
- •Конспект лекций к дисциплине « Физические основы предельного состояния» введение
- •Всего существует 7 систем:
- •Историческая справка представлений о разрушении. Разрушение как критическое событие и как процесс.
- •Современные представления о разрушении как о критическом событии.
- •Параметры состояния металла и их оценка.
- •Теория развития острых трещин грифитса. Коэффициент вязкости разрушения. Гипотеза финкеля.
- •Критерии вязкости разрушения
- •Разрушение как процесс.
- •Транскристаллитный скол (т с)
- •Интеркристаллитный скол (и с)
- •Квазискол (к с)
- •Микровязкие разрушения (м в р)
- •Структурная чувствительность вязкости разрушения к1с конструкционных сталей
- •Роль величины зерна
- •Влияние примесей
- •Роль легирования
- •Роль карбидной фазы
- •Дилатонная теория прочности твёрдых тел
- •Структурно – энергетическая теория прочности (с э т) одинга – ивановой
- •Классификация дислокационных структур и последовательность их эволюции
- •Критические структуры и разрушения
- •Дислокационные механизмы зарождения и роста трещин в условиях вязкого разрушения
- •Трещины грифитса
- •Кинетика вязкого разрушения
- •Кинетическая теория прочности журкова с.Н.
- •Влияние режима нагружения на разрушение
- •Испытания на ползучесть, длительную прочность и релаксационные напряжения
- •Испытания на усталость
- •Типы кривых усталости
Транскристаллитный скол (т с)
Основной механизм низкоэнергетического хрупкого разрушения. Он доминирует при низких температурах испытаний сплавов с перенапряжённой матрицей. Размер гладких скольных фасеток и расположение ступенек имеет вид речных узоров, определяется субструктурой поликристаллов, величиной зерна, а в случае высокоуглеродистых сталей тонографией перлитных колоний.
Интеркристаллитный скол (и с)
Становится преобладающим механизмом распространения трещин в сплавах, у которых ослаблена прочность границ зёрен в силу металлических или термических факторов.
И С характерен для низкоотпущенных и свежезакалённых сталей с повышенным содержанием углерода, а также сталей в состоянии отпускной хрупкости. При воздействии агрессивных сред И С может отражать межкристаллитную коррозию и проявления водородного охрупчивания.
Квазискол (к с)
Характерен для высокопрочных закалённых сталей с повышенным содержанием углерода, а также при существенном влиянии второй фазы. К С – альтернатива двум предыдущим низкоэнергоёмким механизмам распространения трещин.
Рельеф К С бывает различным, от сравнительно гладкого скола до весьма развитого с высоким перепадом уровней у материалов повышенной вязкости.
Микровязкие разрушения (м в р)
Проявляются фрактографически в виде ямочного (чашечного) рельефа и реализуется в результате коалисценции пустот; может происходить путём отрыва и путём сдвига.
М В Р служит фрактографическим отражением повышенных и самых высоких значений вязкости разрушения сплавов. Акты М В Р свидетельствуют о высокой деформативности матрицы в окрестностях частиц второй фазы или других включений – очагов образования микропустот. Существует также дислокационная гипотеза возникновения пустот; специфической разновидностью вязкого рельефа являются плоскости гладкого расслоения.
Структурная чувствительность вязкости разрушения к1с конструкционных сталей
Оценивается
на базе диаграмм конструктивной прочности
К1с -
02
и должна обеспечить области высоких
показателей прочности и трещиностойкости.
Вязкость разрушения зависит от состава
стали, способа металлургического
передела и последующей термической и
прочей упрочняющей обработки; составляет
от 16 до 110 МПа*
(см. рис выше). На рисунке даны также 4 области для различных механизмов разрушения.
Роль величины зерна
Данные о влиянии величины зерна чистого феррита из-за методических трудностей отсутствуют, т.к. попутно сказываются другие структурные факторы: например, у стали 20Х13 после низкого отпуска К1с контролируется факторами субзёренного типа. У средне и высокоуглеродистых сталей после высокого отпуска К1с растёт из-за диспергиризации аустенитного зерна, что возможно также при отпускной хрупкости. Разрушение идёт по И С, обнаруживается зависимость вида:
Парадоксальный характер зависимости К1сf(dз): при перегреве (аустенизации) и последующем низком отпуске дало рост
К1с против стандартной закалки, при этом изменение К1с имеет зависимость вида: