ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение сопротивления разрушению (О. Н. Романив) из "Металловедение и термическая обработка стали Т1 " При испытании на изгиб образцов с надрезом /выявляются следующие виды хрупкости хладноломкость синеломкость, или тепловая хрупкость обратимая и необрати.мая хрупкость, обусловленная структурным состоянием. [c.225] Необратимая отпускная хрупкость так же, как и обратимая, отчетливо выявляется в основном при ударно.м испытании [22]. Увеличение остроты надреза в результате использования образцов с трещиной повышает чувствительность выявления этой хрупкости [23]. [c.225] Существенное понижение работы разрушения при статическом изгибе по сравнению с ударным было также показано выше на примерах стали Д6ДС и (а-ЬР)-титановых сплавов. В этих случаях статической хрупкости работа разрушения при статическом изгибе может быть в 10—15 раз ниже, чем при ударном. Поэтому универсальную характеристику чувствительности данного материала к трещине можно получить при параллельном испытании н на ударный, и на статический изгиб. [c.225] Циклические испытания механических свойств материалов имеют важное значение, поскольку большинство деталей машин, транспортных и других конструкций в процессе службы претерпевают воздействие переменных нагрузок. Под действием циклически изменяющихся переменных напряжений (деформаций) происходит процесс постепенного накопления повреждений, приводящий 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 усталостных трещин, их развитию и, наконец, к разрушению. [c.226] Сопротивление усталости — свойство металла противостоять усталости. Совокупность последовательных значений переменных напряжений за один период их изменения составляет цикл напряжений. Число смен циклов напряжений в единицу времени дает представление о частоте нагружения. [c.226] Анализ усталостного излома занимает важное место при установлении причин поломок деталей в эксплуатации. По усталостным полосам можно выявить очаг разрушения и проанализировать роль конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов, определивших разрушение. Наряду с макро-фрактографией широко применяется электронная фрактография (для определения механизма распространения усталостных трещин на различных стадиях их развития). [c.226] Опасность всякой трещины заключается в том, что она при определенных условиях нагружения и длине, превышающей критическую, обусловливает возможность внезапного хрупкого разрушения. [c.226] При циклических испытани.чх на усталость определяют следующие характеристики предел выносливости, усталостную долговечность, чувствительность к концентрации напряжений, влиянию среды, температуры, частоты, асимметрии цикла и величины среднего напряжения цикла, к перегрузкам, масштабному фактору. Кроме того, оценивают степень повреж-денности металла при воздействии циклических нагрузок, скорость роста трещин, длительность инкубационного периода до появления трещины и длительность периода живучести. [c.226] К концентрации напряжений, а также для оценки влияния абсолютных размеров. Размеры образцов выбирают таким образом, чтобы параметр подобия усталостного разрушения L/G варьировался в возможно более широких пределах при заданном диапазоне изменения диаметров. Величина L— периметр рабочего сечения образца или его часть, прилегающая к зоне повышенной напряженности. Для образцов типов I, II, V и VIII при изгибе с вращением, кручении и растяжении — сжатии Д = = jid для образцов типов III, IV и VI при изгибе в одной плоскости, а также для образцов типа VI при растяжении — сжатии L = 2fe для образцов типов III, IV, VII и IX при растяжении-— сжатии L — 2h. [c.229] Рабочая часть образцов должна быть изготовлена не ниже III класса точности. Параметр шероховатости поверхности рабочей части образцов должен быть 0,32—0,16 мкм по ГОСТ 2789—73. [c.229] При испытании образцов допускается мягкое (заданной величиной является размах нагрузки) и жесткое (заданной величиной является кинематически ограниченное перемещение) нагружения. Относительная влажность и температура окружающей среды при обычных испытаниях должны соответствовать ГОСТ 15150—69 (для исполнения Б и категории 4.2). В пределах от 10 до 300 Гц частота циклов не регламентируется. [c.229] Для построения кривой усталости и определения предела выносливости испытывают не менее 10—15 одинаковых образцов. База испытания для определения предела выносливости принимается 10-10 циклов для металлов и сплавов, имеющих практически горизонтальный участок на кривой усталости, и 100-10 для металлов и сплавов, не имеющих такого участка. Для сравнительных испытаний база соответственно принимается 5-10 и 20-10 циклов. [c.229] Для построения семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения, а также кривой распределения предела выносливости и для оценки среднего значения и среднего квадратичного отклонения предела выносливости на 4—6 уровнях напряхсений испытывают серии не менее чем из 10 одинаковых образцов. Для построения кривой распределения долговечности и оценки среднего значения и среднего квадратичного отклонения логарифма долговечности на заданном уровне напряжений испытывают серию не менее чем из 10 образцов до полного разрушения или до образования макрогрещин. Результаты испытаний подвергают статистической обработке. [c.230] Диаграммы предельных напряжений и предельных амплитуд строят с помощью семейства кривых усталости по результатам испытания не менее 3—4 серий одинаковых образцов при разных для каждой серии средних напряжениях или коэффициентах асимметрии цикла напряжений (рис. 14.3). [c.230] Из методов ускоренной оценки предела выносливости, основанных на использовании малого числа образцов, корреляционных зависимостей, характеристик упругости, а также косвенных и безобразцовых методов, следует выделить метод ступенчатого нагружения. [c.230] Малоцикловая усталость — усталость металла, при которой образование макротрещин или полное разрушение происходит при повторнопластическом деформировании с разрушаюв им числом циклов до 5- 10 . При этом имеется в виду малоцикловая низкочастотная усталость. Область же высокочастотной малоцикловой усталости — это область циклических перенапряжений. При малоцикловой усталости в отличие от многоцикловой поглощаемая энергия уже с первых циклов нагружения расходуется на разрушение. [c.230] Малоцикловое нагружение сопровождается развитием обшей или местной (в вершине надреза или трещины) пластической деформации, величина и закономерности накопления которой определяют условия перехода к предельному состоянию и контролируют характер разрушения (квазкстатический, усталостный). Переход к усталостному многоцикловому разрушению (число циклов при высокой частоте нагружения) сопровождается резким падением интенсивности предельной пластической деформации. [c.230] Для испытания на малоцикловую усталость применяют образцы типов II и IV допускается также использование образцов типов I и III, а также трубчатых образцов и образцов корсетного типа. При испытании на растяжение— сжатие образцов типов П н IV деформацию следует измерять в продольном направлении. При испытании образцов типов I и III допускается измерять деформацию в поперечном направлении. [c.230] Вернуться к основной статье