Разрушение замедленное усталостное

I - зона замедленного усталостного разрушения II - зона ускоренного усталостного разрушения ill - зона долома IV - участок статического разрушения [c.420]

РАЗРУШЕНИЕ — разделение тела на части при приложении мехапич. нагрузок, иногда в сочетании с термическим, корро-зионным и др. воздействиями. У большей части материалов Р. развивается одновременно с упругой и пластической деформацией, и строгое разграничение этих процессов затруднительно. Р. различают начальное (образование и развитие трещин) и полное (разделение тела на две или больше частей) хрупкое (без значит, пластич. деформации) и пластичное, или вязкое усталостное, длительное, разрушение замедленное и т. п. Я. в. Фридман. [c.104]

Для замедления усталостного разрушения вкладышей и подшипников, погруженных в морскую воду, применять уплотнения из армированных волокном пластиков. [c.219]

Таким образом, проведенные исследования позволили отклонить предположения о разрушении металла коллектора в результате снижения малоцикловой прочности или коррозионного растрескивания. Необходимо подчеркнуть, что и по другим характеристикам, таким, как хрупкая прочность, сопротивление усталостным разрушениям на стадии зарождения и развития трещин на воздухе и в коррозионной среде, были подтверждены высокие показатели, при которых преждевременное разрушение коллектора не должно было бы произойти. Вместе с тем, эксперименты по замедленному деформированию (растяжение гладких образцов с малой скоростью деформирования) в коррозионной среде показали, что при составе среды, соответствующей отклонениям, имевшим место в процессе эксплуатации разрушившихся коллекторов (низкий водородный показатель pH, присутствие кислорода), может происходить значительное снижение пластичности стали, причем тем большее, чем ниже скорость деформирования. Такая закономерность соответствует зависимости критической деформации от скорости деформирования в условиях ползучести материала (см. гл. 3). Данное обстоятельство привело к необходимости изучения возможных временных процессов деформирования материала коллектора при стационарном нагружении. Выполненные эксперименты, ре-з льтаты которых будут представлены ниже, показали, что [c.328]

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]

Характер шероховатости излома заметным образом меняется при переходе из одной макроскопической зоны в другую, иногда такой переход может быть резким. Так, в частности, наблюдается резкое возрастание шероховатости в пределах макроскопических усталостных линий или периодически Возникающих кольцевых полос на изломах замедленного разрушения. [c.16]

В ряде случаев в зоне излома, соответствующей стадии постепенного развития трещины, наблюдаются следы фронта разрушения в виде тонких бороздок или даже заметных на глаз кольцевых линий, ориентированных нормально к направлению распространения трещины. Эти периодически возникающие на изломе отметки могут быть ошибочно приняты за усталостные линии, и часто лишь тонкий фрактографический анализ может идентифицировать природу разрушения. Кольцевые линии наблюдались, например, на изломе детали из алюминиевого сплава системы А1—Mg—Zn, замедленно разрушившейся в эксплуатации, в основном по зонам сплавления сварных швов. Кольцевые линии выделялись более темной окраской и большей шероховатостью по сравнению с соседними участками излома. Уже по этим признакам можно предположить, что в пределах кольцевых линий материал разрушается более пластично, чем в соседних участках. В пределах кольцевых линий характер разрушения (внутризеренный с заметным участием пластической дефор-60 [c.60]

Для большинства отраслей техники наиболее частыми разрушениями в эксплуатации являются усталостные (до 80% всех случаев разрушений) в последнее время в связи с расширением применения высокопрочных материалов участились случаи замедленных и хрупких разрушений. Следует отметить резкое уменьшение числа разрушений деталей горячей части авиадвигателей от длительного действия статических нагрузок при высоких температурах, чему способствовало то, что в последние годы обращается особое внимание на состояние поверхностного слоя деталей, сильно влияющего на жаропрочность [42]. [c.172]

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]

При циклическом изменении внутреннего давления и замедленной скорости накопления деформаций циклической ползучести (при низкой температуре, малых напряжениях, высокой частоте нагружения и т. п.) возможны накопление усталостных повреждений и разрушения не квазистатического характера, а смешанного или усталостного. Указанные условия могут возникать на больших временных базах. [c.123]

В зоне развития трещины усталости обычно видны характерные усталостные линии (4 на рис. 20.5). Картина расположения этих линий отчасти напоминает мгновенную фотографию волн, распространяющихся на поверхности водоема из точки, аналогичной очагу разрушения. Усталостные линии —это следы продвижения фронта трещины. Появление этих линий связано прежде всего с переменной скоростью продвижения фронта трещины. Это движение периодически замедляется, а затем снова ускоряется. Замедлению или ускорению движения фронта трещины способствуют прежде всего изменения нагрузки в процессе эксплуатации. [c.336]

Вследствие многообразия видов механических разрушений не может быть какого-то единого универсального метода оценки сопротивления разрушению. Процессы разрушения- и соответствующие им оценочные виды испытаний следует в первую очередь разделять в зависимости от способа силового воздействия. В этой связи важная группа методов оценки сопротивления разрушению относится к кратковременным разрушающим испытаниям при статическом и динамическом нагружениях. Другая группа методов охватывает длительные испытания при циклическом и статическом нагружениях, которым соответствует усталостное, или замедленное, разрушение. [c.235]

Разумеется, механизмы замедленного разрушения различны для различных материалов, нагрузок, условий эксплуатации и т. д. К числу наиболее распространенных видов замедленного разрушения относится, например, усталостное разрушение, разрушение от действия агрессивных сред, разрушение к условиях ползучести, дли-вязкоупругих полимерных материа- [c.134]

Материалы могут быть в вязком состоянии, при котором их разрушению предшествует существенная пластическая деформация и соответствующие затраты механической энергии. Они могут быть в хрупком состоянии, когда их разрушению не предшествует существенная пластическая деформация и процесс разрушения протекает быстро. Их состояния могут быть и промежуточными, когда разрушения сопровождаются незначительными пластическими деформациями и развиваются с невысокими скоростями. При длительных и циклически меняющихся нагрузках медленно протекающие процессы изменения состояния материала порождают явления замедленных во времени усталостных разрушений. В случае длительных статических нагружений в условиях повышенных температур медленно протекающие процессы ползучести и изменения состояния материала являются причиной их замедленного во времени длительного статического разрушения. На состояние материала и его изменения в процессе эксплуатации может оказывать существенное влияние среда (например, поля радиации и высокочастотных механических колебаний). [c.5]

Наиболее частой причиной разрушения конструкций является развитие в них усталостных и коррозионных трещин. С этим связаны так называемые проблемы замедленного разрушения, которое объясняется тем, что небольшие начальные трещины растут в ходе эксплуатации конструкции, достигают критической величины и приводят к внезапному хрупкому разрушению конструкции при сравнительно низких рабочих напряжениях. Продолжительность жизнИ изделия с развивающейся трещиной обычно занимает значительную часть всего времени до разрушения. [c.307]

В дальнейшем рассмотрим процесс замедленного или многоциклового усталостного разрушения образца под действием растягивающих напряжений с номинальным значением s. Это значение считаем одинаковым во всем объеме образца. Концентрацию напряжений на фронте макроскопической трещины учитываем отдельно, а размер трещины для упрощения считаем малым по сравнению с поперечным размером образца. Свойства материала в объеме образца также считаем одинаковыми, полагая, что все структурные элементы принадлежат одной генеральной совокупности. Под макроскопической трещиной понимаем агрегат из конечного числа соседних разрушенных элементов. Вопрос о том, начиная с какого числа агрегат можно рассматривать как зародыш макроскопической трещины, нельзя решить однозначно. Если под действием заданных нагрузок число разрушенных элементов продолжает увеличиваться, агрегат разрушенных структурных элементов можно рассматривать как зародыш трещины. Наблюдения за зарождением усталостных трещин в поликристаллах показывают, что уже при = 4. .. 6 трещины начинают расти. Если структурные элементы в поперечном сечении образца имеют гексагональную упаковку, то естественным значением является = 7. [c.136]

Анализ изломов образцов выявил сходство в их строении после ЭХО и шлифования. Число очагов разрушения, соотношение площадей зоны усталостного разрушения и зоны долома и вид линии фронта трещины в обоих случаях практически одинаковы. Количественная оценка шероховатости поверхности излома также не выявила заметных различий. Таким образом, внешний вид изломов свидетельствует о том, что повышение ограниченной долговечности после ЭХО обусловлено замедлением процесса накопления микроповреждений до момента образования макротрещины, в котором поверхностный фактор играет основную роль. [c.78]

Усталостные линии, представляющие собой зоны достаточно резко изменившейся шероховатости, связаны с изменением скорости распространения разрушения. Перерывы в нагружении или изменении уровня внешней нагрузки, которые могут иметь место в эксплуатационных условиях, приводят к появлению на поверхности усталостных изломов зон различной шероховатости. Однако более общей причиной является циклическое чередование замедления и увеличения скорости распространения разрушения, особенно наглядно проявляющееся при переменном нагружении. [c.356]

В настоящем разделе рассматриваются механические свойства титановых сплавов при кратковременных испытаниях на растяжение и изгиб. Их служебные характеристики, такие как прочность при двухосном растяжении, склонность к замедленному разрушению, усталостные характеристики, вязкость разрушения, будут рассмотрены в разделе II. [c.5]

В связи со сказанным все большее внимание уделяется изучению влияния надрезов на свойства металлов и сплавов, замедленному хрупкому разрушению, вязкости разрушения, испытаниям на усталостную прочность, коррозионному растрескиванию, влиянию масштабного фактора на свойства металлов и сплавов. Для оценки работоспособности металлов и сплавов при повышенны.к температурах необходимо оценить длительную прочность. Некоторые из этих вопросов и рассматриваются в настоящем разделе. [c.168]

В заключение отметим, что линейная механика разрушения в последнее время довольно широко используется для описания результатов испытаний на коррозионное растрескивание. В этих испытаниях образец с надрезом, оканчивающимся усталостной трещиной, сначала непрерывно нагружается до разрушения в предположительно нейтральной среде и по максимальной нагрузке вычисляется коэффициент интенсивности напряжений, основанный на начальной длине трещины. Это начальное значение коэффициента интенсивности напряжений Kix служит основой построения кривой замедленного разрушения. Последующие образцы испытывают в аг- [c.267]

ВОВ 0Т4 и 0T4-1 с усталостной трещиной приведена на рис. 230, 231 [392]. На этих рисунках видно, что сплавы 0Т4 и 0Т4-1 при замедленном разрушении ведут себя по-разному. Водород сравнительно мало влияет на время до разрушения образцов из сплава 0Т4-1, вырезанных вдоль направления прокатки. Образцы из сплава 0Т4-1, содержащие от 0,002 до 0,05% Нг, при [c.453]

По характеру силового воздействия нагрузка в основном монотонно изменяется, периода постоянной нагрузки нет или он мал относительно периода разрушения период неменяющейся нагрузки соизмерим с периодом разрушения нагрузка периодически и многократно изменяется в процессе резрушения Кратковременное однократное статическое Длительное однократное статическое и замедленное Усталостное [c.172]

На заводе железобетонных изделий автокраном на специальном шасси КС-5473 производилась работа по демонтажу башенного крана МСК-10-20 ПМ. Перед началом работы автокран был установлен на выносные опоры с вылетом 11м, что соответствует грузоподъемности 3,5 т. Во время подъема башни крана массой 2 т и повороте стрелы с грузом произошло падение поворотной части крана вместе с грузом на монтажную площадку. Причиной аварии явилось хрупкое разрушение однорядной роликовой поворотной опоры (опорно-поворотного устройства). В изломе разрушившейся полуобоймы наблюдаются две зоны зона относительно мелкозернистая и грубая крупнозернистая. Мелкозернистая зона соответствует развитию усталостной трещины в закаленном слое, крупнозернистая — замедленному окончательному разрушению ослабленной усталостной трещины детали. [c.49]

ГО излома можно судить о величине максимального напряжения цикла. Чем больше площадь статического долома, тем выше нагрузка. Шероховатость этой зоны также завис№г от амплитуды напряжений. Меньшему значению амплитуды напряжений соответствует более гладкая поверхность усталостного излома. Усталостные линии представляют макроскопические признаки усталостного излома, связанные с замедлением скорости или задержкой распространения трещины. Они соответствуют амплитудам напряжений, не приводящим к увеличению длины трещины после действия более высоких амплитуд. Отсутствие усталостных линий свидетельствует об устойчивом распространении трещины при неизменной амплитуде напряжений. Различие расстояния между усталостными линиями свидетельствует об изменяющемся характере приложенных напряжений циклов. С увеличением длины грещины скорость ее распространения возрастает, в результате чего увеличивается шероховатость поверхности излома. В области статического долома разрушения носят сдвиговой характер. Макрофрактографические особенности изломов малоцикловой усталости заключаются в строении собственно усталостных изломов. При относительно малом числе циклов нагружения (до тысячи) изломы при малоцикловой усталости близки к таковым при статическом растяжении. Разрушение сопровождается заметной макроскопичской деформацией (сужением). По мере увеличения числа циклов нагружения характер разрушения изменяется от вязкого к хрупкому разрушению. Поверхность собственно усталостного излома более шероховатая и составляет значительно меньшую долю в изломе, чем зона статического долома. [c.121]

В книге излагаются основные заиономерности механики замедленного циклического и быстропротекающего хрупкого разрушения материалов в зависимости от условий нагружения, вида напряженного состояния, механических свойств и структуры материала, рассматриваются соответствующие модели процессов деформирования я возникновения разрушения в вероятностной трактовке, а также кинетика развития трещин. Влияние нестационарной атружеяности на разрушение анализируется иа основе гипотез о накоплении повреждения. Предложен расчет а прочность по критерию сопротивления усталостному и хрупкому разрушению в связи с условиями подобия и учетом температурно-временных факторов, дается оценка вероятности. разрушекия. [c.2]

Основное внимание уделяется композитам, армированным высокопрочными волокнами им посвящено восемь глав книги. В остальных двух главах книги излагаются свойства композитов с дисперсными включениями. Рассмотрены как микромеханиче-ские аспекты разрушения, так и феноменологические подходы, учитывающие структуру материала косвенным образом. Большое внимание уделяется усталостному и замедленному разрушению композитов. [c.5]

Однозначную трактовку излома затрудняет то, что в ряде случаев различным видам нагружения соответствует в основных чертах один и тот же характер разрушения, в то же время одинаковый вид нагружения в зависимости от состояния материала может привести к разрушению разного характера. Например, при усталостном нагружении листовых образцов из алюминиевого сплава системы А1—Си—Li в состоянии фазового старения наблюдается внутризеренное разрушение, в состоянии коагуляционного старения — межзеренное. Внутризеренное разрушение набюдается в большинстве материалов при однократном нагружении, усталости, а также замедленном разрушении при нормальной температуре, например в ряде титановых сплавов с псевдоальфа-структурой (0Т4, 0T4-I). [c.7]

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]

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]

Наличие неоднородного строения в зоне излома, соответствующей стадии развития разрушения во времени, свидетельствует об изменяющихся условиях в процессе разрушения. Однако в отличие от других видов разрушения во времени (усталостном, замедленом при нормальной температуре) при ползучести на изломах не обнаруживается периодического чередования макрозон. По-видимому, существенная, все увеличивающаяся со временем повреждаемость материала приводит к более монотонному характеру развития разрушения. [c.92]

В результате испытаний на усталость вал с иеупрочненными галтелями сломался при амплитуде напряжений симметричного цикла Оа= 100 МПа после 6 млн. циклов нагружения. Анализ трещин в этом валу (рис. 67, точки /) показал, что их максимальная глубина приближается к 20 мм. Конфигурация фронта трещины показана на рис. 68, а. После упрочнения галтели пределы выносливости исследуемых валов увеличились более чем в 3 раза два вала, испытывавшихся при напряжениях 320 и 340 МПа, сломались соответственно после 1,2 и 1,6 млн. циклов нагружения, а вал, испытывавшийся при аа = 280 МПа, прошел базу испытаний Ю млн. циклов без разрушения. Усталостные трещины в сломавшихся валах с упрочненными галтелями (характерное строение которых показано на рис. 68, б) имеют значительно меньшую f глубину I max — 3,2. .. 3,3 ММ, точки 2 и 5 на рис. 67) и существенно иную конфигурацию фронта (см. рис. 68, а), занимающую большую зону по периферии упрочненной галтели. Замедление развития трещины в основном направлении, которым в рассматриваемом случае является плоскость изгиба вала, приводит к большему ее распространению по кольцу вдоль галтели. [c.161]

Стали повышенной прочности (ств = 1300... 1500 МПа) и твердости (40 - 50 HR ) со структурой троостита (см. рис. 9.15) относятся к материалам функционального назначения — рессорно-пружинным сталям. Циклические нагрузки в них вызывают слабое деформационное упрочнение поверхности и развитие ее усталостной повреждаемости. Усталостное разрушение в этих сталях, как правило, инициируют поверхностные концентраторы напряжений риски, царапины, обезуглероженные участки и т.п. Повышенная чувствительность к надрезам служит причиной более заметного разброса значений r i (см. рис. 9.15), замедления их роста с увеличением статической прочности и, как следствие, снижения коэффициента выносливости до 0,4. Для того чтобы обеспечить более высокую циклическую прочность этих сталей, необходимо уменьшить их чувствительность к концентраторам напряжений. [c.277]

При реализации механизма замедленного разрушения поверхность разрушения приобретает межкристаллитное строение. Отчетливо выявляется характерная огранка поверхности разрушения (рис. 5.68), возникающая при распространении хрупких трещин по границам кристаллитов. Часто видны трещины уходящие в глубь металла. Такая же картина разрушения выявлена при изучении влияния водорода и приложенного напряжения на высокопрочную (а 2 = 1200 МПа) сталь 38ХНЗМФА в закаленно-отпущенном состоянии [187]. Испытания на замедленное разрушение проводили при комнатной температуре, нагружая стандартные призматические с острым надрезом (угол раскрытия 45°, радиус основания надреза р = 0,22 мм, наведенная усталостная трещина) образцы с постоянно действующим изгибающим моментом (по схеме чистого изгиба). Источником водорода служил [c.297]

Таким образом, иерархическая кластеризация фрустронов, протекающая по цепочечному механизму, приводит к существенному замедлению процесса разрушения. Если поведение обычной системы, исследованной в предыдущем параграфе, определяется быстро спадающей экспонентой Дебая, то включение слабой иерархии (экспоненциальное распределение Pf iu)) перестраивает ее в растянутую экспоненту Колерауша, квaзи тeпeннyю и логарифмическую зависимости при сильной иерархичности, характеризуемой степенным распределением р и), наблюдается даже двойное логарифмическое замедление, означающее полное отсутствие разрушения. Следует однако иметь в виду, что критическое замедление сказывается только в начальный период i < Тд , а при t>Tj имеем V(t) exp -f/Tj, , где максимальное время Тд дается табл. 2. В гомогенных условиях (отсутствие надреза и других повреждений) температурная зависимость максимального времени усталостного разрушения сводится к двум основным типам [c.316]

Замедленное разрушение может наблюдаться, например, в трубах, баллонах и других сосудах, длительно нагруженных внутренним давлением. Трудность классификации излома в таких случаях часто усугубляется тем, что разрушение проходит вдоль направления волокон, а волокнистость материала, сглаживая поверхность излома, делает его структурные признаки менее четкими. При макроосмотре излома замедленного разрушения наиболее важно выявить наличие двух существенно различных по строению зон. Первая зона гладкая иногда блестящая, имеет некоторое сходство с усталостными изломами, однако не имеет типичных макро- и микропризнаков разрушения от повторных нагрузок. Наиболее характерным для первой зоны излома замедленного разрушения является значительная доля в изломе межзеренного разрушения, что часто с уверенностью может быть установлено лишь микрофрактографическим анализом (рис. [c.363]

Выбор характеристик для оценки конструкционной прочности металла в пласти1 еской области зависит от характера нагружения и вида нарушения прочности данной конструкции или машины [14]. Нарушение прочности может происходить как вследствие наступления чрезмерной пластической деформации (текучесть, ползучесть), так и вследствие разрушения (статическое путем отрыва или среза, усталостное, статическое длительное или замедленное), не говоря уже о таких особых случаях, как потеря устойчивости или износ. [c.325]

Из опробованных Ю. В. Горшковым различных схем статических испытаний (растяжение надрезанных образцов свободно висящим грузом, статический консольный изгиб образцов с предварительно нанесенной усталостной трещиной, двухосное растяжение по схеме Е. А. Борисовой, растяжение надрезанных образцов по схеме Трояно) для пруткового материала и других массивных полуфабрикатов наиболее чувствительным методом оценки склонности к замедленному хрупкому разрушению оказались испытания по схеме Трояно [219], в которой надрезанные круглые образцы нагружаются постоянной нагрузкой за счет упругой деформации предварительно сжатого кольца. Следует также отметить, что приспособления Трояно компактны, просты в изготовлении и надежны в работе. Поэтому оценка склонности титановых сплавов к замедленному разрущению была проведена по схеме Трояно. [c.449]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...