Некоторых легированных

3) показывает, что максимальная разрушающая нагрузка достигается не при возникновении начальных трещин, а после достижения трещиной некоторых критических размеров.

плоскостей. Ограничения связаны с тем, что ионы одного знака не должны попадать в положение,-?когда они становятся ближайшими сосе-Я ми, так как в этом случае решецш теряет устойчивость. Несмотря на возможность пластической деформации в монокристаллах, поликристаллические ионные вещества становятся хрупкими вследствие образования трещин по границам зерен, где имеет место нарушение ионной связи. Разрушение большинстве керамик происходит при некоторых критических напряжениях, меньших теоретической прочности, но достаточных для роста небольших тревин внутри кристалла или не его поверхности.

струйным (имеет место при сварке в аргоне при токах, больших некоторых критических значений, рис. 15, б);

Значения некоторых критических параметров приведены в табл. 3.1. Таким образом, при одинаковых значениях начальных парамет-

Экспериментально было установлено, что вторичная циркуляция возникает только при числах Рейнольдса, больших некоторых критических чисел Re'itp, причем Re'Kp
одноосного нагружения путем изгиба, растяжения или изгиба с вращением образцов. Однако тензометрирование в полете воздушных судов гражданской авиации [12] указывает на существенную роль двухосного напряженного состояния с переменным соотношением компонент главных напряжений от одного этапа полета к другому. Может одновременно меняться частота, форма цикла, температура окружающей среды и прочее. Следовательно, в эксплуатационных условиях необходимо осуществлять управление ростом трещин в условиях многокомпонентного или многопараметрического воздействия. Реакция материала на это воздействие в виде скачка трещины в цикле нагружения становится интегральной характеристикой энергетических затрат в условиях многопараметрического воздействия. Перейти в такой ситуации от информации о поведении материала в лабораторных условиях опыта к условиям эксплуатационного нагружения можно только на основе теории подобия. Поведение материала подобно, если сохраняется неизменным ведущий механизм усталостного разрушения при разнообразном сочетании условий внешнего воздействия. Фактически речь идет о рассмотрении поведения материала как некоторой самоорганизующейся системы, когда в ней происходит распространение усталостной трещины. Самый важный для практики принцип самоорганизации состоит в том, что до достижения некоторых критических условий несущая способность материала с развивающейся усталостной трещиной остается неизменной. Следует, правда, оговориться, что речь идет об области многоцикловой усталости. В такой постановке вопроса необходимо использование нового научного направления — синергетики, созданного Хакеным [13,14] и развиваемого применительно к анализу поведения металлов В. С. Ивановой [15,16]. Указанное научное направление изучает открытые системы, эволюция которых во времени происходит при непрерывном обмене энергией с окружающей средой в направлении уменьшения энтропии. Переходы от одних способов протекания процессов эволюции к другим реализуются дискретно в соответствии с упорядоченной иерархией процессов самоорганизации. Обмен энергии реализуется на разных мае-

мых механизмов (процессов) на разных масштабных уровнях. Они характеризуют собой свойство открытой системы поддерживать устойчивость в некоторый период времени в результате рассеивания и/или поглощения подводимой энергии. При достижении некоторых критических условий система не может сохранить неизменность процесса или механизма эволюции и происходит дискретный переход к новому более сложному процессу эволюции. Указанные переходы происходят в соответствии с некоторой определенной иерархией на разных масштабных уровнях независимо от условий и способа подвода к системе энергии извне. Применительно к элементам конструкций это означает, что при всем многообразии эксплуатационного воздействия на металл в процессе роста трещины могут быть реализованы только те механизмы разрушения, которые присущи данному материалу и являются его свойством сопротивляться развитию разрушения.

Однородное состояние равновесия при достижении некоторых критических условий теряет устойчивость, и в системе возникают неоднородности, получившие название диссипативных структур [46]. Возникающее после перехода к новым диссипативным структурам новое неоднородное состояние открытой системы становится устойчивым по отношению к малым возмущениям. В открытой системе рассматривают два вида устойчивого состояния — однородное и неоднородное. Непрерывная эволюция открытой системы происходит при смене диссипативных структур в условиях преимущественно неоднородного устойчивого состояния. Поэтому под устойчивым положением открытой системы в определенный период времени подразумевают сохранение неизменным в течение рассматриваемого интервала времени ведущего механизма накопления повреждений, который описывают единственным доминирующим типом диссипативной структуры металла.

Эволюция открытых систем осуществляется в упорядоченной последовательности реализуемых механизмов эволюции на масштабных различных уровнях. Они характеризуют собой свойство открытой системы поддерживать устойчивость в некоторый период времени в результате рассеивания и/или поглощения подводимой энергии. При достижении некоторых критических условий система не может сохранить неизменность процесса или механизма эволюции и происходит дискретный переход к новому более сложному процессу эволюции. Указанные переходы реализуются в соответствии с некоторой определенной иерархией на разных масштабных уровнях независимо от условий и способа подвода к системе энергии извне. Применительно к элементам конструкций это означает, что при всем многообразии эксплуатационного воздействия на металл в процессе роста трещины могут быть реализованы только те механизмы разрушения, которые присущи данному материалу и являются его свойством сопротивляться развитию усталостного разрушения.

За исключением некоторых критических случаев, не относящихся к данной задаче, суждение о динамической устойчивости, как показано в п. 6, может быть сделано на основании уравнении первого приближения (2.44). Поэтому, разлагая Л0 в ряд Тейлора, запишем функцию АЛ0 в вариациях как

Большинство исследований противозадирных свойств смазочных масел произведено на лабораторных установках с «точечным», или «линейным» контактом рабочих элементов, в частности на четырехщариковом приборе, различные модификации которого описаны в работах [65—69]. Для всех нефтепродуктов, применяющихся-для смазки поверхностей трения, характерным является медленное повышение износов при увеличении нагрузок в области их низ^ ких значений, затем резкое возрастание износов при некоторых критических нагрузках.

Некоторые легирующие элементы снижают точку мартенсит-ного превращения, и поэтому в некоторых легированных сталях, содержащих достаточное количество углерода и легирующих элементов, точка Мн расположена ниже 0°С и закалкой можно получить чистую аустенитную структуру (см. гл. XIV, п. 6). Из этого следует, что температура образования мартенсита зависит в основном от состава стали (состава аустенита).

В отличие от некоторых легированных сталей механические свойства углеродистых (и многих других) сталей не зависят от скорости охлаждения после нагрева до температуры отпуска. Свойства стали после отпуска зависят только от температуры и продолжительности отпуска.

Хрупкость при отпуске легированных сталей. При отпуске некоторых легированных сталей (250—400 и 500—550 °С) снижается ударная вязкость — это получило название отпускной хрупкости.

Таблица 8. Химический состав, термическая обработка и механические свойства некоторых легированных улучшаемых сталей

Табл. 1.2. Механические характеристики некоторых легированных сталей

При многослойной сварке легированных и мартенситно-ста-реющих сталей в метастабильном состоянии будут находиться закаленные ранее сваренные слои шва и их ОШЗ. Последующий нагрев при наложении очередных слоев до температур неполной перекристаллизации и до AQ\ может быть весьма длительным. В этих условиях возможно достаточно полное развитие процессов отпуска, перестаривания и др. В некоторых легированных сталях при температурах 570...770 К развивается отпускная хрупкость, связанная с сегрегацией примесей, в частности фосфора, на границах аустенитных зерен. В мартенситно-старею-щих сталях с углеродом до 0,08% в диапазоне температур 870...1070 К возможно выпадение карбидов хрома по границам зерен, вызывающее охрупчивание многослойного шва.

может быть сегрегация примесей на границах зерен, обусловливающая межкристаллитное (межзеренное) хрупкое разрушение. Эта причина характерна для многослойных сварных соединений некоторых легированных сталей, подверженных отпускному ох-рупчиванию. Степень охрупчивания различных зон сварного соединения может быть оценена по повышению TKV относительно основного металла. Сопротивление зон распространению трещин также оценивают соответствующими им значениями К\с и GIc Снижение степени охрупчивания металла сварных соединений или обеспечение заданных Т^/С^и Glc достигается технологическими и металлургическими способами. Для низкоуглеродистых сталей — это ограничение q/v или высокий отпуск сварных соединений. Для легированных сталей технологические меры аналогичны применяемым для предотвращения холодных трещин. Весьма эффективны, например, металлургические методы. Легирование сталей Mo, Ni, снижение содержания вредных примесей (S, Р, С>2, N2 и ЬЬ) уменьшает их склонность к хрупким разрушениям. Стали ЭШП и ВДП и металл их сварных соединений имеют достаточно низкие значения Гкр

ганец, Д—медь, М — молибден, Н — никель, Р —бор, С — кремний, Т —титан, X —хром, Ф —ванадий, Ю —алюминий. Цифры после букв обозначают содержание в процентах соответствующего элемента. Отсутствие цифр означает, что содержание легирующего элемента не превышает 1,5%. Основные характеристики и области применения некоторых легированных сталей указаны в табл. 16.2.

2. Выбор флюса. Наибольшее распространение при сварке всех видов соединений получили плавленные флюсы-силикаты, изготовляемые из нескольких компонентов путем их совместного штавления и грануляции. Марки некоторых флюсов и их химический состав приведе-ниы в табл. 1.19. Применение керамических флюсов, изготавливаемых спеканием компонентов, замешанных на жидком стекле, целесообразно для повышения механических свойств сварных швов плохо очищенного металла, при наплавке некоторых легированных сталей и в ряде других случаев. Керамический флюс КС-2 имеет следующий химический состав: СоСО3 — 42...46 %,MgO — 17... 19 %, CaF2 — 11... 12 %, SiO2 — 8...10 %, Na2O — 1,5...2 %, Mn —- 1,2...1,4 %, Si — 1,7...1,9 %, 77 — 0,9...1,1 %,Al— 1,6...2,1 %, Fe — 6...8 %, прочие —до 3 %. Флюс К-4 обеспечивает хладостойкость швов, а К-7 предназначен для сварки высокопрочных сталей.

Таблица 10 Механические свойства некоторых легированных улучшаемых сталей

2. Выбор флюса. Наибольшее распространение при сварке всех видов соединений полмили плавленные флюсы-силикаты, изготовляемые из нескольких компонентов путем их совместного плавления и грануляции. Марки некоторых флюсов и их химический состав приведе-ниы в табл. 1.19. Применение керамических флюсов, изготавливаемых спеканием компонентов, замешанных на жидком стекле, целесообразно для повышения механических свойств сварных швов плохо очищенного металла, при наплавке некоторых легированных сталей и в ряде других случаев. Керамический флюс КС-2 имеет следующий химический состав: СаСО3 — 42...46 %, MgO —17...19 %, CaF2 — 11... 12 %, SiO2 — 8...10 %, Na20 — 1,5...2 %,Mn — 1,2...1,4 %, Si — 1,7..1,9 %, Ti — 0.9...1.1 %, Al — 1,6...2,1 %, Fe — 6...8 %, прочие — до 3 %. Флюс К-4 обеспечивает хладостойкостъ швов, а К-7 предназначен для сварки высокопрочных сталей.