ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оценка трещиностойкости при ци, клическом нагружении из "Металловедение и термическая обработка стали Т1 " Различные исследователи использовали в качестве показателей сопротивления разрушению разнообразные механические характеристики, оцениваемые при стандартных испытаниях на растяжение, сжатие, изгиб и т. п. Так, в частности, сго,2 рассматривается как мера сопротивления разрушению на стадии развития малых пластических деформаций, Sk — как мера сопротивления разрушению на стадии развития шейки. Из традиционных характеристик сопротивления разрушению наиболее универсальной признана ударная вязкость, оцениваемая обычно по ГОСТ 5454—76 на призматических образцах с U-образным надрезом (образцы Мена-же), разрушаемых на маятниковых копрах. [c.235] НИИ их прочности В СВЯЗИ СО снижением темпе-г ратуры отпуска (рис. 15.2). Это делает необходимым использование как макрофрактографп-ческого (А. П. Гуляев), так и микрофрактогра-фического метода определения порога хладноломкости (для некоторых, в частности строительных сталей). Вместе с тем для высокопрочных сталей со структурой мартенсита такое определение теряет всякий смысл в связи с крайне вялым, практически неощутимым изменением как самой ударной вязкости, так и фрактографической картины разрушения. [c.236] Для некоторых методов разрушающих испытаний характерна тенденция к разделению полной работы разрушения А на составляющие зарождения и распространения трещины (Аз и Ар соответственно). Такое разделение достигается благодаря определению А и Ар, после чего считают, что Аз=А—Ар. [c.236] По методу А. П. Гуляева Ар определяют путем измерения работы ударного разрушения серии образцов с надрезом, радиус которого постепенно уменьшается. При это.м Ар оценивают обычно путем линейной экстраполяции уменьшающихся значений А на нулевой радиус. Недостаток такого метода — неправомерность линейного экстраполирования. [c.236] Названные характеристики именуются еще сопротивлением распространению трещины. Их размерность [МПа м] в отличие от Кс и Ki , имеющих непривычную размерность [МПа- Yм]. [c.237] Определение вязкости разрушения. Согласно получившему уже значительную апробацию проекту ГОСТа, в основу которого положена рекомендация по стандартизации РС 3642—72 [4]. вязкость разрушения определяют следующим образом. [c.238] Поэтому выбирать размеры образцов приходится, исходя из ориентировочных значёнин К с, которые задаются на основании имеющегося опыта. При этом целесообразно назначать оценочную величину Кгс по известным значениям во,2 и Е исследуемого материал1а. [c.238] В процессе испытаний на двухкоординатном самописце автоматически регистрируется диаграмма разрушения в координатах прилагаемая нагрузка Р — смещение берегов трещины V. Запись смещения обеспечивается установкой на образце датчика раскрытия трещины (рис. 15.6). [c.238] На рис. 15.7 показаны три характерных типа диаграммы разрушения. Для диаграмм типов II и III в качестве расчетной нагрузки Рд для определения вязкости разрушения принимают максимальную нагрузку в секторе, отсекаемом 5 %-ной секущей. Для диаграммы типа I в качестве Рд принимают Рь при условии, что 1/Е 0,25 (см. рис. 15.7). По значениям Рд и усредненной длине трещины определяют величину коэффициента интенсивности напряжений Кд. [c.238] Полученные таким образом значения Кд проверяют для условий (4) и в случае их выполнения принимают в качестве действительных значений Ктс Если размеры образцов окажутся недостаточными, то необходимо провести повторные испытания на образцах большей толщины. [c.238] Целесообразность апробации цилиндрического образца определяется также тем обстоятельством, что он создает единственную в своем роде возможность оценки трещнностойко-сти круглого проката с учетом его анизотропии, возникающей при обработке давлением. [c.239] В последние годы предпринимаются успешные попытки создания нового универсального метода оценки вязкости разрушения стали как низкой, так и высокой прочности по величине так называемого /-интеграла, представляющего собой изменение потенциальной энергии в упруго-пластическом континууме в процессе распространения трещины. При этом предварительно строят диаграмму нагрузка — податливость, которую затем перестраивают для определения /-интеграла. Имеется ряд лабораторных методик оценки /-интеграла, которые отличаются значительной трудоемкостью, существенно превосходящей трудоемкость определения К-1С- Ввиду того, что пока отсутствует единый методический подход к измерению /-интеграла, приемлемый для инженерных расчетов, подробности различных вариантов имеющихся методик оценки /-интеграла здесь не приводятся. [c.240] Необходимо отметить, что в результате охрупчивания водородом или деформационного старения мол ет наступить инверсия влияния упо.мянутых факторов, т. е. повышение температуры испытаний и снижение скорости нагружения может сказаться отрицательно на уровне Кха. [c.241] Принципиально новые возможности с точки зрения воздействия на Кгс легирующих элементов открываются благодаря разработке мар-тенситно-старегощих сталей (МСС) и метаста-бильных аустенитных сталей (МАС), именуемых трип-сталями. Как видно из табл. 15.1, в высокопрочных безуглеродистых МСС с 18 % N1 после закалки и отпуска (старения) реализуются уровни Кгс, не достижимые в традиционных сталях. Уникальное сочетание прочности и вязкости разрушения МСС обеспечивается за счет наличия высокопластичной матрицы, в которой при последующем старении эффективно реализуется интерметаллидное упрочнение. [c.242] В СВЯЗИ с высокой стоимостью МСС и МАС в настоящее время предпринимаются попытки достижения лучших сочетаний прочности и вязкости разрушения в традиционных умеренно легированных сталях путем новых видов упрочняющих обработок. [c.243] Для циклического нагружения образцов используют различные машины для испытаний на усталость общего и специального назначения. Наиболее распространенные виды нагружения — пульсирующие растяжение и плоский изгиб. Надо при этом учитывать, что испытаниям, обеспечивающим получение КДУР, предшествует этап наведения трещины в устье искусственного концентратора при нагрузках, предотвращающих развитие существенных зон пластической деформации, которые могли бы повлиять на кинетику распространения трещин в условиях монотонного роста ДК. Принимая во внимание ряд регламентирующих условий, обеспечивающих воспроизводимость диаграмм от образца к образцу, при испытаниях следует руководствоваться методическими указаниями, подготавливаемыми Госстандартом СССР [9]. [c.244] у высокопрочных закаленных сталей также наблюдается так называемое задержанное разрушение в результате развития внутренних дефектов под воздействием водорода и адсорбционно-активных примесей или вследствие миграции закалочных дефектов. [c.246] Оценку статической трещиностойкости сплавов проводят (аналогично циклической трещиностойкости) на образцах с предварительно наведенными усталостными трещинами, используя различные сравнительно простые устройства, позволяющие осуществлять мягкое (постоянная нагрузка) или жесткое нагружение (постоянная деформация). Для испытаний пригодно большинство образцов, применяемых для оценки Кгс и циклической трещиностойкости (см. рис. 15.5, 15.21). [c.246] Усталостная трещиностойкость сталей со структурой мартенсита в результате предварительного перегрева при аустенитизации увеличивается, как и Кгс- Однако в отличие от К1с присутствие в стали наряду с мартенситом структурно свободного феррита не уменьшает циклической трещиностойкости. [c.246] Вернуться к основной статье