Разрушения разрушение

Приведены результаты исследований влияния низких температур на изменение основных физических и механических характеристик стали и сплавов. Описана методика и указана аппаратура для испытаний механических свойств. Дан анализ характера разрушения различных материалов при низких температурах. Рассмотрено изменение вязкости разрушения различных материалов в зависимости от температурных условий. Изучены особенности сварки и пайки материалов, предназначенных для работы при низких температурах. Приведены рациональные температурные уровни использования различных материалов.

Используя рассматриваемую методику, Цум Гар исследовал влияние вязкости разрушения различных материалов на износостойкость в широком диапазоне нагрузок [196]. Выявлена критическая нагрузка, превышение которой вызывает смену механизма изнашивания: микрорезание заменяется хрупким выкрашиванием. Интен-

— изучать изломы деталей и образцов с покрытиямЕГ с определением типа излома, механизма разрушения, различных межкри-сталлитных явлений; .

Накопление деформаций при том или ином виде нагружения зависит от степени жесткости нагружения. При жестком цикле нагружения накопление регистрируемых пластических деформаций ограничено самими условиями проведения испытаний. Различные виды нагружения определяют и отличающиеся типы разрушений, возникающие при знакопеременном упругопластическом деформировании. При мягком нагружении с высоким уровнем напряжений возникает квазистатическое разрушение, близкое по характеру к статическому. При жестком нагружении независимо от уровня амплитуды, деформаций разрушение начинается с образования поверхностных трещин при последующем их подрастании до критической длины. В реальных условиях накопление деформаций и изменение напряжений могут занимать промежуточное положение между мягким и жестким видами нагружении, а разрушение может носить смешанный характер. Анализ условий эксплуатации и случаев разрушения различных конструкций показывает, что основной причиной, вызывающей возникновение трещины, является циклическое изменение напряже-

Рис. 2.15. Зависимость вязкости разрушения различных материалов при монотонном растяжении образца с трещиной от (а) толщины пластины [29] и (б) диаметра круглого образца (экспериментальные данные [59]) с указанием профиля плоского образца и соотношения ширины скоса от пластической деформации с толщиной пластины

Многолетний опыт эксплуатации авиационных ГТД показывает, что усталостные повреждения титановых дисков вплоть до разрушения различных ступеней компрессоров разных типов двигателей происходят в различных зонах дисков и при разной их наработке (табл. 9.1). Причины появления и распространения усталостных трещин в дисках различны и могут быть связаны с исчерпанием их циклической долговечности по критериям МНЦУ, МЦУ или МНЦУ/МЦУ в расчетных или нерасчетных условиях работы дисков и наличием или отсутствием факторов, снижающих усталостную прочность дисков и имеющих производственную или эксплуатационную природу. Последствия от разрушения дисков таковы, что двигатель утрачивает полностью свою работоспособность (рис. 9.1). Поэтому при отказе двигателя в полете из-за разрушения диска возникает предпосылка к летному происшествию, в том числе и из-за титанового пожара двигателя.

В заключительном томе известной серии монографий собрана ценнейшая информация по физике и механике разрушения различных классов материалов, с которыми приходится сталкиваться в практической деятельности. Большой интерес представляют материалы по разрушению композитов. Впервые собраны материалы о разрушении полимерных материалов.

Таким образом, общая последовательность эволюции структуры в интерметаллидах на основе NisAl является подобной той, что была установлена для чистых металлов и разупорядоченных сплавов. Однако специфическая особенность этих материалов связана с установлением дальнего порядка уже на ранних стадиях процесса возврата, т. е. при перераспределении и уменьшении количества дислокаций. Было высказано предположение [73], что непосредственная причина переупорядочения связана с подвижными вакансиями, образующимися в результате разрушения различных дефектов и дислокационных петель, присутствовавших в деформированном материале.

Рассмотренные примеры разрушения различных горных пород свидетельствуют о том, что изнашивание стали в процессе разрушения монолита породы происходит как при взаимодействии с самим монолитом, так и с продуктом его разрушения — абразивной массой; различной крупности. Тем более, что мгновенной и ^полной очистки забоя от шлама в процессе бурения достичь невозможно.

6) достаточная производительность испытаний для получения характеристик циклического деформирования и разрушения различных по механическим свойствам конструкционных сталей и сплавов в широком интервале деформаций и чисел циклов нагру-жения.

В книге обобщены сведения по защите от коррозии компрессоров, работающих в разнообразных средах. Дан анализ конкретных случаев разрушения различных деталей и узлов вследствие неправильного выбора материала для их изготовления, нарушения технологических режимов и других причин. Изложены современные представления о межкристаллитной коррозии и коррозионно-меха-ническом разрушении, описаны способы борьбы с ними, рассмотрены вопросы консервации машин и оборудования на период от изготовления до монтажа.

Мягкие и твердые прослойки соответственно имеют пониженные и повышенные прочностные свойства и возникают, например, при сварке термоупрочненных и закаливающихся сталей. В развитых (широких) мягких прослойках разрушение происходит в результате косого среза или конуса (рис.2.5,б), аналогично разрушение однородного металла. С уменьшением ширины мягкой прослойки характер разрушения заметно изменяется (рис. 2.5,в). В достаточно узких прослойках участок прямого излома занимает большую часть прослойки, чем зоны среза. Это объясняется тем, что в тонких мягких прослойках в результате стеснения деформаций мягкого металла развивается объемное напряженное состояние, жесткость которого тем больше, чем уже прослойка. При некоторых геометрических и механических ограничениях, несмотря на наличие мягких прослоек в сварных соединениях, разрушение может происходить по основному металлу. Твердые (хрупкие) прослойки, ориентированные перпендикулярно действию нагрузки, практически не влияют на характер разрушения. Разрушение таких соединений происходит по линии сплавления (рис. 2.5,г) или по основному мягкому металлу (рис. 2.5,д). В плане несущей способности считается более опасным случай, когда твердые прослойки располагаются параллельно действующему усилию (рис.2.5,е). Разрушение таких соединений, как правило, происходит в результате хрупкого разрыва твердых прослоек с последующим вязким или квазихрупким изломом мягких прослоек. Часто при таких испытаниях образцов отмечается расслоение слоев (рис. 2.5,к).

43. Квшт Дж. Микромеханизмы разрушения и трещиностойкость / В кн.: Механика разрушения. Разрушение материалов. Под ред. Д. Тэшшна.- М.1 Мир, 1979.- С. 27-29

25 Кнотт Дж. Микромеханика разрушения и трещиностойкость // Механика разрушения. Разрушение материалов / Под ред. Д. Тэплина. - М.: Мир, 1979. - С. 27-29.

Если длина зоны пластических деформаций мала по сравнению с дайной трещины (или иными трещинами или детали), применяют методы линейной механики разрушения. Разрушение при этом хрупкое.

Если длина пластической зоны соизмерима с длиной трещины (или занимает все ослабленное нетто-сечение детали), применяют методы нелинейной механики разрушения. Разрушение при этом вязкое. Иногда, в зависимости от степени развития упругопластических деформаций, говорят о квазихрупком, упругопластическом или пластическом разрушении.

Разрушение относится к одному из видов нарушения прочности [158, 292], которые могут происходить в результате: 1) чрезмерной (упругой или пластической) деформации, 2) потери устойчивости, 3) разрушения.

2. Хрупкое разрушение. Происходит в результате распространения магистральной трещины при пластической деформации, сосредоточенной в малой области действия механизма разрушения.

В настоящее время доказана ошибочность этого предположения, но термин «усталость» остался в употреблении. Современная техника микрофотографирования позволила вскрыть истинную причину разрушения. Разрушение при знакопеременных напряжениях происходит вследствие постепенного развития микротрещины. Наличие двух зон в месте излома вызвано тем, что под влиянием переменных напряжений края трещины то расходятся, то сходятся, нажимая друг на друга, благодаря чему происходит сглаживание поверхности трещины, ее «шлифование». Когда же развившаяся трещина ослабит сечение настолько, что оно не в состоянии сопротивляться действующим нагрузкам, происходит внезапное хрупкое разрушение, характерное даже для весьма пластичных металлов.

/В кн. "Механика разрушения. Разрушение конструкций". Под ред. Д. Тэплина.- М.: Мир, 1980.- С. 7-30.

43. Кнотт Дж. Микромеханизмы разрушения и трещиностой-кость / В кн.; Механика разрушения. Разрушение материалов . Под ред. Д. Таллина.- М.: Мир, 1979.- С. 40-81.

59. Либовиц Г., Эфтис Дж., Джонс Д. Некоторые недавние теоретические и экспериментальные исследования по механике разрушения / В кн.; Механика разрушения. Разрушение конструкций . Под ред. Д. Тэплина,- М.: Мир, 1980.- С. 168-202.