Разрушения поверхность

Докритпческне диаграммы разрушения, построенные по птнм уравнениям для разных начальных размеров трещин, показаны и а рис. 27.1—27.4.

Ла рис. 29.2 показаны критические диаграммы разрушения, построенные по уравнению (29.19) для растянутой плоскости, полосы конечной ширины, длинной и короткой цилиндрических трубок. Для всех этих случаев были использованы соответствующие выражения для коэффициентов интенсивности напряжений.

Для несквозпой поверхностной трещины докрптическне диаграммы разрушения, построенные по уравнениям (29.21),

Диаграммы разрушения, построенные для разных значений показаны на рис. 29.8 линиями 1. Максимумы этих диаграмм ложатся на линии) продельных напряжений 2.

На рис. 31.1 — 31.5 показаны критические диаграммы разрушения, построенные по формуле (20.17) для материалов, указанных на рисунках. Каждая точка на рисунке — это экспериментальный результат, полученный на одном образце.

На рис. 31.6—31.9 показаны докритические диаграммы разрушения, построенные по уравнению (29.48) для материалов,

Построенные карты разрушения показали, что

На рис. 3 представлены диаграммы усталостного разрушения, построенные по результатам испытания круглых образцов (диаь метр 200 мм, толщина 4 мм) из стали 15Х2МФА на воздухе и в среде Н20 + 10 г/л Н,ВО + КОН (до РН — 8) [20].

различных амплитудах напряжения цикла для алюминиевых сплавов. Под вероятностью разрушения при данном о понимается отношение числа образцов, разрушившихся при числе циклов N и амплитуде напряжения 0, к общему количеству образцов плюс единица, испытанных при данном а. Пунктирными линиями показаны доверительные области, которые с вероятностью 90% включают в себя линии вероятности разрушения, построенные при испытании одинаковых партий образцов.

На фиг. 6 показаны кривые усталости, построенные для разных вероятностей разрушения, и их 90%-ные доверительные области.

На рис. 7.14 приведены результаты ресурсных испытаний (до появления трещин) сосудов и образцов с надрезами (точки), а также кривые малоциклового усталостного разрушения, построенные в соответствии с уравнением (7.1). Верхняя кривая (1) соответствует коэффициенту асимметрии га = — 1, а нижняя (2) — га = = — 0,45 (минимальному, полученному при испытании исследованных объектов). Коэффициент асимметрии цикла по напряжениям га в зоне концентрации напряжений вычисляли по формуле [6]

Макро- и микроскопические исследования поверхности изломов (фрактография) позволяют, с одной стороны, вскрыть механизм разрушений, с другой, - обосновывать рекомендации по их предупреждению (по выбору материалов, способов и режимов сварки, термической обработки, контролю качества). При анализе изломов сварки, термической обработки, контролю качества. При анализе изломов важно установить параметры очага разрушения (зоны инициирования разрушения), который обычно располагается в наиболее напряженных и охрупченных областях (дефекты различного происхождения, конструктивные концентраторы напряжений) основного металла (ОМ), сварного шва (Ш) и зоны термического влияния (ЗТВ). Очаги разрушения обнаруживаются в местах наибольшего раскрытия кромок в полюсе выпученного разрыва с использованием закономерностей механики разрушения. Поверхность излома имеет определенную ориентацию относительно направления силовых воздействий

Отмеченные фрактографические закономерности изломов металла характерны и для сварных соединений. Однако специфические макро- и микроструктурные особенности сварных соединений накладывают определенные отпечатки на характер их разрушения. Отличительной особенностью сварных соединений является структурная неоднородность, обусловливающая различие механических и химических свойств отдельных участков (механическая неоднородность). Кроме того, в сварных соединениях более вероятно появление дефектов (непровар, холодные и горячие трещины, поры, включения и др.) и выше уровень напряженности из-за остаточных (сварочных) напряжений. Металл шва в большинстве случаев имеет более высокие механические свойства, поэтому при отсутствии макроскопических дефектов при статическом нагружении разрывы происходят по основному металлу по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Однако наличие дефектов и участков с различными вязкопластическими характеристиками существенно изменяет характер и местоположение разрыва (рис.2.4; 2.5). Даже незначительные подрезы в швах могут перевести место разрушения с основного металла (ОМ) в область шва (Ш) или зоны термического влияния (ЗТВ). При этом плоскости разрушения располагаются вблизи линий сплавления (рис. 2.4,6), под углом 45° (рис. 2.4,в) и 90° (рис.2.4,г) к направлению действия максимальных напряжений. Прямой излом может реализоваться как при вязком, так и хрупком разрушениях, но с различными фрак-тографическими параметрами поверхности излома. Непровар швов способствует разрушению в результате косого среза (рис.2.4,л) или прямого излома (рис. 2.4,м). При наличии в изломе нескольких очагов разрушения поверхность излома имеет сложное очертание с различной ориентацией к направлению действия максимальных главных напряжений. Нередко в сварных соединениях имеют место так называемые мягкие и твердые прослойки (рис. 2.5).

под действием периодически меняющихся (циклических) напряжений носит название усталости материала. Характер разрушения. Поверхность усталостного излома имеет две характерные области (рис. 2.49). Первая область (А) является зоной возникновения и постепенного развития первоначальной трещины при работе детали, вторая (Б) — зоной мгновенного разрушения, вызванного чрезмерным ослаблением нагруженного сечения. Развитие начальной трещины вглубь детали идет, обычно незаметно, в связи с чем последующее доламывание ослабленного

Кроме участия в процессе разрушения, поверхность раздела между фазами управляет механизмом деформации в композите. В работах [1, 21] было показано, что упрочняющая фаза NisNb в эвтектике №—NiaNb может двойниковаться в одной или более плоскостях типа {211}. ;Как показали Гроосиор и др. [25] и Ганг-.лофф [21], при промежуточных температурах испытаний на длительную прочность происходит аккомодация двойникования в Ni-пластине, соседней с NisNb. В обоих исследованиях было обнаружено, что из четырех возможных двойников в плоскости {111} никеля наблюдается образование только двух двойников этого типа. Из анализа кристаллографического соотношения между направленными пластинами Ni и NisNb следует [25], что толь-

Как и в случае зоны брызг, поверхности конструкций в зоне прилива находятся, по крайней мере в течение какой-то части суток, в контакте с хорошо аэрированной морской водой. Температура металла при этом зависит от температуры как воздуха, так и воды, но в основном влияние температуры океана является определяющим. Приливные течения в разных местах неодинаковы. Для таких материалов, как сталь, более интенсивному движению воды соответствует и более высокая скорость разрушения. Поверхность металла в зоне прилива обычно покрывается морскими организмами. Иногда это приводит к частичной защите металла (например, для стали); но в других случаях может усиливать локальную коррозию (нержавеющие стали).

разрушается хромовое покрытие главного шатуна (фиг. 77) и азотированная поверхность пальцев (фиг. 78). Чаще всего разрушается хромовое покрытие. Повторяемость возникающего дефекта и интенсивность разрушения поверхностей в данном сочленении значительно меньше, чем в сопряженном узле главного шатуна и втулки. Чтобы предохранить от разрушения поверхность кривошипной головки главного шатуна, по предложению ГОСНИИГВФ заводы-изготовители и ремонтные предприятия применили покрытие электролитической медью трущихся поверхностей втулок главных шатунов и пальцев прицепных шатунов двигателей АШ-62ИР, АШ-82ФН, АШ-82Т и других в местах контакта их с главными шатунами. Таким образом, в исследуемых сопряженных парах контактируются электролитический хром с электролитической медью.

рактерно для аморфных металлов вообще, а проявляется только в особых условиях испытаний тонких ленточных образцов [17] Обозначим через t толщину аморфной ленты, а через d ее ширину; обычно d/>t>8. В этом случае при растяжении процесс разрушения образца происходит в условиях плоского напряженного состояния. Это особенно заметно для таких материалов, как аморфные металлы, которые не упрочняются в ходе деформирования. На рис. 8.11 показано, как происходит деформация и разрушение при испытании на растяжение тонкой ленты из аморфного металла [18]. При плоском напряженном состоянии течение начинается от одной кромки образца и распространяется в плоскости сдвига, расположенной под углом 45° к оси ленты в направлении, показанном стрелкой, вплоть до разрушения. Поверхность разрушения можно охарактеризовать как совокупность хрупкого разрушения

Рдс. 8.11. Разрушение рис. 8.12. Поверхность разрушения тон^

рукти»ные концептраторы напряжений) основного металла, сварного шва и зоны термического влияния. Очаги разрушения обнаруживаются в местах наибольшего раскрытия кромок в полосе вы пучины разрыва с использованием закономерностей механики разрушения. Поверхность излома имеет определенную ориентацию относительно направления силовых воздействий и оси симметрии объекта, микро- и макронеровности, кривизну, количественная и качественная оценка которых позволяет судить о вязкости металла, характере процесса разрушения и пагружепия. В зависимости от соотношения вязкой (высокоэнергетической) и хрупкой (низкоэнергетической) составляющих в изломе различают вязкое, хрупкое и квазихрупкое разрушения.

результате косого среза (см. рисунок 1.10, и) или прямого излома (см. рисунок 1.10, к). При наличии в изломе нескольких очагов разрушения поверхность излома имеет сложное очертание с различной ориентацией к направлению действия максимальных главных напряжений (рисунок 1.7, б).

Поверхность изломов имела значительную пластическую деформацию. В областях вязкого разрушения наблюдались овальные области, а в местах трещин раздела можно видеть ступеньки плоскостей скола (рис. 12, а). Повышение температуры закалки до 1173 К увеличило вязкость полученного излома.