Cтраница 2
Кроме того, отпуск после первичного нагружения и обнаружения нераспространяющихся усталостных микротрещин приводит к увеличению предела выносливости образцов из низкоуглеродистой феррито-перлитной сстали. Влияние отжига можно связать с тем, что снятие упрочнения у вершины трещины, возникшей при первичном нагружении, приводит к облегчению ее дальнейшего роста при вторичном нагружении. Однако рост трещины на этом вторичном уровне нагружения снова сопровождается упрочнением ее вершины. Причем упрочнение это может быть несколько большим, чем при первичном нагружении, так как с ростом трещины увеличивается концентрация напряжений у ее вершины, а следовательно, амплитуда циклической деформации. [16]
Только в некоторых случаях, таких, как появление нераспространяющихся усталостных микротрещин в гладких деталях из материалов, обладающих физическим пределом выносливости, или при кручении гладких деталей проявляется влияние собственно свойств и структура материала. [17]
![]() |
Поверхность разрушения образцов с предварительной циклической деформацией после разрыва при Т - 268 8 С. а - образец № 9 ( Де 0 5 %, Л. 250 цикл.. б - образец № 2 ( Де 2 00 %, N 30 цикл. [18] |
Для всех образцов в изломе наблюдались также раскрытые при растяжении поверхности усталостных микротрещин. [19]
На рис. 22 приведены микроснимки трубной стали с характерными в ней усталостными микротрещинами. Как видно, усталостные трещины возникают в охрупченных областях и распространяются преимущественно в одном направлении. В конечном итоге эти микротрещины достигают друг друга и, сливаясь между собой, образуют макротрещины ( рис. 23), которые приводят к разрушению металла труб. [20]
Трещины являются сильными концентраторами напряжений и из них образуются микротрещины, далее соединяющиеся в общую усталостную микротрещину, постепенно распространяющуюся на сечение. Разрушение происходит в результате возрастания напряжения в оставшейся зоне сечения. [21]
![]() |
Зависимость критического напряжения хрупкого разрушения Sc от параметра Одквиста и для сталет 15Х2НМФА. [22] |
Следует отметить, что проведенный расчетно-эксперименталь-ный анализ зависимости 5с ( х) справедлив при достаточно малых усталостных микротрещинах, когда их размеры порядка ячейки субструктуры материала. При больших х и соответственно значительных усталостных повреждениях, размер которых составляет порядка нескольких диаметров зерен, зависимость 5С ( х) может стать убывающей. Действительно, уменьшение 5С с увеличением х наблюдается при испытании образцов № 11, 12 ( см. табл. 2.1, 2.2), где предварительная повреждаемость материала была значительной. [23]
Напряжение в области поверхности концентратора предельно велико, но эта область настолько мала, что усталостные микротрещины не могут распространиться, так как они не достигают длины, характерной для внутренних дефектов. Дело в том, что существуют значительные дефекты материала, расположенные вблизи поверхности концентратора, которые могут вызвать распространение трещин гораздо легче, чем сами микротрещины. Напряжения вблизи поверхности концентратора определяют преимущественно область существования напряженного состояния, близкого к гидростатическому напряжению, с соответствующим мягким критерием разрушения в напряжениях, результатом чего является высокая выносливость. Способ определения предела выносливости при наличии концентрации напряжений не учитывает благоприятного влияния трехосности напряженного состояния вблизи поверхности концентратора, так что предел выносливости для кольцевой выточки с острой кромкой, найденный этим способом, является неточным. [24]
![]() |
Гистограмма изменения коэффициента h2 E транзисторов. [25] |
Механические испытания радиокомпонентов проводились для определения влияния ультразвука на элементы внутренней конструкции, выявления в них усталостных микротрещин, напряжений и др. Частичное нарушение конструкции элементов неизбежно приведет к окончательному разрушению этого элемента и, как следствие, к выходу его из строя в процессе проведения испытаний. Механические испытания включают в себя испытания на устойчивость к длительной и кратковременной вибрациям, постоянному ускорению, ударным нагрузкам. [26]
![]() |
Схема структурного состояния приповерхностного слоя пластичного металлического материала на пределе выносливости. [27] |
Уровень предела выносливости чаще всего связан с определенной степенью упрочнения и повреждаемости приповерхностного слоя и размером нераспространяющихся усталостных микротрещин. Миллера показывают ( рис. 43), что при уровне циклических напряжений Aaj Да4 Лет. Однако на уровне амплитуд напряжений Да, который несколько больше, чем предел выносливости, барьеры не столь велики, чтобы остановить трещину, в результате чего происходит разрушение. Для начальной стадии распространения усталостных трещин барьеры Ъ, Ъ и Ьз соответствуют возрастающей их прочности. Например, самым низким барьером может быть граница двойникования, средним - граница зерна, а самый высокий барьер связан с перлитной зоной в ферритно-перлитной микроструктуре. [28]
Циклическое деформирование приводит к следующим основным изменениям в структуре материала: формированию регулярной деформационной субструктуры и возникновению усталостных микротрещин. При последующем растяжении эти структурные процессы вызывают соответственно увеличение критических напряжений хрупкого разрушения Sc с ростом параметра х и при значительной усталостной поврежденности - относительное снижение разрушающего напряжения. Отмеченное выше уменьшение размера фасеток микроскола с увеличением накопленной пластической деформации связано с изменением ориентации поверхности микротрещины скола на границах деформационной субструктуры материала. [29]
Экспериментальными исследованиями процесса разрушения установлено, что после определенного числа циклов перемен напряжений в материале испытываемой детали появляется усталостная микротрещина. [30]