Образование - магистральная трещина
Cтраница 3
Поэтому в очаге наблюдается несколько фасеток раскалывания материала по пакету ос - пластин. Это обусловлено нелокализованным накоплением повреждений в материале при его перенапряжении, но после наработки в 60 % от долговечности увеличение плотности растрескиваний прекращается и идет интенсивное нарастание магистральной трещины во внутренних объемах материала. Сокращению периода до зарождения трещин способствует увеличение размеров зерен, что повышает неоднородность пластической деформации в локальных объемах металла и ускоряет образование магистральной трещины. При МЦУ усталостные бороздки величиной от 1 до 2 - Ю 7 м / цикл формируются уже в очаге разрушения. С увеличением уровня напряжений шаг начальных бороздок может существенно возрастать. [31]
Для определения откольной прочности проводится серия опытов с постепенно увеличивающейся скоростью удара. После испытаний образцы разрезаются таким образом, чтобы плоскость сечения была параллельна направлению нагрузки, и подвергаются металлографическому анализу. Результатом исследований является оценка степени поврежденное образца ( отсутствие видимых нарушений сплошности, зарождение микротрещин или микропор, их рост и слияние, образование магистральной трещины) как функции скорости удара и толщины ударника. Предполагая, что импульс растяжения при этом во всех случаях остается симметричным падающему, на основании таких экспериментов определяют несколько условных порогов разрушения. [32]
Однако для доказательства обоснованности сопоставления эксплуатационной и лабораторной повреждаемости необходимы данные о механизмах и скоростях роста эксплуатационных трещин. Подобная информация может быть получена на основании анализа аварийных разрушений, потому что излом в месте начала разрушения обычно обнаруживает зону, отражающую стадию стабильного развития эксплуатационных трещин. Кроме того, как правило, на поверхности трубы вблизи магистральной трещины наблюдается заметное количество отдельных изолированных трещин разного размера, которые характеризуют стадию повреждаемости, предшествующую образованию сквозной магистральной трещины [37], т.е. могут служить источником дополнительной информации об особенностях эксплуатационной повреждаемости. [33]
Таким образом, как следует из рассмотренных выше данных, рассредоточенное образование микро - и макротрещин при циклическом упругопластическом деформировании может быть связано со структурной неоднородностью материала, обусловливающей в свою очередь, неоднородность развития местных циклических деформаций на различных его участках, величины которых подчиняются нормальному закону распределения. Для учета этой структурной неоднородности материала при оценке циклической прочности образцов и элементов конструкций вводятся коэффициенты неоднородности циклической и односторонне накопленной деформаций, определяемые по статистическим параметрам распределения соответствующих величин или другим косвенным методом, в качестве которого, например, может служить метод большого числа измерений микротвердости. Использование указанных коэффициентов в критериальных зависимостях для расчета долговечности в области малоцикловой усталости вместе со средними значениями деформационных характеристик дает возможность определить число циклов до появления отдельных трещин, а также проследить за образованием магистральной трещины, приводящей к окончательному разрушению, что подтверждается и экспериментально. [34]
 |
Зависимость числа пор от долго. [35] |
Допустимый срок эксплуатации элементов энергооборудования, например трубопроводов, определяет степень поврежден-ности. Процесс зарождения и накопления повреждений начинается с ранних стадий ползучести. Однако на затухающей стадии появляются только единичные дефекты, которые не представляют опасности для эксплуатации. Заметное усиление процесса зарождения и развития повреждений происходит на ускоренной стадии ползучести, при этом закономерности роста повреждений определяются индивидуальными особенностями материала: в одних случаях происходит постепенное накопление дефектов ( см., например, рис. 3.22, кривая 2), в других заметные очаги повреждений появляются при исчерпании ресурса на 80 - 90 % и с очень интенсивным развитием повреждений вплоть до образования магистральных трещин ( рис. 3.22, кривая 7), в этом случае любыми методами трудно установить предельно допустимую поврежденность, не представляющую опасность и для дальнейшей эксплуатации. [36]
Известно, что из трех составляющих прочности композитов: прочности заполнителя, матрицы и контактного слоя - особое значение имеет прочность контактного слоя. Состав и структура тонких контактных слоев отличаются от состава и структуры основного цементирующего вещества ( а тем более заполнителя), хотя различие в качестве приповерхностного слоя и объема цементирующего вещества является не скачкообразным, а плавным. Согласно структурной теории разрушения состояние материала по мере возрастания нагрузки рассматривается проходящим через три стадии: I стадия характеризуется тем, что действующая нагрузка меньше критической и возможные микротрещины концентрируются в контактном слое, но в длину не растут; II стадия - контактные трещины устойчиво растут в длину, что сопровождается значительным ростом ширины их раскрытия; III стадия - трещины выходят в матрицу, что завершается образованием магистральной трещины, приводящей к разрушению материала. Таким образом, примат отдается контактной зоне композита, причем наиболее важно знать предысторию его разрушения, которая, в свою очередь, во многом наследуется из начальных этапов структурообразования дисперсных структур. Временные структуры, возникающие на этих этапах, являются диссипативными ( по Пригожину), т.е. такими, которые характеризуются рассеянием энергии и ее переходом из одной формы в другую. [37]
Интенсивное размытие дифракционных линий наблюдается на первой стадии деформирования отожженного материала, прирост ширины линии составляет около 85 % общего размытия к концу испытаний. На вторую стадию приходится около 15 % общего размытия. Это подтверждает положение о том, что пластическая деформация металла характеризуется плотностью дислокаций и протекает на первой стадии циклического деформирования. На второй стадии преобладает деструкционная деформация, которая не влияет на ширину линий, поэтому ее изменение протекает менее интенсивно. И наконец, на стадии образования магистральной трещины, которая не связана с дислокационным процессом, ширина линии остается постоянной. [38]
Имеющиеся язвы свидетельствуют о протекании коррозионных процессов в очагах КР, несмотря на наличие системы катодной защиты внешней поверхности труб. Часть очагов язвенной коррозии может не содержать коррозионных трещин. В связи с тем, что в очагах разрушения часто присутствуют язвы, можно предположить о наличии общего электрохимического процесса, приводящего к образованию коррозионных язв и трещин. Следует отметить, что язвы даже при одинаковой глубине с коррозионными трещинами менее опасны по сравнению с последними. Это связано с меньшей их протяженностью и, соответственно, меньшей вероятностью образования магистральной трещины. [39]
Как и в условиях объемной малоцикловой усталости, при трении изменение ширины дифракционных линий носит трехстадийный характер. Участок АВ характеризует пластическую стадию процесса. На этой стадии происходит упрочнение материала, интенсивный рост микронапряжений и дробление блоков, в результате чего ширина линии ( 220) a - Fe увеличивается. Участок ВС - стадия пластически-деструкционная, вовремя которой возможно нарушение сплошности в отдельных микрообъемах, что замедляет рост ширины линии. На этой стадии в результате образования микротрещин происходит релаксация микронапряжений, уменьшение плотности дислокаций, а соответственно и ширины линии. В дальнейшем процесс упрочнения и разрушения периодически повторяется, однако чисто пластическая компонента ( участок D Е выражена уже не так сильно, как на начальном этапе деформирования, процесс развивается уже в наклепанном слое. Таким образом, и при трении, и при объемном циклическом деформирования наблюдается общий, трехстадийный характер изменения материала в процессе разрушения, однако в первом случае стадия образования магистральной трещины отсутствует. Это обусловлено тем, что при трении изменение и разрушение локализуются в тонком поверхностном слое, в микрообъемах, которые подвергаются непрерывному воздействию со стороны контртела. При объемном циклическом деформировании внешнее воздействие прикладывается ко всему образцу в целом, в этом случае возможно развитие разрушения за счет локализации его в более слабом сечении. [40]
Страницы: 1 2 3