Прочность и разрушение материалов

Рис. 3.16. Концентрация водорода в результате диффузии в вершину трещины: а – концентрация в конце пластической зоны при

x x 1,22 K 2 ; б – распределение концентрации перед

m E т

вершиной трещины (х = 0) в момент t = 6,04 с

Конечно же, водородное охрупчивание далеко не всегда проявляется в чистом виде, картину могут существенно изменить другие факторы. Например, кислород уже в малой концентрации способен практически мгновенно прекратить докритический рост трещины в среде водорода за счёт образования тонкой окисной пленки, защищающей поверхность металла (рис. 3.17). После прекращения подачи кислорода начинает преобладать процесс восстановления кислорода водородом или же растворение плёнки водой. С практической точки зрения положительное влияние кислорода представляет счастливый случай, ведь, вероятно, именно это влияние помогает обеспечить необходимую трещиностойкость высокопрочных сталей на открытом воздухе. Кривые докритического роста трещин в сталях практически одинаковы на воздухе и в инертном газе. Следует подчеркнуть, что такое защитное действие кислорода проявляется только при статическом нагружении и совершенно не сказывается при циклическом.

111

Рис. 3.17. Влияние кислорода на докритический рост трещины в стали в среде увлажнённого водорода (зависимость прироста

трещины l от времени t): 1 – увлажнённый водород с 0,7 % кислорода; 2 – увлажнённый водород

В большинстве случаев коррозионного роста трещин процессы адсорбции, водородного охрупчивания и коррозионного растворения взаимосвязаны и протекание одних обусловливает проявление других. Взаимосвязь этих процессов усложнена влиянием структуры металла, вида напряжённого состояния, внешних условий нагружения. Изучение этой взаимосвязи составляет предмет механики коррозионного разрушения – научного направления на стыке механики разрушения, материаловедения и химического сопротивления материалов.

112

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Броек Д. Основы механики разрушения. – М.: Высшая школа, 1980. – 368 с.

2.Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твёрдыхтел. – М.: Металлургия, 1971. – 264 с.

3.Качанов Л.М. Основы механики разрушения. – М.: Наука, 1974. – 312 с.

4.Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории тре-

щин. – М.: Наука, 1984. – 255 с.

5. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел

стрещинами. – Киев: Наукова думка, 1968. – 246 с.

6.Партон В.З. Механика разрушения: От теории к прак-

тике. – М.: Наука, 1990. – 240 с.

7.Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. – М.: Наука, 1985. – 504 с.

8.Разрушение / под ред. Г. Либовица. – Т. I–VII. – М.:

Мир, 1973–1977.

9.Слепян Л.И. Механика трещин. – Л.: Судостроение, 1981. – 295 с.

10.Хеллан К. Введение в механику разрушения. – М.:

Мир, 1988. – 364 с.

11.Херцберг Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. – М.: Металлургия, 1989. – 576 с.

12.Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. – М.:

Наука, 1974. – 640 с.

113

Учебное издание

Николаева Елена Алексеевна

ПРОЧНОСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

Редактор и корректор Н.А. Московкина

_______________________________________________________

Подписано в печать 18.03.2010. Формат 60×90/16. Усл. печ. л. 7,125. Тираж 100 экз. Заказ № 52/2010.

_______________________________________________________

Издательство Пермского государственного технического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел. (342) 219-80-33.