0,0004144

-0,0015190

Таблица В.4 — Значения констант а0, b0, bv Ь2 для стали марки 08X16Н11 М3

Скорость набора повреждающей дозы Ф, сна/год

ао

ьо

ь1

ь2

0

20,32

-0,010800

-0,0012400

-0,001117

1,43Ю-2

16,07

-0,006676

-0,0010000

-0,001153

2,86-10-2

15,33

-0,006445

-0,0005250

-0,001282

7,15 IO"2

14,44

-0,005678

-0,0005280

-0,001293

1,43-10"1

13,84

-0,004939

-0,0008283

-0,001226

2,86-Ю"1

13,25

-0,004742

-0,00061580

-0,001284

7,15-10"1

12,65

-0,004583

-0,00056610

-0,001286

1,43

12,38

-0,005172

+0,00008691

-0,001468

Время до разрушения, ч

  • а) При Г =500 °C

Истинные напряжения, R& МПа

ом со

  • б) При 7=550 °C

Рисунок В.З — Кривые минимальных значений истинных напряжений /Деталей марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9 при различных температурах 7 и скоростях повреждающей дозы Ф

Истинные напряжения, R& МПа


Oi


Время до разрушения, ч

  • в) При 7=600 °C

1 — исходное состояние; 2 — Ф = 1,43 • 10-2 сна/год; 3 — Ф = 2,86 • 10-2 сна/год; 4 — Ф = 7,15 • 10-2 сна/год; 5 — Ф = 1,43 • 10-1 сна/год; 6 — Ф = 2,86 ■ 10-1 сна/год; 7 — Ф = 7,15 • 10-1 сна/год; 8 — Ф = 1,43 сна/год

Рисунок В.З, лист 2

Время до разрушения, ч

Время до разрушения, ч

  • б) При 7=550 °C

Рисунок В.4 — Кривые минимальных значений истинных напряжений /Детали марки 08Х16Н11МЗ при различных температурах 7 и скоростях повреждающей дозы Ф

Истинные напряжения, R& МПа


0)01 4ьС0 КЗ


Время до разрушения, ч

  • в) При 7=600 °C

1 — исходное состояние; 2 — Ф = 1,43-10-2 сна/год; 3 — Ф = 2,86 • 10-2 сна/год; 4 — Ф = 7,15 • 10-2 сна/год; 5 — Ф = 1,43 ■ 10-1 сна/год; 6 — Ф = 2,86 • 10-1 сна/год; 7 — Ф = 7,15 • 10-1 сна/год; 8 — Ф = 1,43 сна/год

Рисунок В.4, лист 2

Приложение Г (справочное)

Определение длительной пластичности и среднего значения истинного напряжения при разрыве при испытаниях на длительную прочность для сталей марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9, 08Х16Н11МЗ и 07Х12НМФБ

Г.1 Длительная пластичность используется для построения кривых усталости.

Г.2 Зависимость при различных уровнях температур облучения Тобл, скоростей повреждающей дозы Ф и без предварительного облучения повреждающей дозой для сталей марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 10Х18Н9, 08X16Н11 М3 рассчитывается по уравнению где Cv С2, Е1 и Е2 — коэффициенты; приведены в таблице Г.1;

Ф — скорость набора повреждающей дозы, сна/год; 0,0143 < Ф < 1,43;

Фо = 1 сна/год;

2, — скорость деформации, 1 /ч; 10-5 < £ < 1 1 /ч.

Если Ф < 0,0143 сна/год, то принимается Ф = 0,0143 сна/год.

Таблица Г.1 — Значения коэффициентов уравнения (Г.1)

Г, °C

с1>ч

С2

е2

Сталь марки 08Х16Н11МЗ

500

1,46

-2,16 • 10-1

2,31 • 10"1

8,09 • 10-3

550

1,22

-2,29 • 10-1

2,32 • 10"1

1,92 • 10-3

600

1,09

-2,07 • 10-1

2,10 • 10~1

1,42 • 10-3

Стали марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9

500

1,51

-2,97 • 10“1

3,02 • 10"1

2,80 • 10-3

550

1,31

-2,40 • 10-1

3,06 • 10~1

2,17 • 10-2

600

1,03

-2,74 • 10-1

2,71 • 10"1

8,75 • 10-3

Г.З При различных предварительных повреждающих дозах D и заданной скорости набора повреждающей дозы Ф зависимость рассчитывается по уравнению

4-Г

4=«iL- °0 ' (Г2)

\ио J

где Kv К2, М1 иМ2 — коэффициенты; приведены в таблице Г2;

D — повреждающая доза, сна;

Do = 1 сна;

10~5<^< 1 1/ч.

Таблица Г.2 — Значения коэффициентов уравнения (Г.2)

Т, °C

Ф, сна/год

Kv ч

К2

М,

М2

Диапазон изменения D, сна

Сталь марки 08Х16Н11МЗ

500

1,43 • IO"2

2,10

-9,01 • IO"2

2,29 • 10-1

+2,17 • IO"2

0,068 <D< 0,68

1,43 • 10-1

1,11

-2,23 ■ 10-1

2,09 • 10-1

+1,82 ■ IO"2

0,68 <D< 6,8

1,43

0,55

-1,93 ■ 10-1

2,05 • 10-1

-4,95 • IO"2

6,8 < D < 68

Окончание таблицы Г2

Т, °C

Ф, сна/год

Кр ч

К2

Л41

М2

Диапазон изменения D, сна

550

1,43 ■ 10~2

2,10

-1,07 • 10-1

2,38 ■ 10-1

+1,26 • IO"2

0,068 < D < 0,68

1,43 • 10"1

1,15

-2,80 • 10-1

2,30 ■ 10-1

-1,03 • io-2

0,68 <£><6,8

1,43

0,45

-2,18 • 10"1

2,02 • 10-1

-6,55 • IO’2

6,8 < D < 68

600

1,43 • 10~2

1,61

-9,44 • IO"2

2,01 • 10-1

+9,64 • 10-3

0,068 < D < 0,68

1,43 • 10"1

0,93

-2,38 • 10-1

1,93 • 10“1

-1,92 • IO"2

0,68 <D< 6,8

1,43

0,44

-1,54 • 10"1

1,86 • 10~1

-6,02 • IO"2

6,8 < D < 68

Стали марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9

500

1,43 • IO"2

3,17

-2,92 • IO"2

3,05 • 10"1

+3,67 • IO"2

0,068 <D< 0,68

1,43 • 10"1

1,31

-2,51 • 10-1

2,88 • 10-1

+5,60 • IO"3

0,68 <£>< 6,8

1,43

0,445

-2,62 • 10-1

2,50 • 10-1

-5,37 • IO’2

6,8 < D < 68

550

1,43-10-2

2,18

-2,49 • 10-1

2,78 • 10-1

-4,18 • IO’2

0,068 <D< 0,68

1,43-10~1

0,931

-2,45 • 10-1

2,56 • 10-1

-1,12 • IO’2

0,68 <£><6,8

1,43

0,256

-7,89 • IO"2

1,93 • 10"1

+3,28 • IO"2

6,8 < £> < 68

600

1,43-10-2

1,97

-9,09 • IO"2

2,69 • 10"1

+7,52 • IO"3

0,068 < £> < 0,68

1,43-10"1

0,851

-2,17 • 10"1

2,43 • 10"1

-7,84 • IO”3

0,68 <£>< 6,8

1,43

0,238

-5,43 • IO"2

1,80 • 10"1

-3,54 • IO'2

6,8 < D < 68

Г.4 Зависимость при различных уровнях температур Т, скоростей повреждающей дозы Ф для сталей 09Х18Н9, 10Х18Н9, 10Х18Н9, 08Х16Н11МЗ при различных временах до разрушения рассчитывают по формуле

Cff = min


(Г.З)

где Uv U2, U3, U4, Q1 и Q2 — коэффициенты; значения Uv U2 и Q1 приведены в таблице Г.З;

Q2 = 0,01;

£°ft = 0,08; U3 = 0,778; U4 = -0,142 — для сталей марок 09X18H9, 10X18H9, 12X18H9;

ft = 0,027; U3 = 0,453; U4 = -0,0147 — для стали марки 08X16H11M3;

Фо и t0 — нормирующие коэффициенты: Фо = 1 сна/год; t0 = 1 ч;

10< t< 5 • 105ч;

0,0143 < Ф < 1,43 сна/год.

Если Ф < 0,0143 сна/год, то принимается Ф = 0,0143 сна/год.

Таблица Г.З — Значения коэффициентов уравнения (Г.З)

T, °C

с/2

О!

Стали марок 09X18H9, 10X18H9, 12X18H9

500

1,53

-3,72 • 10"1

-4,07 ■ 10"1

550

1,22

-3,59 • 10"1

-4,05 • 10-1

600

0,877

-3,15 • 10"1

-3,61 ■ ю-1

Сталь марки 08Х16Н11МЗ

500

2,53

-3,25 • 10-1

-3,61 ■ 10-1

550

1,35

-2,76 • 10"1

-3,08 • 10-1

600

1,14

-2,43 • 10"1

-2,68 • 10-1

Г.5 Среднее значение истинного напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении R^, МПа, при различных уровнях Тобл, Ф и D = 0 для сталей 09X18Н9, 10Х18Н9, 10Х18Н9, 08X16Н11 М3 определяется по уравнению

Ф V2


RTc =


Ф I

Ф°' , (Г.4)

J

где А А2, В1 и В2 — коэффициенты; приведены в таблице Г.4;

0,0143 < Ф < 1,43 сна/год;

Фо = 1 сна/год;

10"5<^< 1 1/ч.

Если Ф < 0,0143 сна/год, то принимается Ф = 0,0143 сна/год.

Таблица Г.4 — Значения коэффициентов уравнения (Г.4)

Г, °C

Др МПа■ч

Д2

В.

В2

Сталь марки 08Х16Н11МЗ

500

975

-1,95 • 10-1

1,63 • Ю"1

-2,53 • 10-2

550

734

-1,87 -Ю"1

1,53 • 10"1

-3,33 • IO"2

600

581

-2,10 • 10~1

1,65 • 10"1

-4,66 • IO"2

Стали марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9

500

733

-1,53 • 10-1

1,42 • 10~1

-1,69 • IO"2

550

615

-1,88 • 10-1

1,64 • 10"1

-3,10 • IO"2

600

494

-2,20 • 10“1

1,75 • 10~1

-5,02 • IO"2

Г.6 При различных предварительных повреждающих дозах D и заданной скорости повреждающей дозы Ф среднее значение /?£, МПа, определяют по формуле


(Г.5)

где G-p G2, и Н2 — коэффициенты; приведены в таблице Г.5;

D — повреждающая доза, сна;

Do = 1 сна;

10"5<^< 1 1/ч.

Таблица Г.5 — Значения коэффициентов уравнения (Г.5)

Т, °C

Ф, сна/год

Gp МПа • ч

с2

н2

Диапазон изменения D, сна

Сталь марки 08Х16Н11МЗ

500

1,43 • IO"2

1647

-5,80 • IO"2

1,65 • 10-1

-1,42 • IO"2

0,068 <D< 0,68

1,43 ■ 10"1

1139

-9,55 • IO’2

1,60 • 10~1

-3,37 • IO"2

0,68 <D< 6,8

1,43

710

-5,14 • IO"2

1,41 • 10"1

-1,34 • 10-3

6,8 < D < 68

550

1,43 ■ IO"2

1110

-5,01 • IO"2

1,50 • 10-1

-1,69 • IO"2

0,068 <D< 0,68

1,43 • 10~1

919

-5,40 • IO"2

1,58 • 10-1

-5,69 • 10-3

0,68 <D< 6,8

1,43

581

-2,79 • IO’2

1,38 • 10-1

+2,99 • 10-3

6,8 < D < 68

600

1,43 ■ IO"2

918

-9,36 • IO"2

1,68 • 10-1

-3,78 • IO"2

0,068 < D < 0,68

1,43 ■ 10-1

686

-9,12 • IO’2

1,61 • ю-1

-4,45 • IO"2

0,68 < 0 < 6,8

1,43

440

-2,31 IO”2

1,48-10-1

-5,65-10"3

6,8 < D < 68

Окончание таблицы Г5

Т, °C

Ф, сна/год

Gp МПа • ч

е2

/72

Диапазон изменения D, сна

Стали марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9

500

1,43 • IO"2

1413

2,40 • IO"3

1,62 • 10-1

+1,36 • IO"2

0,068 < D < 0,68

1,43 • IO"1

873

-7,34 • IO"2

1,41 • 10-1

-3,62 • 10-2

0,68 <£><6,8

1,43

612

-3,07 • IO"2

1,31Ю-1

+8,29 • IO"3

6,8 < D < 68

550

1,43 • IO"2

1008

-3,04 • IO"2

1,65-10-1

-7,51 • IO"3

0,068 <£>< 0,68

1,43 • IO"1

757

-3,79 • IO"2

1,62-10"1

-6,33 • IO"3

0,68 <£><6,8

1,43

545

-2,22 • IO"2

1,65-10"1

+4,45 • IO"3

6,8 < D < 68

600

1,43 • IO"2

904

-^,46 • IO"2

1,92-10"1

-1,41 • IO"2

0,068 < £> < 0,68

1,43 • 10-1

657

-4,97 • IO"2

1,81-10"1

-1,83 • IO"2

0,68 <£><6,8

1,43

434

-1,52 • IO"2

1,74-10"1

-1,32 • IO"3

6,8 < £> < 68

Г.7 Среднее значение истинного напряжения при разрыве при длительном статическом нагружении при различных уровнях температур Т и скоростей повреждающей дозы Ф для сталей марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 10Х18Н9, 08Х16Н11МЗ при различных временах до разрушения рассчитывается по формуле где Wv И/2, W3, И/4, V2 — коэффициенты.

Rc = min<



(Г.6)


Значения Wv W2, приведены в таблице Г.6;

У2 = 0,01;

Фо и tQ — нормирующие коэффициенты: Фо = 1 сна/год, f0 = 1 ч;

10 < t < 5- 105ч;

0,0143 < Ф < 1,43 сна/год.

Если Ф < 0,0143 сна/год, то принимается Ф = 0,0143 сна/год.

Таблица Г.6 — Значения коэффициентов по формуле (Г.6)

Т, °C

Wv МПа

W2

IV3, МПа

и/4

Стали марок 09X18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9

500

787

-1,67- IO"1

834

-0,115

-2,01 • 10-1

550

776

-1,49- 10-1

455

-0,105

-2,28 • 10-1

600

672

-1,47- 10~1

404

-0,133

-2,52 • 10~1

Сталь марки 08X16Н11 М3

500

1207

-1,79- 10-1

753

-0,0709

-2,27 • 10"1

550

888

-1,67- 10-1

618

-0,0776

-2,20 • 10-1

600

694

-1,45- 10"1

540

-0,109

-2,24 • 10-1

Г.8 Длительную пластичность для стали марки 07Х12НМФБ рассчитывают с помощью следующего уравнения:

ej= 16,6 • ^°'322 (Г.7)

где £ — скорость деформации, 1 /ч.

Приложение Д (справочное)

Определение значений коэффициента снижения прочности от обезуглероживания и науглероживания

Д.1 При выполнении расчета по выбору основных размеров и проведении поверочного расчета для сталей перлитного класса коэффициент снижения прочности определяют по формуле

т|( = 1 -0,15 • h^, (Д.1)

где hc — толщина поверхностного слоя стали, обезуглероженного на 30 %;

SR — расчетная толщина стенки.

Д.2 Значение hc определяют по данным технических условий на изделие. Для сталей марок 12Х2М, 12Х2М1ФБ допускается определять hc в порядке, указанном ниже.

Способ сводится к вычислению х по приведенным на рисунках Д.1—Д.2 формулам и определению по х значения hc, пользуясь графиком.

Д.З При расчете по выбору основных размеров и поверочном расчете элементов (компонентов) с толщиной стенки более 1 мм и времени эксплуатации не более 5 • 105 ч принимают для элементов (компонентов) с толщиной стенки:

  • - менее 5 мм из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса с содержанием никеля до 15 % при Т < 550 °C т)# = 1 и при 550 °C < Т < 600 °C г|? = 0,9; из железоникелевых сплавов при Т < 600 °C, r|f = 0,9;

  • - 5 мм и более из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса с содержанием никеля до 15 % и железоникелевых сплавов при Т < 600 °C, п( = 1.

Д.4 Расчет на длительную статическую прочность по ГОСТ Р 59115.10 проводят для омываемых натрием элементов (компонентов) контура из аустенитных сталей, если в том же контуре находятся элементы (компоненты) из углеродистых или легированных сталей, если глубина зоны науглероживания hcc для заданного времени и температуры не превышает расчетной толщины стенки элемента (компонента). Для контура с натрием реакторной чистоты значение hcc определяют по рисункам Д.З и Д.4 с помощью параметра х.

Если глубина зоны науглероживания hcc для заданного времени и температуры превышает расчетную толщину стенки элемента (компонента), необходимо проведение представительных экспериментальных исследований для определения величины снижения значений характеристик длительных механических свойств.



Рисунок Д.1 - Диаграмма обезуглероживания стали Рисунок д 2 _ Диаграмма обезуглероживания стали марки 12Х2М в жидком натрии, x = Z__|gZ (7, К) марки 12Х2М1ФБ в жидком натрии, х = ^-Igt (Т, К)



Рисунок Д.З — Диаграмма науглероживания сталей марок 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9, 08Х16Н11МЗ, 6050 ,

12X18Н1 ОТ в жидком натрии, х = —--Igf (7, К)

Рисунок Д.4 — Диаграмма науглероживания стали марки 6050 ,

12X16Н15МЗБ в жидком натрии, х = ~^--'9^ (7, К)

Библиография

[1] Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии НП-089-15

Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок

[2] Метрологические требования к измерениям, эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам измерений, их составным частям, программному обеспечению, методикам (методам) измерений, применяемым в области использования атомной энергии

УДК 621.039:531:006.354

ОКС 27.120.99


Ключевые слова: оборудование, трубопроводы, конструкционные материалы, предел длительной прочности, условный предел ползучести, изохронные кривые деформирования, кривые усталости

Редактор Л.С. Зимилова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор И.А. Королева Компьютерная верстка Е.О. Асташина

Сдано в набор 20.10.2021. Подписано в печать 01.12.2021. Формат 60х841/8. Гарнитура Ариал. Усл. печ. л. 8,84. Уч.-изд. л. 8,00.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении в ФГБУ «РСТ» , 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2.

1

) Применимость материалов для изготовления оборудования и трубопроводов регламентируется федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии [1].