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
^= 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 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 (л7”1 - 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). 6.4.1 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 п-уп, 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. 6.5.1 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) 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 R£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) 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: 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° а2Ю5’ (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 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 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 а’ МПа 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) ЕТ-оп0с^ 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 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.1.1 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 а) При Г =500 °C 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 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.2.1 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 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 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 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 \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 1,43 • 10-1 1,11 -2,23 ■ 10-1 2,09 • 10-1 +1,82 ■ IO"2 0,68 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 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 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 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; E°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 А1г 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 1,43 ■ 10"1 1139 -9,55 • IO’2 1,60 • 10~1 -3,37 • IO"2 0,68 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 1,43 • 10~1 919 -5,40 • IO"2 1,58 • 10-1 -5,69 • 10-3 0,68 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) 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].
6.4 Метод экспраполяции условных пределов ползучести
6.5 Метод прогнозирования относительного удлинения и длительной пластичности
Значения пределов длительной прочности, относительного удлинения и относительного сужения на различных временных базах
Изохронные кривые деформирования
ып<
e, %
В.1 Кривые длительной прочности в координатах «предел длительной прочности — время до разрушения»
Время до разрушения, ч
Время до разрушения, ч
Время до разрушения, ч
В.2 Минимальные значения истинных напряжений при разрыве при длительном статическом нагружении
Время до разрушения, ч
Время до разрушения, ч
Время до разрушения, ч
4-Г
4=«iL- °0 ' (Г2)
Определение значений коэффициента снижения прочности от обезуглероживания и науглероживания