Трещины замедленного разрушения

Материал детали, прилегающей к наплавленному слою, характеризуется максимальной твердостью и склонностью к образованию трещин замедленного разрушения. Для предотвращения трещинообразования обычно применяют следующие меры [c.275]

Трещины замедленного разрушения. Замедленным (задержанным) разрушением принято называть хрупкое разрушение, наступающее с течением времени под воздействием статической нагрузки при напряжениях, меньших предела прочности (иногда ниже предела текучести) материала без влияния повышенной температуры и коррозионных активных сред. [c.159]

К факторам, повышающим склонность материала к замедленному разрушению, относят наличие в них водорода в закаленных сталях - закономерности мартенситного превращения, приводящего к возникновению в структуре стали остаточных микронапряжений постепенное накопление дефектов структуры при вязком течении по границам зерен. Возникновению трещин замедленного разрушения способствует- наличие на поверхности детали хрупкого слоя, монтажные перекосы. Часто решающим фактором является действие внутренних растягивающих напряжений, возникающих при сварке, закалке, механической обработке и пр. [c.159]

Высокотемпературная термомеханическая обработка увеличивает работу распространения трещины [2, 8, 10, 13], параметры вязкости разрушения [15, 3], повышает ударную выносливость [4], износостойкость н контактную выносливость стали [2, 7], сопротивление усталости [2], отрыву [17], распространению трещины замедленного разрушения [18] и локальному разрушению поверхности при высоких контактных напряжениях [1 ], снижает порог хладноломкости [И, 4], чувствительность к надрезу [2], изменяет вид излома при низкотемпературных разрушениях от хрупкого к вязкому [2, 11]. [c.391]

Аналогичное стремление к некоторой стандартной форме краевой трещины будет иметь место также у коррозионных трещин и трещин замедленного разрушения, так как скорость роста таких трещин также весьма чувствительна к величине коэффициента интенсивности напряжений ). [c.185]

При замедленном разрушении наблюдаются случаи возникновения как множественных, так и единичных трещин, что связано, как и при других видах нагружения, со скоростью возникновения и развития трещин. Например, в сварных соединениях титановых сплавов количество возникающих трещин замедленного разрушения уменьшалось с повышением содержания водорода, одновременно повышалась скорость их развития при уменьшении содержания водорода, а также с увеличением пластичности сплава, разрушение происходило сравнительно медленно и главным образом за счет образования новых трещин [13]. В закаленных сталях замедленное разрушение также может являться результатом развития одной трещины, встречались также случаи, когда магистральная трещина образовывалась из нескольких более мелких трещин. [c.362]

ПОД углом 45° к оси шва, возникают значительные касательные напряжения т. Такое напряженное состояние способствует за-рождению трещины замедленного разрушения на стыке трех зерен (см. рис. 6-19), которая в дальнейшем постепенно развивается в полном соответствии с изложенными выше представлениями. [c.248]

По свариваемости мартенситно-феррит-ные стали являются неудобными материалами. В связи с неизбежной подкалкой при сварке сварные соединения мартенситно-ферритных сталей склонны к образованию трещин замедленного разрушения. Кроме того, при перегреве в ЗТВ часто наблюдают трещины хрупкого разрушения. [c.70]

Однако эти сплавы титана весьма склонны к образованию холодных трещин (замедленному разрушению) при температурах, близких к комнатной, что связано с легким развитием ползучести под действием напряжений, величина которых может быть существенно ниже предела текучести [5]. [c.11]

При сварке сплавов системы Л1—Zn—Mg возможно замедленное разрушение — образование холодных трещин через некоторое время после сварки, обусловленное действием сварочных напряжений первого рода и выпадением и коагуляцией интерметаллидов. [c.355]

Сопутствующее принудительное охлаждение приводит к повышению показателей сопротивляемости на замедленное разрушение при образовании холодных трещин и к хрупкому разрушению (рис. 2.9). Достигнутые положительные струк-гл рно-механические изменения способствуют повышению [c.103]

Можно так>ке, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины Z — 1о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с и). Запас на докритический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, повторном циклическом нагружении и др. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность. [c.293]

При исследовании закономерностей роста трещины в металлах, взаимодействующих с водородом, большое распространение приобрел подход, связанный с изучением зависимости скорости роста трещины l = dl/dt от коэффициента К, называемой кинетической диаграммой растрескивания. В этих диаграммах обнаруживаются такие качества, которые позволяют считать их основными для систем металл — водород, несущими наиболее полную и сопоставимую информацию о трещиностойкости материалов. По-видимому, все определяемые экспериментально параметры и зависимости (характеризующие трещиностойкость системы металл — водород) прямо содержатся в кинетической диаграмме (.Kth, Ксп) или могут быть рассчитаны на ее основе. Например, можно построить диаграмму замедленного разрушения в коорди- [c.327]

Рис. 41.2. Диаграмма замедленного разрушения (ИП — инкубационный период, МРТ — медленный рост трещины).

Изложенные выше данные позволяют достаточно точно и подробно оценить условия образования трещины при коррозионном растрескивании. Вместе с тем эти факторы еще не полностью раскрывают природу развития трещины. При анализе ее развития следует обращать внимание на особенности вида излома. Поверхность излома коррозионного растрескивания всегда темная, похожая на поверхность излома замедленного разрушения псевдо-а-титановых сплавов, имеющих повышенное содержание водорода. Как известно, в таких сплавах под действием напряжений или в результате пластических деформаций может происходить в определенном временном интервале распад пересыщенной водородом а-фазы с выделением мелкодисперсных гидридов (необратимая водородная хрупкость II рода). Темный цвет поверхности излома, видимо, связан в этом случае также с наличием на поверхности излома гидридов [c.63]

Неоднородность строения излома определяется также тем, что процесс разрушения в общем случае имеет дискретный скачкообразный характер, причем начало каждого последующего скачка в некоторой мере повторяет предыдущий. Скачкообразность процесса разрушения подтверждается волнообразным характером изменения шероховатости по длине излома [I10], периодическим повторением микростроения по длине усталостной трещины и т. д. Возникновение макроскопических кольцевых линий на изломах замедленного разрушения также 14 [c.14]

Природа влияния температуры на склонность к замедленному разрушению наводороженных металлов заключается, по-видимому, в ускорении диффузионных процессов, которые определяют концентрацию водорода в напряженных зонах образца, и, в частности, в вершине развивающейся трещины [16]. [c.56]

При замедленном разрушении могут наблюдаться как множественные, так и единичные трещины. Так, в сварных соединениях титановых сплавов [59] при ЗР количество возникающих трещин уменьшалось с повышением содержания водорода, одновременно повышалась скорость их развития. Наоборот, при уменьшении содержания водорода и при переходе на другой, более пластичный сплав разрушение происходило сравнительно медленно и главным образом в результате образования новых трещин. В сопоставимых условиях нагружения (в частности, по величине статического напряжения) трещины при ЗР имеют менее разветвленный характер, чем при коррозионном растрескивании (рис. 34). Несмотря на общую тенденцию к переходу от внутризеренного к межзеренному разрушению при уменьшении скорости нагружения (деформирования), трещины ЗР во многих материалах не обязательно проходят по границам зерен. [c.57]

Характер разрушения — пластичное или хрупкое при однократном нагружении, усталостное, от длительного действия статической нагрузки и т. д. В некоторых случаях только анализ излома не дает однозначного ответа на вопрос о характере разрушения, например, не всегда удается отличить изломы замедленного разрушения от хрупких однократных или изломов коррозионного растрескивания. В таких случаях другие данные (об условиях службы, условиях обнаружения разрушения (трещины), металлографическое исследование и т. д.) позволяют с большей определенностью отнести излом к тому или другому виду. Однако и в этих случаях на долю анализа излома остается задача выявления и уточнения различных обстоятельств разрушения и способствующих разрушению факторов. [c.173]

Несмотря на столь явную простоту во влиянии на свойства, прояснить механизмы этих явлений не удавалось. Полагают, однако, что В и Zr сегрегируют к границам зерен (вероятно, из-за того, что по своему атомному размеру на 21-29 % превосходят или уступают элементу-растворителю). Коль скоро в условиях замедленного разрушения суперсплавов (при испытаниях на длительную прочность) трещины распространяются по границам зерен, важность этой роли В и Zr становится вполне очевидной. [c.158]

При кристаллизации металла сварочной ванны азот образует почти со всеми металлами соединения — нитриды различной степени устойчивости (см. рис. 9.33). Особенно устойчивые нитриды образуют -металлы IVB, VB, VIB групп периодической системы. Нитриды железа Fe4N, Fe2N образуют очень хрупкие игольчатые кристаллы, разрушение которых приводит к зарождению холодных трещин (замедленное разрушение). Из промышленных металлов только медь не дает устойчивых нитридов и поэтому ее можно сваривать в атмосфере азота (см. п. 10.3). [c.403]

Выполненные в последние годы исследования по водородной хрупкости (а-ь/З) юплавов, в частности сплава Т1—6 % А1—4 % V, убедительно свидетельствуют о том, что в вершине трещины при нагружении происходит выделение гидридов вследствие диффузии к этим местам водорода. Расчеты показали, что скорости диффузии водорода и образования гидридов близки к скорости роста трещинь [ 68, 69]. Гидриды обнаружены в вершине трещины замедленного разрушения при исследовании фольг сплава Т1 — 6 % А1 — 4 % V на электронном микроскопе. Таким образом, диффузия водорода к вершине трещины и образование в подповерхностных слоях гидридов при коррозионном растрескивании не вызывают сомнений. [c.64]

Статическое нагружение Трещины однократного нагружения (хрупкие, вязкие) трещины замедленного разрушения трещины ползучести коррозионное поражение металлов крррозионное растрескивание водородная хрупкость [c.159]

Характерным признаком замедленного разрушения является макрохрупкий излом детали (образца), с четким очагом разрушения у металлических материалов трещины замедленного разрушения обычно распространяются преимущественно по границам зерен (см. гл. 11). [c.150]

Трещина замедленного разрушения, как правило, распространяется отдельными скачками, между которыми проходит определенное время. Чем выше уровень прочности стали и выше приложенные напряжения, тем более значителыно продвижение трещины за каждый окачок. [c.77]

Примеры межзеренного и внутризерен-ного распространения трещин замедленного разрушения приведены на рис. 3.2.48. [c.278]

Водород в сварных соединениях в силу его большой подвижности в условиях сварочного цикла распределяется неравномерно и при средней допустимой концентрации водорода могут создаваться локальные концентрации (линия сплавления для металлов, не образующих гидридов, или зона термического влияния для гидридообразующих металлов), вызывающие возникновение дефектов сварного соединения (поры, трещины) или его замедленное разрушение (титановые сплавы и высокопрочные мар-тенситно-стареющие стали). [c.348]

Наличие в металле эндогенных шлаковых включений, служащих концентраторами напряжений, сильно влияет на физикомеханические свойства металла шва, в частности, на его пластичность и ударную вязкость. При сварке низкоуглеродистых низколегированных сталей ударная вязкость достаточно большая и влияние концентраторов напряжений мало, но при сварке средне-и высокоуглеродистых и легированных сталей, запас пластичности у которых мал, влияние таких концентраторов может привести к образованию холодных трещин или замедленному разрушению при высоком уровне напряжений и при наличии других охрупчи-вающих факторов (водород). [c.373]

Холодные трещины — один из случаев замедленного разрушения свежезакаленной стали. Закономерности замедленного разрушения следующие 1) разрушение носит межкристалличе-ский характер 2) разрушение происходит через некоторый инкубационный период после приложения нагрузки при условии деформирования с малыми скоростями (ё 10 " с ) или действия постоянного усилия 3) сопротивляемость замедленному разрушению значительно меньше кратковременной прочности и зависит от времени действия нагрузки (рис. 13.27) 4) сопротивляемость замедленному разрушению стремится к некоторому минимальному значению (ap.min), которое соответствует периоду времени 10...20 ч после окончания термического воздействия и приложения минимальной разрушающей нагрузки затем сопротивляемость разрушению возрастает в течение от 1 сут до 10 сут в результате так называемого процесса отдыха 5) склонность к замедленному разрушению полностью подавляется при охлаждении ниже 200 К, восстанавливаясь при последующем нагреве до нормальной температуры, заметно ослабляется при нагреве до 370...420 К и полностью исчезает при нагреве до 470...570 К. [c.530]

Наблюдаемое замедление разрушения может быть объяснено проявлением двух механизмов увеличения инкубационного периода (контролируется по параметру Nt) и уменьшения скоростя [роста трещины (по параметру т). Проявление первого механизма наиболее значительно при потенциалах, соответствующих регламентированным значениям катодной защиты. По мере снижения абсолютной величины потенциала влияние первого механизма на рост трещины уменьшается. С другой стороны, наиболее сильное проявление второго механизма отмечалось на образцах бев внешней поляризации. С увеличением аОсо- [c.36]

Результаты исследований процессов, связанных с соединением металлов, на основе синергетики должно привести к разработке принципиально новых технологических процессов (1), получению соединений из металлических материалов в аморфном состоянии, удравлению химическим составом и химической стабильности сварного соединения, элективному регулированию кристаллической структурой и вд-пряженно-деформационным состоянием сварного соединения и конструкции, в целом. Кроме того, появляется возможность прогнозирования появления штатных дефектов формирования соединения газовые поры, горячие и холодные трещины, предупреждение развития замедленного разрушения и цр. [c.111]

В начале 70-х годов началось интенсивное развитие специального раздела механики разрушения, посвященного вопросам трещипостойкости металлов и сплавов в условиях совместного воздействия коррозионных сред и длительных нагрузок. Первые исследования сопротивления росту коррозионных трещин с применением коэффициентов интенсивности напряжений касались длительного статического нагружения (коррозионного растрескивания). Было показано, что такие традиционно считающиеся мало активными среды, как вода, спирты, масла и т. п. вызывают докритический рост трещин в высокопрочных сталях при значениях коэффициента интенсивности напряжений К, существенно меньших вязкости разрушения Ki . В дальнейшем кардинальное воздействие коррозионных сред на докритический рост трещин было подтверждено и для ряда других высокопрочных сплавов. Исключение составляет рост трещин в условиях ползучести при повышенных температурах, а также в высокоуглеродистых низко-отпущенных сталях с мартенситной структурой. В последнем случае фактором замедленного разрушения может быть водород, оставшийся в металле после металлургического передела. [c.337]

Такое предположение позволяет сделать сопоставление данных работ [61] и [96]. В обеих работах исследовали один и тот же Ti-сплав с параметрами структуры, характеризуемыми крупными а -пла-стинами в первичных (3]5,-зернах размером 0,5-1 мм. В работе [43] при выдержке материала под нагрузкой в течение нескольких минут изменения СРТ по сравнению с х = О не отмечали. В работе [96] при выдержке произошла смена механизма разрушения с вязкого внутризеренного, которому отвечал бороздчатый рельеф излома, на межсубзеренный с фасеточным рельефом излома, что сопровождалось сокращением в 16 раз периода роста трещины. В связи с фактом возрастания скорости роста трещин было подчеркнуто [96] наличие в материале 0,004 % Н2. Это количество Н2 достаточно мало по массе, но в другой работе [81] при длительном статическом нагружении образцов из сплава 0Т4 по схеме Трояно при объемной доле Н2 в 0,003-0,005 % наблюдали их замедленное разрушение и увеличение СРТ при высоком уровне напряжений. Такое разрушение, как говорилось выше, сопровождалось образованием гидридов и развитием трещин по ним. Но в работе [61] снижение долговечности было объяснено диффузией имеющегося в материале Н2 в полосы скольжения. Если это так, то при выдержке данный процесс должен сопровождать и рост трещины, способствуя охрупчиванию материала, однако это в работе [60] не наблюдалось. Поэтому только наличием в сплаве Н2 нельзя объяснить снижение периода зарождения трещины и увеличение СРТ. По всей вероятности, имелась некоторая субструктурная особенность состояния материала по межфазпым границам, которая вызывала рост трещины по ним в течение выдержки под нагрузкой или охрупчивание по плоскостям скольжения в монофазном материале. [c.368]

Рис 34. Трещины при замедленном разрушении в сплаве системы А1—Zn—Mg, Х200 [c.58]

Подобное чередование шероховатости на изломах ЗР в виде периодически повторяющихся полос или кольцевых линий наблюдалось на образцах из титанового сплава 0Т4-1, эксплуатационных изломах стали Х15Н5Д2Т (рис. 38, а) и др. На поперечных образцах из сплава 0Т4-1 (содержание водорода 0,05%) в зоне замедленного разрушения, которое развивалось от созданной усталостной трещины, наблюдались перемежающиеся участки матового волокнистого строения и участки в виде блестящих полосок гладкого строения. Кольцевые линии наблюдались в конце зоны замедленного разрушения. [c.62]

Большинство замедленных разрушений стальных деталей относится к гальванически обработанным деталям, в которых ЗР возникает вследствие полного или частичного отсутствия обез-водороживания после гальванопокрытий и возникновения в процессе гальванопокрытий мельчайших трещин. В эксплуатации известны случаи ЗР болтов с увеличением диаметра болтов опасность ЗР возрастает, особенно при постановке болта с перекосом. ЗР наблюдается в заневоленных пружинах, баллонах, находящихся под внутренним давлением, в сварных конструкциях и пр. Случаи ЗР возможны также при длительном действии сжимающих нагрузок при этом излом проходит по направлению, перпендикулярному максимальным поперечным деформациям. [c.62]

В емкости из "титанового сплава BTI4 обнаружено множественное разрушение (рис. 41) после ее транспортировки в контейнере и выдержки в течение длительного времени. Разрушение начиналось от сварных точек (рис. 41,а и б), имело хрупкий характер, на поверхности излома наблюдались следы постепенного развития трещины в виде шевронов. Разрушение могло быть усталостным под действием вибрационных нагрузок при транспортировке в контейнере. Микрофрактографический анализ с помощью оптического микроскопа показал сглаженный рельеф в виде плато вытянутой формы, похожий на усталостный. На электронных фрактограммах усталостных признаков обнаружено не было. На поверхности излома наблюдались хрупкие фасетки, присущие замедленному разрушению (рис. 41, в). На основании исследования сделан вывод о том, что замедленное разрушение произошло при вылел<ивании изделия. Замедленному разрушению способствовала система установки емкости в контейнере, при которой она касалась ложемента не по всей плоскости, а в нескольких участках, что вызвало действие изгибающих напряжений. [c.66]

Рис. 43. Замедленное разрушение болта из стали 40ХНхУ1А а — макростроение излома о — трещины возле кромки излома

Как правило, более прочные алюминиевые сплавы или углеродистые стали более чувствительны к трещине, чем менее прочные. Хрупкие разрушения ограничивают применение высокопрочных материалов, например деталей из хорошо известного хромансиля (ЗОХГСА), обработанного на высокую прочность (160—180 кгс1мм ). Разрушения такого типа связаны с явлением замедленного разрушения и накапливанием разрушения [Л. 31]. [c.155]

На свойства сплава. с-фаза оказывает специфическое вредное влияние. Ее "физическая" твердость и пластинчатая форма - превосходный повод для возникновения и распространения трещины, приводящих к низкотемпературному хрупкому разрушению, как это происходит у содержащих с-фазу нержавеющих сталей. Но еще более тяжкие последствия связаны с ее влиянием на длительную прочность при повышенных температурах с-фаза отличается высокой концентрацией тугоплавких элементов, "высосанных" ею из -матрицы суперсплава, а это приводит к утрате твердорастворного упрочнения. Кроме того, высокотемпературное замедленное разрушение может охотнее возникать вдоль пластин с-фазы ("меж-сигмафазное" разрушение) и сопровождаться жестокими потерями долговечности сплава. Впервые эте было продемонстри- [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...