Константу равновесия

1) область деформируемого тела в зоне предразрушения можно заменить разрезом, противоположные стороны которого притягиваются с некоторым напряжением а„, представляющим собой константу материала;

При разрушении отрывом в случае нестабильного распространения трещины коэффициент интенсивности напряжений достигает критической величины Кс, которая определяется геометрией образца,; прежде всего толщиной. При некоторых значениях толщины образца у вершины трещины наблюдается смена плосконапряженного состояния на плоскодеформированное. Последнее весьма опасно, так как может привести к неожиданному хрупкому разрушению без признаков пластической деформации. Коэффициент интенсивности напряжений при таких условиях (К1С) можно рассматривать как константу материала (рис. 8.1).

В. С. Ивановой был выполнен теоретический анализ условий развития разрушения в сплавах на различной основе путем введения аналогии между процессами разрушения и плавления [82]. Это позволило предложить для описания дискретного процесса роста трещин новую константу материала Aj/2 = (it/at). Значения константы Л были определены для сплавов на различной основе: Fe - 0,11, А1 - 0,22, Ti - 0,12. Представленные величины свидетельствуют о том, что возрастание степени стеснения пластической деформации происходит при уменьшении TITO. Комбинируя (4.34), (4.35) и (4.37), получаем выражение для скачка трещины в виде

Вместе с тем приведенная выше оценка длины трещины свидетельствует и о том, что расчетная величина порогового КИН по размеру скосов от пластической деформации получена несколько завышенной (на испытанных образцах она составила около 38 МПа • м1/2). Поэтому следует провести еще оценку уровня эквивалентного напряжения путем определения порогового КИН /С2з через константу материала А по соотношению

Данная Г. И. Баренблаттом [1—3] трактовка геометрии кончика трещины представляет собой другой подход к характеристике разрушения, который не связан непосредственно с энергетическим принципом. Баренблатт ввел понятие сил сцепления между поверхностями трещины вблизи кончика трещины, распределенных таким образом, что геометрия раскрытия кончика трещины преобразуется в плавный клин, а результирующее поле напряжений уже не имеет особенностей. В такой постановке рост трещины происходит, когда силы сцепления не могут выдержать концентрацию напряжений, что позволяет определить модуль сцепления К как константу материала. Построенная теория основывается на следующих гипотезах:

В пределах границ иных температурно-силовых областей службы металла возможно увеличение вклада диффузионных и других механизмов разрушения, что влияет на величину энергии активации и, самое главное, затрудняет точную количественную оценку. Даже в случае ведущей роли диффузионных процессов не ясно, какую физическую константу материала принимать за энергию активации разрушения, так как на скорость процессов диффузии в матрице могут влиять легирующие элементы.

Иными словами, Харрис показал, что величину q можно рассматривать не как константу материала, а как проявление масштабного эффекта. Переходя к определению области нераспространяющихся усталостных трещин, последнее выражение можно переписать в виде

Константу материала можно определить по формуле

60000 60000 Далее определим константу материала с по уравнению (151) с = 0,25 (о,25 + т-гЙнТ ) = 0>1 кГ/мм*-'

где В — константа материала; Q — энергия активации процесса ползучести; К — универсальная газовая постоянная. Отношение Q/R также можно рассматривать как константу материала.

Линейная механика разрушения исходит из модели сплошной среды. Как уже отмечалось, анализ кинетики трещин в рамках механики континуума связан с наличием особой точки у вершины трещины; возникающие при расчете трудности не удается преодолеть даже при самых сложных моделях сплошной среды. Как выход из этого положения Черепанов [250] предложил при описании роста трещин на основе модели сплошной среды использовать атомную константу материала л, характеризующую особые свойства поверхностного слоя твердых тел, влияние которого аналогично действию жидкой неразрывной пленки нулевой толщины с поверхностным натяжением у. Это позволило представить граничные условия на поверхности тела, свободной от внешних нагрузок, в виде

1. Рассчитайте константу равновесия реакции Си + Си2* -* 2Си+ при 25 °С. Ион какой валентности преобладает при анодном растворении меди в условиях равновесия между ионами и металлом?

Если константу равновесия выразить через парциальное давление реагирующих газов (pt = poNi), то между Кр и KN легко установить количественные связи:

Константу равновесия можно выражать и в других величинах, например молярных концентрациях (моль/л) и т. д. Используя значение константы равновесия, вычисленное по термодинамическим функциям или найденное экспериментально, можно определить равновесные концентрации.

Реакция возможна, она идет в сторону образования Н2 и СО. Определяем константу равновесия:

Константу равновесия выразим через парциальные давления:

Давления насыщенных паров FeO; С и Fe при данной температуре постоянны и не будут влиять на химическое равновесие и константу равновесия

Находим константу равновесия Кц:

Тогда при условии ненасыщенности раствора оксида металла в металле можно написать константу равновесия так:

В константу равновесия будет входить активность раскислителя в растворе металла:

Малая устойчивость карбида железа позволяет заменить константу равновесия (9.50) на КРл, т. е. на константу равновесия Белла — Будуара.

Запишем константу равновесия в слое металла: