Ocena wpływu makro i mikronaprężeń na powstawanie i rozwój pęknięć w staliwie austenitycznym podczas zmęczenia cieplnego. II. Mikronaprężenia

W pracy oceniono wpływ mikronaprężeń na pękanie elementów oprzyrządowania technologicznego eksploatowanych w piecach do nawęglania. Doświadczalnie oceniono możliwość wystąpienia przemiany fazowej w warunkach oddziaływania podwyższonej i zmiennej temperatury w staliwie austenitycznym typu Fe-Ni-Cr-C. Numerycznie, metodą elementów skończonych, wyznaczono naprężenia strukturalne σx, σy, σz, powstające wskutek różnic, głównie w wartościach współczynników rozszerzalności cieplnej węglików i austenitu, w modelu węglika częściowo osłoniętego austenityczną osnową, podczas jego gwałtownego chłodzenia. Dla przyjętego modelu węglika, stosując hipotezę niezmienników Burzyńskiego określono obszar, w którym węglik ulegnie uszkodzeniu. Wykazano, że naprężenia strukturalne wynikające z różnic we właściwościach fizycznych faz są bezpośrednią przyczyną pękania badanych elementów.

---

In the study, the effect of microstresses on the cracking of techno-logical instrumentation elements used in carburising furnaces was evaluated. A possibility of the appearance of phase transition in austenitic cast steel of the Fe-Ni-Cr-C type under raised and variable temperature effect conditions was evaluated experimentally. Structural stresses – σx, σy and σz, - developing due to differences, for the most part, in carbide and austenite thermal expansion coefficient values were determined numerically with the finite element method in the carbide model partially surrounded by the austenitic matrix during its rapid cooling. For the adopted carbide model, the area where the carbide will be damaged was determined using the Burzyński’s hypothesis of invariants. It was shown that microstresses resulting from differences in the physical properties of phases are a direct cause of cracking of the examined elements.