ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Разрушение (возникновение и развитие трещин) из "Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов " Длительная и надежная работа деталей, узлов и изделия в целом зависит прежде всего от сопротивления разрушению материала деталей при различных эксплуатационных условиях работы. [c.37] ествует три возможных подхода к решению проблемы разрушения. [c.37] Первый — изучение макроскопических закономерностей раз-)ушения. Основополагаюш,ее значение имеют работы А. Ф. Иоффе, Л. Н. Давиденкова и их учеников. По богатству обобщенного фактического материала о макроскопической природе разрушения советская школа исследователей занимает ведущее место в мировой науке. [c.37] Второй путь — феноменологическое описание микрокартины разрушения (наблюдаемой при оптических увеличениях) и поиски связи между характером процесса разрушения, фазовым составом и микроструктурой материала. [c.37] Более общим и перспективным представляется третий путь — исследование процессов пластической деформации и разрушения с позиций атомного строения. Знание атомного механизма этих процессоб является единственной надежной основой для установления количественных зависимостей прочности на уровне микро- и макроструктур. [c.37] Теоретические и экспериментальные исследования атомного механизма пластической деформации, в результате которых возник раздел физики твердого тела, обычно не точно называемый теорией дислокаций, послужили основой для изучения атомного механизма разрушения. [c.37] Нагромождения дислокаций в отдельных плоскостях скольжения возникают из-за препятствий на пути движения дислокаций (границы двойников и зерен с большими углами разориен-тации, прочные чужеродные включения и др.). [c.37] Образование трещин в результате взаимодействия дислокаций в нагромождении. [c.37] Петч полагает, что трещина возникает в момент, когда в результате нагромождения дислокаций превышается теоретическая когезионная прочность [115]. [c.38] Экспериментально такой процесс наблюдался в монокристаллах кремнистого железа и окиси магния. [c.39] Анализ схем образования трещин в результате пересечения двойников деформации дан в работе [104]. Зарождение трещин при пересечении двойников наблюдалось в кристаллах молибдена, цинка и кремнистого железа. [c.39] Модели образования трещин при отсутствии нагромождения дислокаций у препятствий условно относят к безбарьерным. Известно несколько таких моделей. [c.39] Зарождение плоской трещины может произойти в результате объединения цепочек вакансий, образующихся при движении дислокаций со ступенькой (вакансионный механизм). [c.39] В кристаллах со сложной структурой зарождение трещин связывают с образованием уступов на дислокационных стенках. В данном случае скольжение и скол происходят в одной и той же плоскости (рис. 1.12, в). Полоса скольжения пересекает границу наклона, смещая таким образом ее края возникающее при этом прерывистое смещение в результате изменения направления скольжения вызывает образование трещины на плоскости скольжения. Такие трещины наблюдались на цинке. Теория этого процесса разработана Фриделем [96], Стро [121] и Иденбомом [28]. [c.39] Зарождение трещины может произойти в результате аннигиляции дислокаций противоположных знаков, движущихся в близко расположенных параллельных плоскостях скольжения. Этот механизм зарождения несплощности детально развит Фудзита [99]. [c.39] Приведенный анализ моделей зарождения хрупких трещин показывает, что известно несколько механизмов возникновения несплощности. Некоторые из них подтверждены экспериментально на ряде металлов и сплавов, другие все еще остаются гипотетическими. Проявление того или иного механизма зарождения хрупких трещин зависит прежде всего от природы металла, критической плотности дислокаций и от условий нагружения. [c.39] Общим для всех рассмотренных моделей является то, что процесс зарождения трещин является следствием концентрации упругой энергии при образовании скопления дислокаций и последующем их сближении. Трещина возникает при достижении максимальной концентрации упругой энергии в локальном объеме металла, чему соответствует достижение критической плотности дислокаций. [c.39] В настоящее время делается поиск общего подхода к определению энергетических условий образования прямолинейных трещин в неоднородном плоском поле внутренних напряжений. [c.39] Рассмотренные механизмы образования трещин могут иметь место при действии как статических, так и циклических напряжений. [c.39] Вязкое разрушение. Разрушение, которому предшествует значительная пластическая деформация, обычно считают вязким. Существуют различные представления о процессе вязкого разрушения одни исследователи считают, что оно наступает в результате исчерпания пластичности, в этом случае критерий разрушения — критическая деформация другие — вязкое разрушение объясняют наклепом материала впереди трещины, который достигает такой степени, что напряжение или деформация возрастают до значений, удовлетворяющих некоторому критерию разрушения. [c.40] Вернуться к основной статье