Разрушению предшествуют

Описанный механизм характеризует так называемое хрупкое разрушение. Хрупкому разрушению предшествует пластическая деформация до достижения трещины критического размера и затем хрупкое бездислокационное разрушение.

Длительные механические нагрузки в условиях высоких температур приводят к разрушению материала при напряжениях, меньших чем предел прочности. Разрушению предшествует ползучесть.

Усталостный износ. Весьма часты случаи, когда деталь или несколько деталей, подвергающихся в течение продолжительного времени переменным нагрузкам, ломаются при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности материала детали. Под переменными нагрузками в данном случае понимают напряжения, которые возникают под действием усилий, многократно изменяющихся по величине или направлению, либо одновременно и по величине, и по направлению. Полное или частичное разрушение детали под действием напряжений, величина которых меньше предела прочности, называют усталостным износом. Усталостному разрушению предшествует появление трещин в виде острых надрезов, у дна которых создаются объемные напряженные состояния. В резуль-

Рассмотренная диаграмма, с так называемой площадкой текучести, характерна далеко не для всех пластичных материалов. Часто диаграмма не имеет горизонтального участка, а тем не менее материалы относятся к пластичным, так как их разрушению предшествует возникновение больших остаточных деформаций (рис. 2.93).

По механическим свойствам материалы могут быть разделены на две основные группы; пластичные и хрупкие. У первых разрушению предшествует возникновение значительных остаточных деформаций; вторые разрушаются при весьма малых остаточных деформациях. Пластичными материалами в обычных условиях

Усталостный износ. Весьма часты случаи, когда деталь или несколько деталей, подвергающихся в течение продолжительного времени переменным нагрузкам, ломаются при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности материала детали. Под переменными нагрузками в данном случае понимают напряжения, которые возникают под действием усилий, многократно изменяющихся по величине или направлению, либо одновременно и по величине, и по направлению. Полное или частичное разрушение детали под действием напряжений, величина которых меньше предела прочности, называют усталостным износом. Усталостному разрушению предшествует появление трещин в виде осчрых надрезов, у дна которых создаются объемные напряженные состояния. В резуль-

Способность многих материалов к пластической деформации сопровождается, как правило, повышением сопротивления разрушению, т. е. разрушению предшествует деформационное упрочнение, что имеет в технике исключительно важное значение. Такая способность определяет возможность не только придания изделиям нужной формы, но и дополнительного их упрочнения за счет различных технологических операций обработки давлением. Характерно, что даже обработка резанием без способности материала к неупругим деформациям, как в случае абсолютно хрупких материалов, была бы возможна только в очень ограниченных пределах.

При температурах выше Тс во втором переходном интервале Тс— Тх разрушению предшествует значительная деформация (см. рис. 5.13). В образцах формируется шейка. Механизм роста докритических трещин— слияние пор (рис. 5.14, в, г). Критический размер трещины, -формирующейся по механизму слияния пор, так же как и скола с периодической релаксацией, экспоненциально зависит от температуры 14291. При температурах Т% и выше образцы разрушаются только путем слияния пор, т. е. критический размер трещины достигает размера образца, и скол отсутствует.

Во втором переходном интервале Тс—Т* разрушению предшествует более высокая пластическая деформация (см. рис. 5.16). Ширина интервала различна в разных сплавах. Так, в сплаве ВТАН-54 [433] она достигает более 800 °С, в то время как в сплаве МТАН [432] второй переходный интервал отсутствует вовсе. Разрушение начинается путем слияния пор, завершается сколом. Длина вязкой трещины также является температурно зависимой критической величиной в •соответствии с условием Гриффитса.

В условиях статического разрушения, когда катастрофическому разрушению предшествует малое приращение начальной трещины, эффект торможения минимален, но при росте трещины в условиях циклического нагружения этот эффект проявляется гораздо сильнее. Перейдем теперь к рассмотрению изменения детальных моделей распространения трещины при повторных нагружениях.

Единой точки зрения на процесс усталостного разрушения в настоящее время нет. Очевидно, что разрушению предшествует пластическая деформация, однако считать предел усталости равным пределу упругости нельзя. Общепринятая теория упрочнения исходит из того, что в реальных сплавах всегда содержатся дефекты, которые можно рассматривать как уже готовые очаги усталостного разрушения.

Результаты исследований, проведенных М. М. Тененбаумом [186—189], показывают, что гидроабразивное изнашивание является сложным, самонастраивающимся процессом, зависящим прежде всего от угла атаки, скорости абразивных частиц в момент удара о поверхность детали, отношения значений твердости изнашиваемого материала и абразива (коэффициент твердости), .концентрации абразивных частиц в жидкости. Гидроабразивное изнашивание определяется не только действием абразивных частиц, но и физико-химическими реакциями с жидкостью. При определенных условиях воздействие жидкости может быть столь активным, что гидроабразивное изнашивание (действие твердых частиц) подавляется кавитацией или коррозией. Обычно гидроабразивному разрушению предшествуют пластическая деформация, микроусталостные явления или процессы микрорезания, на которые накладываются гидравлические удары захлопывающихся кавитационных пузырьков и адсорбционно-кор-розионные реакции [186, 190].

лы) экспериментальные точки располагаются выше параметрической кривой средних долговечностей (линии 4 и 5 на рис. 3.27), а кривая металла с пониженным сопротивлением разрушению (феррито-карбидная структура, балл 6, 7) близка к границе 5%-ной вероятности разрушения (линия 8 на рис. 3.27); при а> 100 МПа некоторые точки располагаются даже ниже этой границы, что, вероятно, следует отнести за счет методики испытаний на длительную прочность (постоянная нагрузка, а не напряжение) — разрушению предшествуют значительные деформации, из-за этого происходит уменьшение поперечного сечения образца и соответствующее увеличение истинных напряжений и уменьшение долговечности.

Постоянная m для сплава ЭИ-607А при той же температуре равна восьми, а постоянная а, в выражении для А принималась равной 400 МПа. Положим для примера а0 = 500 МПа и подсчитаем время t согласно (4.11). В результате получаем t= 1,28-Ю6 с. Сравнивая t с долговечностями по кривой статической усталости 1 (рис. 4.1), построенной по данным испытаний на длительное разрушение при различных уровнях истинных напряжений, видим, что время t согласно (4.11) при а0 = 500 МПа примерно на порядок больше (lg 1,28- 10б = 5,11) средней долговечности при a = 500 МПа. В действительности же долговечность при постоянном условном напряжении должна быть меньше, чем при таком же истинном напряжении. Полученный результат понятен, так как равенство (4.11) является не условием разрушения, а условием, определяющим границу применимости уравнения (4.10). Наилучшая корреляция между предельным временем деформирования согласно (4.11) и действительными долговечностями при a = const получается в тех случаях, когда разрушению предшествуют значительные вязкопластические деформации (порядка 10 — 20 %), причем до полного разрушения успевает развиться

Важную .роль играет суммарная деформация до разрушения— ресурс пластичности стали. Желательно иметь возможно более вышкий ресурс пластичности. При этом разрушению предшествуют большие остаточные деформации и поэтому уменьшается вероятность внезапного хрупкого разрушения.

Важную роль играет суммарная деформация до разрушения— ресурс пластичности стали. Желательно иметь ресурс пластичности возможно большим. В этом случае разрушению предшествуют большие остаточные деформации. Уменьшается вероятность внезапного разрушения.

При растяжении гладкого образца, когда о, /ci = 1, разрушению предшествуют, как правило, значительные пластические деформации, наличие концентратора напряжений в той или иной степени увеличивает жесткость напряженного состояния в зоне вершины концентратора (j = с, /OL > 1 ), что соответственно ограничивает развитие пластических деформаций перед возникновением трещины у вершины концентратора. В случае объемного растяжения с равными компонентами о, = о2 = о3 интенсивность напряжений о, и деформаций е, оказываются равными нулю, развитие пластических деформаций становится невозможным, и разрушение должно происходить хрупко сколом при

Разрушение, наступающее при однократном приложении возрастающей нагрузки, может быть либо хрупким (разрушение сколом) либо вязким, связанным с развитием пластических деформаций. При растяжении гяадгпт образца, когда Oj/a(.« 1, разрушению предшествуют, как правило, значительные пластические деформации. Наличие концентратора напряжений в той или иной степени увеличивает жесткость напряженного состояния в зоне вершины концентратора (/ = cjj/a. > 1) и тем самым ограничивает развитие пластических деформаций перед возникновением трещины в этой зоне. Условия наступления идеально хрупкого разрушения при at = О и ef. = 0 (то есть при j = СГ /c(. = °°) не реализуются.

Исследования показали, что идеально хрупких тел нет, разрушению предшествуют пластические деформации и наиболее существенной чертой процесса разрушения всех твердых тел является развитие его во времени [9—11]. Разрушение рассматривается как процесс зарождения и развития трещины, состоящий из двух стадий: медленная стадия — возникновение и рост трещин до появления у вершины одной из них напряжения, близкого к критическому, и быстрая стадия — рост трещин по механизму Гриффитса.

?>/* разрушению предшествуют макропластичес-кие деформации и разрушение оказывается вязким. Критические температуры t* для низкоут-леродистых конструкционных сталей находятся в пределах -150^-200 °С, для аустенитных ниже -250 °С (рис. 3.2.2).

столетия. Т.к. заклепки изготавливаются из пластичных материалов, то разрушению предшествуют значительные деформации, что повышает надежность соединения.