В'язке й крихке руйнування металів
Руйнуванням називається розділення тіла на частини під впливом напружень, які виникають в ньому в результаті діючих зовнішніх навантажень і зникають під час усунення цих навантажень. Крім того, напруження можуть виникати в металі внаслідок нерівномірного остигання окремих його частин під час швидкого охолодження, наявності фазових перетворень під час
охолодження або нагрівання металу, при нерівномірній пластичній деформації металу тощо. В металі можуть існувати залишкові напруження, які зберігаються після усунення діяння зовнішніх сил. Якщо трапляється руйнування, то це означає, що напруження до- сягли граничного значення для даного матеріалу. Напруження, яке діє в конкретному перерізі виробу, складається з двох величин: нормального й дотичного, тобто напруження, направленого перпендикулярно даному перерізу, і напруження, діючого в площині перерізу. Для кожного матеріалу існує-граничне значення як нормальних, так і дотичних напружень, при досягненні яких відбувається руйнування.
Максимальний опір металу нормальним напруженням називається опором відриву (8от - по-російському). Максимальне значення опору металу дотичним напруженням називається опором зрізу і позначається тк.
В'язке і крихке руйнування відрізняють в залежності від величини пластичної деформації, яка відбувається до руйнування металу. В'язке руйнування характеризується слідуючими ознаками:
помітною макроскопічною деформацією зразка або деталі поблизу зруйнованого перерізу (рис. 58 а);
значною енергоємністю, тобто великою роботою, затраченою для руйнування;
злам металу має волокнисту будову і матовий вигляд.
При вивченні на електронному мікроскопі в'язкий злам має "чашечковий" (чарунковий) вигляд (рис. 59а, 60а), що є результатом пластичної деформації, викликаної рухом тупої тріщини.
В
а) V
Рис. 58. Змінювання форми Рис. 59. Вид зламу в електронному
зразка при в’язкому (а) і мікроскопі (хІОООО) при в’язкому (а) і
крихкому (б) руйнуванні. крихкому (б) руйнуванні.
'язке руйнування має місце тільки в тому разі, коли застосоване напруження являється більшим границі міцності матеріалу. Раніше, ніж деталь зруйнується, вона почне помітно деформуватись,швидкість руйнування буде відповідати швидкості застосованого навантаження. Такий тип руйнування зустрічається в інженерній практиці дуже рідко, і йому легко запобігти. Якщо деталь зруйнувалась в'язко то, безперечно, її треба виготовляти з металу, який має більш високе значення границі міцності.
Характерними ознаками крихкого руйнування слід вважати:
відсутність помітної макроскопічної деформації (цебто немає змін у формі перерізу в місці зламу, рис. 58 б);
мала енергоємність, тобто мала робота, необхідна для руйнування;
злам має кристалічну будову з блискучими фасетками, а в електронному мікроскопі вид зламу "ручаїстий" (рис. 59 б, 60 б). Плескаті фасетки вказують на відрив однієї частини кристала від другої.
Слід зазначити, що злам при крихкому руйнуванні не завжди має кристалеву будову, наприклад, крихкі сталі з дуже дрібним