Критические замечания

6. Механические испытания. На образцах, вырезанных изразрушившейся детали, найти стандартные механические свойства металла. На образцах с трещиной найти характеристики, оценивающие сопротивление металла распространению трещины (например, KIC при статическом нагружении и ату - при ударном). Построить температурные зависимости этих характеристик и установить критические температуры хрупкости. Предусмотреть на образцах с трещиной различное ее расположение - такое, чтобы трещина распространялась как вдоль направления излома, так и в обе стороны поперек.

Получаемый массив экспериментальных данных позволяет аттестовать материалы по сопротивлению разрушению при статическом, циклическом и ударном нагружении с определением предела усталости ст.ь статической (Kic) и циклической (Kifc, K^) трещиностойкости на основе испытаний крупногабаритных образцов линейной механики разрушения с построением (при циклическом нагружении) кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), а также показателей сопротивления разрушению при ударном нагружении -критические температуры хрупкости КТХ, ударная вязкость.

Наряду с Д. И. Менделеевым изучением критического состояния занимались многие русские физики. Среди них видное место занимает школа физиков Киевского университета во главе с проф. М. П. Авенариусом, изучавшая критические температуры многих жидкостей и их смесей. Из представителей московской школы физиков большой вклад в изучение критического состояния сделал известный физик-экспериментатор конца XIX в. проф. А. Г. Столетов,

Установлено [13], что при давлении 35000 МПа в процессе ударного обжатия температура повышается до 350° С, а при давлении 75000 МПа —до 1050° С. Кроме структурных изменений при обработке ударными волнами металлов и сплавов происходят фазовые превращения, которые отличаются от равновесных превращений, происходящих при обычных условиях изменения температуры и давления. Совместное воздействие температуры и давления приводит к перекристаллизации металлов. Перекристаллизация может происходить и при отсутствии предварительного нагрева металла перед нагружением, но в этом случае давление должно быть более высоким. Критические температуры и давления, при которых происходит перекристаллизация металлов,

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 г. в Лейдене Оннесом, который обнаружил, что электрическое сопротивление Меркурия при снижении температуры до 4,15 К уменьшается почти до нуля. С тех пор у многих металлов, сплавов и интерметаллических соединений, большинство которых при комнатной температуре плохо проводит электрический ток, была обнаружена сверхпроводимость при снижении температуры ниже определенного значения Т, названного критической температурой Гкр. Ниже приводится перечень таких веществ и их критические температуры.

По оценке стоимость сверхпроводящих систем аккумулирования энергии существенно выше, чем других прошедших испытания систем. Большая часть стоимости приходится на криогенную охладительную систему. Здесь значительную экономию можно получить, если создать и применить новые материалы, имеющие существенно более высокие критические температуры. Результаты исследований, проводимых в настоящее время, могут кардинально изменить ситуацию уже в ближайшее десятилетие.

Влияние наклепа проявляется в изменении таких свойств и характеристик, как ползучесть, внутреннее трение и затухание, релаксационные явления, фазовые превращения, критические температуры хрупкости.

Таблица 13.7. Удельная потеря массы никелевых сплавов при контакте с золой (800 "С, 500 ч) и их критические температуры

Процесс усталостного разрушения может переходить в хрупкое разрушение, так как накапливаемое повреждение повышает критические температуры хрупкости и способствует инициированию трещин мгновенного хрупкого разрушения, когда металл оказывается в области температур ниже критических (см. Выносливость статическая),

Развитие представлений об условиях образования хрупких состояний привело к понятиям о температурном запасе вязкости, о первой и второй критической температурах как характеризующих соответственно квазихрупкое и хрупкое состояние. Энергетическая трактовка в упруго-пластической постановке условий распространения инициированной трещины дала возможность охарактеризовать критический размер трещин или дефектов, способствующих возникновению хрупких разрушений, а путем применения статических представлений о вероятности существования опасных дефектов в напрягаемых объемах — оценить роль абсолютных размеров на прочность при хрупких состояниях. Результаты исследований критерием хрупкого разрушения обосновали методы испытания, позволяющие определять критические температуры и размеры трещин, а также разрушающие напряжения при квазихрупком и хрупком состоянии, необходимые для выбора материалов, производственных и эксплуатационных условий, исключающих возможность хрупких разрушений.

Критические температуры, как впрочем и другие критические параметры, определены экспериментально лишь для некоторых органических веществ [Л. 28]. Необходимо отметить, что экспериментальное определение критических параметров органических и кремнийоргани-ческих веществ не всегда возможно из-за разложения их при высоких температурах. Действительно, температура, при которой то или иное соединение класса полифенилов интенсивно разлагается, значительно ниже критической температуры. Например, дяфенил, дифенильная смесь разлагаются при температурах выше 400 °С, а критические температуры указанных веществ составляют величину порядка 530 °С. В связи с этим критические параметры для большинства органических теплоносителей получены расчетным путем и значения их носят приближенный характер.

Автор благодарит также читателей, студентов, преподавателей и инженеров за многочисленные критические замечания, полученные им после выпуска в 1967 году курса «Теория механизмов».

Авторы выражают благодарность доктору технических наук профессору А. И. Ясголенису и коллективу кафедры «Теория механизмов и машин» Ленинградского политехнического института имени М. И. Калинина за ценные советы и критические замечания, которые способствовали улучшению содержания и структуры пособия.

Авторы выражают глубокую благодарность всему коллективу сотрудников кафедры «Теория механизмов и машин» МВТУ им. Н. Э. Баумана за помощь и полезные советы, а также рецензентам за труд по просмотру рукописи и критические замечания.

Авторы обращаются с просьбой к преподавателям и учащимся техникумов направлять свои критические замечания и пожелания в адрес издательства или Научно-методического кабинета по среднему специальному образованию Минвуза СССР (111024, Москва, 3-я Кабельная ул., 1).

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность сотрудникам кафедры «Динамика и прочность машин» ХПИ (зав. кафедрой — д-р техн. наук, проф. С. И Богомолов) и чл.-кор. АН Латв. ССР д-ру техн. наук, проф. Я- Г. Пановко за большую работу по рецензированию рукописи и критические замечания, которые помогли устранить многие недостатки изложения.

Авторы будут признательны всем, кто найдет возможность прислать свои критические замечания о книге.

Критические замечания и пожелания по содержанию книги авторы просят направлять в издательство «Высшая школа» по адресу: 101430, Москва, Неглинная, 29/14.

Авторы выражают глубокую благодарность всему коллективу сотрудников кафедры «Теория механизмов и машин» МВТУ им. Н. Э. Баумана за помощь и полезные советы, а также рецензентам за труд по просмотру рукописи и критические замечания.

Авторы признательны рецензентам рукописи кафедре «Теория механизмов и машин» Московского технологического института пищевой промышленности — проф., док. техн. наук В. В. Гортин-скому и доц. Ю. А. Дружинину за ценные критические замечания, которые способствовали улучшению сборника.

Все критические замечания и пожелания, направленные на дальнейшее улучшение книги, будут приняты авторами с благодарностью по адресу: 101430, Москва, Неглинная ул., д. 29/14, издательство «Высшая школа».

Автор благодарит также читателей, студентов, преподавателей и инженеров за многочисленные критические замечания, полученные им после выпуска в 1967 году курса «Теория механизмов».