НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

интенсивности напряжений А/С с помощью уравнения

Также будет рассмотрена область быстрого РУТ (или высо­ кой скорости РУТ), где эффекты задержки могут иметь су­ щественное влияние. Эти три области — низкая, промежуточ­ ная и высокая — обозначены соответственно через А, В и С на рис. 1, где показано общепринятое представление данных

log ДЯ

РУТ в виде зависимости da/dN от ДК. Во многих случаях величина /Стах также может влиять на процесс РУТ; ниже будут приведены некоторые рассуждения, объясняющие про­ исхождение этого влияния величины /Стах и позволяющие определить ситуации, когда эта величина может вносить су* щественный вклад в процесс распространения трещин.

НИЗКИЕ СКОРОСТИ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН

Этот режим РУТ отражен на рис. 1 (область Л). Харак­ терно, что верхний уровень ДК находится между 10 и 20 МПа-м'/» и da/dN <. 10~5 мм/цикл. Во всех случаях наблю*

Р и с . 4. Относительная площадь поверхности разрушения, занятая внутризеренными фасетками (F) как функция Д/С при испытаниях в воздухе (а/Р)- титанового сплава T i — 6 А1—4V (О, R = 0,12; ф, R = 0,51).

1,5 часа, часовое охлаждение на воздухе при 625 °С с после­ дующим четырехчасовым охлаждением на воздухе при 480°С. Размер исходного аустенитного зерна равен ^ 8 8 мкм и предел текучести 1090 МПа. Можно видеть, что интенсив­ ное развитие межзеренных фасеток происходило при варьи­ ровании Д/С от 25 до 14 и вне этого интервала прекращалось. Аналогичная картина образования фасеток наблюдалась в стали Еп24 и после изменения процедуры отпуска [6, 12]. Кривые РУТ становятся чувствительными к величине R в той же области значений Д/С, в которой происходит образование фасеток [6]. Пример образования межзеренных фасеток, со­ провождающегося вязким разрывом, показан на рис. 8.

Это проявление чувствительности роста трещин к микро­ структуре связывается [6—9, 13] с соотношением размера зерен и пластической зоны в конце трещины. Появление меж- и внутризеренных фасеток становится особенно замет­ ным, когда размер зоны «обратного» пластического тече­ ния1) Рг, определенный уравнением (2), оказывается меньше размера зерен [6—9]:

В нержавеющей стали марки 316 образование внутризерен­

центное отношение доли площади поверхности разрушения, занятой фасетками, было мало, 10% или меньше, по сравне­ нию с (а/Р)-титаном и легированными сталями. Значение Д/С, отвечающее максимальному образованию фасеток и мак­ симальному процентному отношению доли площади, заня­ той фасетками, возрастает вместе с размером зерен. Это на­ блюдение согласуется с представлениями, высказанными ра­

нее.

Некоторая информация, касающаяся образования внутри­ зеренных фасеток, представлена в табл. 1. Плоскости, в ко­ торых они возникают, обычно близки к плоскостям плотной упаковки исходной кристаллической решетки, т. е. {001} в гранецентрированной кубической решетке и {0001} в гекса­ гональной плотноупакованной решетке. Большинство авторов)*

*) В оригинале reverse plastic zone. Под этим (в соответствии с рабо­ той Rice J. R. Mechanics of crack tip deformation and extension by fatique. — In: Fatique crack propagation. — ASTM STP 415, 1967, p. 247—309) понимается пластическая зона, которая возникает в условиях монотонного пропорционального нагружения образца с трещиной при параметре на­ гружения (—AL), где значение AL соответствует уменьшению параметра нагружения L при усталостном нагружении с амплитудой А/С в цикле. —

Прим. ред.