Разрушения некоторых

Для многих металлов, в первую очередь имеющих объемноцентрирован-ную кубическую или гексагональную решетку, при определенных температурах изменяется механизм разрушения; вязкое разрушение при высокой температуре сменяется хрупким. Температурный интервал изменения характера разрушения называется порогом хладноломкости.

Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называется усталостью. Способность же материалов воспринимать эти повторные знакопостоянные или знакопеременные напряжения без разрушения называется сопротивлением усталости или циклической прочностью.

Деформацией принято называть изменение формы и размеров тела под действием приложенной нагрузки. При этом деформация, которая исчезает после снятия нагрузки, считается упругой, а та, что сохраняется — остаточной. Остаточная деформация, происходящая без разрушения, называется пластической.

или вытягивании [118], в остальных случаях вязкое разрушение осуществляется путем возникновения, роста и слияния микропустот [78]. Иногда этот механизм разрушения называется ямочным разрывом. Как правило, в первом случае материал обладает малым сопротивлением касательным напряжениям, во втором — нормальным.

Первый вид разрушения называется однократным, а второй —множественным. Кривые деформации о — е композиций, разрушающихся по этим двум механизмам, будут различными. При однократном разрушении диаграмма деформации имеет лишь линейную стадию с модулем упругости

Наименьшее значение предел выносливости имеет в случае, когда по абсолютному значению максимальные напряжения равны минимальным, но различны по знаку. Кроме того, предел выносливости зависит от вида деформации (осевая деформация, изгиб, кручение), от прочности материала, абсолютных размеров элемента, от наличия агрессивной среды, в частности, вызывающей коррозию и т. п. Одним из характерных случаев переменной нагрузки (напряжений) является нагрузка, действующая на элемент в процессе его колебаний (вибрации), В связи с этим способность материала противостоять переменной нагрузке, т. е. работать без наступления усталостного разрушения, называется вибрационной прочностью. На самом деле периодическая циклическая нагрузка (напряжение) мыслима не только как вибрационная; например, существуют нагрузки (напряжения), действующие на детали машин, совершающие вращательные или иные периодические движения.

Под действием циклических нагрузок на материал в течение продолжительного времени при некотором числе циклов может произойти разрушение материала при напряжении, которое оказывается ниже статического предела прочности. Число циклов, соответствующее разрушению, зависит от величины напряжения. Такой характер разрушения называется усталостным. Исследованиями усталости металлов издавна занимались многие ученые, что позволило глубоко и широко изучить процесс усталостного разрушения. К исследованию усталостного разрушения композитов приступили сравнительно недавно. В 1964 г. Боллер опубликовал результаты исследований на циклическое растяжение пластмасс, армированных стекловолокном [6.23]. С этого времени началось интенсивное исследование усталости композитов, которое продолжается и в настоящее время.

Прежде всего заметим, что чем меньше отношение pi/p", тем больше неравновесность процесса. Из уравнения (6-4) видно, что степень неравновесности Рг/р" возрастает с увеличением температуры и коэффициента теплообмена и убывает с ростом давления ре. Если давление в облаке паров над поверхностью pi существенно ниже давления насыщенного пара р?, например при сублимации в вакууме, то режим разрушения называется кинетическим. В противоположном случае мы имеем дело с равновесной сублимацией. Ясно, что между этими предельными режимами имеется переходный участок. Давление насыщенного пара над поверхностью сублимации в соответствии с уравнением Кла- 137

Способность металла под действием внешней силы изменять свою форму, т. е. деформироваться без разрушения, называется ковкостью или пластичностью.

Совокупность метода и приемов контроля деталей без их разрушения называется дефектоскопией.

Разрушение — процесс зарождения и развития (или только развития) трещин в кристаллическом веществе, приводящий к его разделению на части. Поверхность, образующаяся в результате разрушения, называется изломом.

Сведения о влиянии излучения на пленочные металлизированные сопротивления ограничены. Имеющиеся данные показывают, что эти сопротивления менее чувствительны к облучению, чем угольные и пленочные углеродистые сопротивления. Однако не все виды металлизированных сопротивлений превосходят в этом отношении углеродистые, и известны случаи катастрофического разрушения некоторых металлизированных сопротивлений [90].

Возможно, подобными причинами объясняется увеличение хрупкости разрушения некоторых материалов при уменьшении

Применение установки ИМАШ-10-68 и методов высокотемпературной металлографии при изучении процессов, которые протекают в материалах, подвергаемых нагреву при циклическом знакопеременном нагружении, весьма перспективно для получения детальных сведений о деформации и разрушении от усталости. Использование описанной выше аппаратуры позволило, в частности, изучить механизм деформации никеля при малоцикловом нагружении в области повышенных температур [48, с. 120—126; 61], процессы высокотемпературного деформационного старения при циклическом нагружении малоуглеродистой стали 22К [50, с. 58—61 ] и аустенит-ной стали Х18Н10Т, а также провести микроструктурное исследование особенностей деформации и разрушения некоторых биметаллических материалов при высокочастотном нагружении в условиях повышенных температур [49, с. 85—92; 50, с. 87—94].

разрушения некоторых технических сталей (DM45, AISI304, S-816) в азоте и вакууме (~10~4 торр) [24]. Другим примером такого поведения служит нержавеющая сталь 304 в чистом кислороде [35]. Этот результат показывает, что чистый кислород не обязательно оказывает на ползучесть материала такое же влияние, как воздух [32, 33, 35, 45].

рые могут быть причиной разрушения некоторых блоков в процессе эксплуатации.

Существует много способов создания газопылевых облаков. В высокотемпературном пограничном слое проще всего получить распыленные микрочастицы как продукты химической реакции разложения. Например, при вдуве в пограничный слой продуктов разрушения некоторых термопластов или при подаче газов типа метана или ацетилена при определенных условиях можно получить частицы твердого углерода (сажи).

выявить внутренние пороки в материале детали, установить характер разрушения некоторых деталей и т. д.

вие разрушения некоторых образцов в зажимах

Разрушение медных сплавов с эффектом памяти формы. Наиболее важными проблемами, затрудняющими практическое применение медных сплавов, помимо описанной в предыдущем разделе усталости, являются проблемы пластичности и разрушения. Ниже авторы рассматривают .последние исследования по проблеме разрушения и на основе результатов этих исследований описывают различия механизмов разрушения некоторых сплавов с эффектом памяти формы [64].

Значения относительного удлинения измерены неравномерно вследствие разрушения некоторых образцов в зажимах

На рис. 5.1, б сравнивают экспериментальные и расчетные величины 100-часовой "длительной прочности углеродистой стали с 0,15 % С при 450 °С (v = 30 Гц), полученные на основе данных, приведенных на рис. 4.34, б. Видно, что совпадение экспериментальных и расчетных значений очень хорошее. Данные испытаний на динамическую ползучесть до разрушения некоторых жаропрочных сплавов представлены на рис. 5.2. Здесь приведены экспериментальные данные Лаз а на' [3, 4] по сплавам N-155, 19-9DL и Vitallium. Длясталис 13 % Сг при 450 °С и стали 18 Сг—8№— Nb при 650 °С экспериментальные величины прочности несколько превышают, .значения, рассчитанные по. уравнению (5.2). Однако для углеродистой стали с 0,15 % С при 450 °С оценка прочности с помощью указанного уравнения возможна. Кроме того, можно отметить, что для сплавов .N-155 (см. табл. 1.4), 19-9DL (19 Сг— 9 №—Мо—W), Vitailium (HS-21, табл. 1.4) наблюдается тенденция упрочнения по мере увеличения долговечности до разрушения; расчетная кривая, полученная с помощью уравнения (5.2) (сплошная линия), характеризует безопасные параметры. ...,- Необходимо, особо отметить, что если к среднему напряжению добавляется иебольнще циклическое напряжение (А —0,25), то в некоторых случаях^цлительная прочность выше, чем в случае приложения только, среднего напряжения. Можно считать [2], что это связано с дисперсионным упрочнением, происходящим в некоторых "материалахпри динамической нагрузке. Штриховые и штрих-пунктирные линий на этом рисунке являются расчетными линиями,' полученными- сг учетом упрочнения при динамической ползучести до разрушения, Положение этих линий характеризует зависимость отклонения экспериментальных данных от величин, рассчитанных с помощью уравнения (5.2), от времени. Экспериментальные результаты при отношении напряжений А = ста/ат, равном 1,64, 2,0 или OQ, соответствуют тому случаю, когда расчет с помощью уравнения (5.2) указывает на невозможность усталостного разрушения. Усталостная прочность рассматривается в гл. 6 при описании высокотемпературной усталости.