Cтраница 5
При повторных разгрузках и нагрузках появляется наклеп и повышается хрупкость материала. В конце концов при большом числе повторений нагрузки способность материала к упрочнению исчерпывается и возникает микротрещина на одной из плоскостей скольжения кристаллитов. Возникшая трещина сама становится сильным концентратором напряжений и с учетом увеличивающегося ослабления сечения становится местом окончательного разрушения. [61]
Таким образом, если считать, что трещина зарождается, когда напряжение at на глубине t достигает значения предела выносливости материала o i, то напряжение о. При этом возникшая трещина не имеет условия для распространения. Такое явление объясняют или изменением режима нагружения, например изменением степени асимметрии цикла-или изменением напряженного состояния ( из-за изменения концентрации напряжений, перераспределения остаточных напряжений в поверхностном слое) При зарождении усталостной трещины. При достаточной концентрации напряжений ( большей некоторого критического значения, характерного для каждого материала) конец трещины попадает в зону низких напряжений основного поля. Суммарные напряжения на конце трещины основного поля внутри образца оказываются меньшими, чем от трещины и надреза в поверхностных слоях. [62]
![]() |
Схема зависимости ударной вязкости от температуры. [63] |
Как было указано ранее, метод испытания на ударную вязкость в течение значительного времени являлся основным и практически единственным методом определения склонности стали к хрупкому разрушению. Это обусловлено в первую очередь тем, что благоприятное для хрупкого разрушения объемное напряженное состояние металла у основания надреза вызывает появление первой трещины именно в этом месте образца. В вершине возникшей трещины создается аналогичное напряженное состояние, но с еще большей концентрацией напряжений, что способствует продвижению зародившейся трещины в глубь образца вплоть до его полного разрушения. [64]
![]() |
Усредненные данные о кинетике усталостного повреждения сталей 17Г1С и 14Х2ГМР. [65] |
Анализ кривых длина трещины - число циклов нагружения свидетельствует о том, что их вид в значительной степени зависит 6т уровня максимального напряжения цикла. При высоких напряжениях кривые практически не имеют стадии стабильного роста усталостной трещины. В этом случае возникшая трещина быстро достигает размеров, от которых начинается нестабильный рост усталостной трещины, заканчивающийся разрушением. Уменьшение максимального напряжения цикла приводит к увеличению доли участка стабильного роста трещины. [66]
Анализ полученных результатов показал, что исследованные биметаллы имеют различную сопротивляемость зарождению и росту усталостной трещины. Для биметалла У 5В характерен длительный период до зарождения, но возникшая трещина распространяется с большей скоростью. Напротив, для биметалла У2В отмечается малый период до зарождения, но возникшая трещина развивается с небольшой скоростью. [67]