ปรากฏการณ์ความล้มเหลวของคืบคืออะไรรัด?
1. การคืบคลานเป็นปรากฏการณ์ความล้มเหลวที่ชิ้นส่วนโลหะเกิดการเสียรูปภายใต้ความเครียดระยะยาวและอุณหภูมิสูง การเสียรูปที่เกิดจากเกรนเลื่อนไปตามขอบเกรนเป็นกลไกหลักของการคืบ เมื่ออุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเพิ่มขึ้นเป็น 0.35~0.7 Tm (Tm คืออุณหภูมิจุดหลอมเหลว) พื้นที่ชั้นบาง ๆ ใกล้กับขอบเขตของเกรนจะเกิดการคืนตัวและทำให้อ่อนตัวลง ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง หลังจากการเสียรูป การบิดเบี้ยวจะเกิดขึ้นอีกครั้ง จึงต้องได้รับการบูรณะและทำให้อ่อนลงอีกครั้งเพื่อรักษาการเสียรูปในบริเวณเหล่านี้ ซึ่งเรียกว่าการเลื่อนขอบเขตของเกรน เนื่องจากอุณหภูมิและเวลาที่ต้องใช้ในการฟื้นตัว การเลื่อนขอบเขตของเกรนสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะที่สูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น
เส้นโค้งการคืบของแรงดึงโลหะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน:
ในระยะแรก อัตราการคืบคลานจะค่อยๆ ช้าลงจากเร็ว ซึ่งสัมพันธ์กับการกระจายตัวของข้อบกพร่องของคริสตัล
ในระยะที่สอง บ่งชี้ว่ากลไกทั้งสองของการแข็งตัวและการคืนตัวนั้นอยู่ในสภาวะสมดุล โดยมีอัตราการคืบคงที่ ขั้นตอนนี้คิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของกระบวนการคืบทั้งหมด
ในขั้นตอนที่สาม จะแสดงเป็นการเพิ่มขึ้นของอัตราการคืบ ซึ่ง ณ จุดนี้การแข็งรูปของโลหะไม่เพียงพอที่จะป้องกันการเสียรูปอีกต่อไป และการลดขนาดหน้าตัดที่มีประสิทธิภาพจะช่วยเพิ่มอัตราการคืบ ซึ่งนำไปสู่การแตกหัก .
วัสดุบางชนิดไม่ได้แสดงสามขั้นตอนข้างต้นในเส้นโค้งการคืบ ปรากฏการณ์ความล้มเหลวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของชิ้นส่วนที่ได้รับแรงดึงล่วงหน้าในระหว่างกระบวนการคืบเรียกว่าการผ่อนคลายด้วยความร้อน โบลต์ที่ใช้ยึดหน้าแปลนภาชนะรับความดันอาจยาวขึ้นเนื่องจากการคืบคลานภายใต้ผลกระทบระยะยาวของอุณหภูมิและความเครียด ส่งผลให้ค่าพรีโหลดลดลงและอาจก่อให้เกิดการรั่วของภาชนะรับความดันได้
2 ลักษณะหลักและการตัดสินของการคืบคือความเร็วการเปลี่ยนรูปช้ามาก สามารถวิเคราะห์ตามสภาพการทำงานเฉพาะของชิ้นส่วนเพื่อดูว่ามีเงื่อนไขสำหรับการคืบหรือไม่ (อุณหภูมิ ความเครียด และเวลา) หากไม่มีอุณหภูมิที่เหมาะสมและเวลาที่เพียงพอ การคืบหรือการแตกหักของคืบจะไม่เกิดขึ้น บนโซนแตกหักสุดท้ายของการแตกหักแบบคืบ สันฉีกขาดไม่ชัดเจนเท่ากับการแตกหักแบบแรงดึงที่อุณหภูมิห้อง ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด รูปร่างเกรนใกล้กับการแตกหักของครีปมักจะไม่แสดงการยืดตัว ในขณะที่กำลังขยายสูง บางครั้งสามารถมองเห็นช่องว่างของครีปได้
3 วิธีการระบุความล้มเหลวของการคืบคือการคลายความร้อนและการเปลี่ยนรูปพลาสติก ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีการเสียรูปตกค้างในระดับมหภาคและสับสนได้ง่าย การแตกหักแบบพลาสติกและการแตกหักแบบถาวร (หรือการแตกหักแบบคืบ) ทำให้เกิดความสับสนได้ง่าย เนื่องจากเมื่อมองด้วยตาเปล่า มีการเสียรูปก่อนที่จะแตกหักและคอใกล้กับพื้นผิวแตกหัก ความแตกต่างสามารถพิจารณาได้จากประเด็นต่อไปนี้
1. ความแตกต่างของสภาพการทำงานเป็นที่ทราบกันดี การเสียรูปของพลาสติกและการแตกหักของพลาสติกเกิดขึ้นภายใต้ความเค้นดึง ด้วยกระบวนการที่รวดเร็วกว่าและอุณหภูมิที่ต่ำกว่า การคลายตัวจากความร้อนและการแตกหักอย่างต่อเนื่องเป็นกระบวนการล้มเหลวซึ่งอุณหภูมิและเวลามีบทบาทสำคัญ อุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นและเวลาการบริการนานขึ้นเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับโหมดความล้มเหลวนี้ เพื่อทำความเข้าใจสภาพการทำงาน นอกเหนือจากการปรึกษาเอกสารที่เป็นลายลักษณ์อักษรแล้ว ให้ตรวจสอบโดยตรงว่ามีร่องรอยของอุณหภูมิสูง เช่น สีออกซิเดชัน บนซากปรักหักพังหรือไม่ เมื่อวิเคราะห์สภาพการทำงานควรระมัดระวังให้มาก ตัวอย่างเช่น ภาชนะรับความดันอุณหภูมิสูงทำงานที่แรงดันต่ำมาเป็นเวลานาน และจู่ๆ ก็มีแรงดันเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดการต่อสลักเกลียวที่จะทำลาย มีเพียงการทำความเข้าใจความดัน อุณหภูมิ และเวลาในการให้บริการที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะภายใต้สภาพการทำงานที่แตกต่างกันเท่านั้นจึงจะสามารถระบุได้ว่ามีความล้มเหลวในการคืบหรือไม่
2. ความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาของการแตกหักคือ รอยบุ๋มที่มีความเหนียวบนพื้นผิวที่แตกหักของพลาสติกนั้นมีความชัดเจนมาก และบริเวณที่มีการรวมตัวของไมโครพอร์ค่อนข้างแหลมคม ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด บริเวณเหล่านี้จะปรากฏเป็นเส้นสีขาวสว่าง บนพื้นผิวการแตกหักแบบคืบ บริเวณที่ไมโครรูขุมขนรวมตัวกันค่อนข้างหมองคล้ำ และภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ไม่มีเส้นสว่างสีขาวที่ชัดเจนในบริเวณเหล่านี้ บนพื้นผิวที่แตกหักจากการคืบคลาน อาจสังเกตเห็นสีออกซิเดชัน และบางครั้งอาจเห็นรูขุมขนคืบด้วย
3. การคืบของโครงสร้างจุลภาคใกล้กับพื้นผิวการแตกหักส่วนใหญ่จะเป็นการแตกหักตามขอบเกรน ในขณะที่การแตกหักแบบพลาสติกส่วนใหญ่จะเป็นการแตกหักแบบข้ามเกรน ในตัวอย่างที่เกิดการคืบ สามารถมองเห็นรูพรุนได้ นอกจากนี้ เหล็กกล้าคาร์บอนยังคงอยู่ที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน และคาร์ไบด์จะต้องผ่านการเจียรหินในระดับหนึ่ง
4 มาตรการเพื่อปรับปรุงความต้านทานการคืบคลาน
1. ในแง่ของการออกแบบ การเลือกวัสดุอย่างถูกต้องและกำหนดขนาดชิ้นส่วนตามคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาวัสดุใหม่จำนวนมากเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ แต่ข้อมูลประสิทธิภาพการคืบที่สามารถมอบให้กับนักออกแบบยังไม่เพียงพอ ในกรณีนี้ ความล้มเหลวตั้งแต่เนิ่นๆ อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากระดับความเครียดที่สูงของการออกแบบ ในทางกลับกัน อาจเป็นไปได้ว่าการออกแบบอนุรักษ์นิยมเกินไป ส่งผลให้สิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น ตัวอย่างเช่น อายุการใช้งานการออกแบบของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนโดยทั่วไปคือ 100,000 ชั่วโมง ในประเทศจีน ท่อส่งไอน้ำหลักหลายท่อที่มีอุณหภูมิ 540 องศา หม้อต้มแรงดันสูงของโรงไฟฟ้า 10MPa ได้รับการออกแบบมาอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามตามการประมาณการอายุการใช้งานล่าสุด สามารถยืดอายุการใช้งานของหม้อไอน้ำเหล่านี้เป็น 200,000 ชั่วโมงได้อย่างมั่นใจ
โดยทั่วไปแล้ว โหมดความล้มเหลวนี้ใช้เวลานาน ส่งผลให้มีความเร็วในการตอบสนองที่ช้า มาตรการที่มีประสิทธิผลคือการศึกษาเพิ่มเติมและพิจารณาจากการทดสอบและการสะสมของคุณสมบัติการคืบของวัสดุ
2. มีการใช้การจัดการคุณภาพอย่างเข้มงวดในการผลิตเพื่อหลีกเลี่ยงการประกอบผลิตภัณฑ์ด้วยชิ้นส่วนที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีวงจรความล้มเหลวนานขึ้น แน่นอนว่า ควรมีการกำหนดมาตรการเฉพาะโดยอิงจากการวิเคราะห์ความล้มเหลวระหว่างการบริการผลิตภัณฑ์
3. มาตรการที่ดำเนินการระหว่างการใช้งาน: การบรรทุกเกินพิกัดเป็นสาเหตุที่พบบ่อยของความล้มเหลวในการคืบในผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการควบคุมเงื่อนไขการใช้งานอย่างเข้มงวดระหว่างการใช้งานจึงเป็นมาตรการที่สำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ การเสริมสร้างการตรวจสอบสถานะคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในการบริการและส่วนประกอบสำคัญเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการรับรองความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
