Образование - зародышевая трещина
Cтраница 2
Экспериментальное исследование скорости роста магистральных трещин в ряде полимеров показало 119, что основная часть времени жизни ( долговечности) образца под нагрузкой затрачивается на развитие именно этих, видимых, трещин, а не на процесс образования зародышевых трещин. В любых режимах нагружения скорость их роста экспоненциально увеличивается с ростом напряжения, что полностью соответствует основному уравнению температурно-вре-менной зависимости прочности. [16]
Под действием циклически изменяющихся переменных напряжений ( деформаций) происходит процесс постепенного накопления повреждений, приводящих к критической степени искажения решетки в отдельных объемах ( зернах) вследствие протекания циклической микропластической деформации, к созданию локальных пиковых напряжений, могущих вызвать разрыв межатомных связей, к образованию зародышевых трещин, их развитию и, наконец, к разрушению. Это говорит о том, что при огнезащите образцов происходит процесс силицирования, что влияет на развитие трещин и приводит к повышению циклических свойств. [17]
Образованию зародышевых трещин предшествует накопление дислокаций перед каким-либо препятствием, задерживающим их движение. Зародышевая трещина возникает тогда, когда число дислокаций в скоплении достигает некоторого критического значения, зависящего от модуля упругости и поверхностной энергии деформируемого твердого тела. Число дислокаций в скоплении зависит от соотношения скоростей двух процессов. [18]
 |
Переход из пластичного состояния в хрупкое при ударных испытаниях стали с 0 12 % С высокой чистоты в зависимости от режимов термической обработки. [19] |
В результате межзеренных смещений на стыке трех зерен образуется микротрещина, которая в дальнейшем может распространяться как трещина Гриффитса. Такой механизм образования зародышевых трещин наблюдается при высокотемпературных длительных испытаниях. [20]
Появлению трещин в металле шва могут способствовать поры и неметаллические включения. Процесс разрушения начинается с образования зародышевой трещины, поэтому наличие в металле трещин является фактором, предрасполагающим к разрушению. Разрушение любого металла состоит из нескольких этапов - зарождение трещины, ее устойчивый рост и достижение критической длины, нестабильное развитие трещины. Существуют трещины двух типов - горячие и холодные. Стенки горячих трещин обычно сильно окислены, а у холодных - блестящие, чистые. Горячие трещины имеют межкристаллит-ное строение, в то время как холодные трещины, в основном, проходят через тело кристаллов. Горячие трещины обычно расположены в металле шва и могут образоваться в процессе кристаллизации металла под действием растягивающих напряжений, возникающих в процессе охлаждения сварного соединения. Холодные трещины чаще всего возникают в околошовной зоне, и реже в металле шва. В основном они образуются при сварке изделий из средне - и высоколегированных сталей перлитного и мартенситного классов. Но они могут появиться и в сварных соединениях из низколегированных сталей перлитно-ферритного класса и высоколегированных сталей аустенитного класса. [21]
Однако применительно к рассмотренным в статье поликристаллическим керамическим материалам предложенная теория имеет определенные ограничения. Роль подвижности и слияния дислокаций в этих веществах ограничивается лишь образованием зародышевых трещин в отдельных зернах. Как только трещина вырастает до размеров, удовлетворяющих условиям ее распространения, начинает действовать теория Гриффиса - Орована, так как протекающий механизм разрушения определяется в основном хрупкими свойствами всего образца в целом. Эта точка зрения соответствует атомистической теории зарождения трещин и макроскопическому толкованию распространения трещи в соответствии с концепциями Гриффиса - Орована. [22]
В железе этому роцессу соответствует дислокационная реакция 0 5а [111] 0 5а [111] - э-а [001], которая приводит к образованию трещины в плоскости ( 001), являющейся плоскостью скола. Многократное повторение реакции приводит к слиянию дислокаций а [001], вызывая образование зародышевой трещины Гриффитса. Эта схема не требует наличия барьеров для дислокаций. [23]
Если молекула полимера находится под напряжением, то во время изомеризации может произойти ее деструкция. Повышение температуры и уменьшение вязкости каучука также способствуют его деструкции 12 и образованию зародышевых трещин в резинах. Относительно разрушения резин под действием озона существует две одинаково неверные, крайние точки зрения. С одной стороны, процесс рассматривается как чисто физический, сходный с разрушением материала под действием только напряжения. При этом фактически игнорируется роль озона как химического агента 122 123 ( см. гл. С другой стороны, озонное растрескивание рассматривается совершенно обособленно от растрескивания других материалов в отсутствие и в присутствии агрессивной среды. Некоторые авторы 84 это явление даже и в настоящее время считают уникальным, связанным с особенностями химического взаимодействия озона с резинами на основе ненасыщенных полимеров, и дают ему ряд объяснений. Одно из объяснений 124 состоит в том, что на поверхности резины в результате реакции озона с молекулами каучука по двойным связям образуется слой озонида и продуктов окисления каучука, менее прочный и эластичный, чем исходный образец. [24]
При детерминистическом нагружении эга связь задана формулой (3.105), согласно которой математическое ожидание числа зародышей, а также развившихся из них трещин есть функция от меры повреждений г)) ( t) в рассматриваемый момент времени. Обобщим эту гипотезу применительно к случайным процессам нагружения. Примем, что образование зародышевых трещин представляет собой пуассоновский процесс. Этот процесс определен, если задана его интенсивность, равная числу трещин, зарождающихся в единицу времени. Обсудим два, в общем случае не совпадающих, способа обобщения формулы (3.105) на случайные условия нагружения. [25]
До развития представлений о разрушении как кинетическом процессе взаимосвязь между разрушением и деформированием рассматривалась односторонне: обсуждалось только влияние процесса деформирования на развитие разрушения в предположении, что деформирование в этой взаимосвязи является ведущим, определяющим процессом, а разрушение - ведомым, зависимым от деформирования процессом. Подчеркивалось, что всякому разрушению, в том числе и хрупкому, всегда предшествует пластическая деформация. Она и является той причиной, которая вызывает в телах локальные перенапряжения, приводящие к образованию зародышевых трещин. Это предположение, высказанное на основании исследований деформирования и разрушения кристаллов еще около 1930 г. [980-983], получило дальнейшее развитие в работе [984], где была оценена концентрация напряжений у фронта заторможенного сдвига, а также и в дислокационных теориях разрушения, развитых позднее. [26]
Дислокации взаимодействуют с имеющимися в объеме твердого тела трещинами. Развитие трещины идет скачкообразно, поскольку в трещину сталкиваются все новые и новые дислокации, причем сам процесс сталкивания дислокаций в трещину рассматривается как термоактивационный акт. В [84 - 86] рассмотрен также термоактивационный механизм образования зародышевых трещин в голове скопления дислокаций, остановившихся у препятствий, в котором важную роль играют подвижность дислокаций и их концентрация. Простейший процесс пластической деформации заключается в движении дислокаций по системе параллельных плоскостей скольжения. Если дислокация пересекает ( вспарывает) поверхность кристалла, на ней возникает ступенька. Подходя друг к другу, дислокации взаимодействуют. Вдоль линии, соединяющей две дислокации одного знака, действует сила отталкивания, а между дислокациями противоположного знака - сила притяжения. [27]
Вязкое разрушение отличается от хрупкого значением пластической деформации перед разрушением. Вязкому разрушению соответствует срез под действием касательных напряжений, а хрупкому - отрыв в результате действия растягивающих напряжений. Оба типа разрушения включают две фазы - образование зародышевой трещины и ее распространение. [28]
Страницы: 1 2