Разрушение сколом

В работах [149—151] получены простые зависимости минимального разрушающего напряжения при хрупком разрушении сколом от параметров исходной структуры материала (диаметр зерна, размер цементитной прослойки и др.). [c.59]

Понятия вязкого и хрупкого разрушения нельзя отождествлять с разрушением срезом и разрушением сколом соответственно. Разрушение чугуна, например, считают хрупким, хотя со структурной точки зрения оно осуществляется механизмом среза, а не скола. [c.421]

Здесь а,, — эффективное решение, определяющее прочность рассматриваемого микрообъема, o d и о г — локальные напряжения в нем, вызванные соответственно скоплением дислокаций и наличием трещины, Опс — теоретическая прочность кристаллической решетки (или поверхности раздела) в микрообъеме (индекс га указывает, что напряжения направлены нормально к плоскости скола). Как следует из моделей разрушений сколом Стро, Смита и др. [55, 198], обусловленная скоплением дислокаций концентрация напряжений пропорциональна мощности скопления дислокаций в конце полосы скольжения п [c.333]

Часто вид разрушения устанавливают по величине пластической деформации, предшествующей разрушению хрупкому разрушению не предшествует пластическая деформация. Вязкое разрушение связывают со значительной пластической деформацией. Однако при таком подходе нередки несоответствия энергетических затрат собственно на разрушение с величиной пластической деформации. Возможны случаи, когда хрупкое разрушение (сколом) происходит после значительной пластической деформации, в то же время разрушение пластичных металлов, также претерпевших большую деформацию, часто не требует больших затрат энергии. Высокопрочные современные материалы, разрушаясь вязко, не обнаруживают высоких пластических свойств. [c.189]

Типичный вид поверхности разрушения сколом представлен на рис. 5.1, а (см. вклейку). Характерной особенностью скола служит ступенька, являющаяся результатом объединения трещин скола, лежащих на разных уровнях в кристалле. Образование нескольких трещин скола возможно при преодолении трещиной препятствий границ кручения зерен (рис. 5.1, б), винтовых дислокаций, частиц второй фазы, двойников, а также в результате скола по другим плоскостям [385]. На краевых дислокациях и границах наклона не зарождаются новые трещины трещина лишь изменяет свой наклон. [c.190]

Рис. 5.1. Виды поверхности разрушения сколом

Температура существенно влияет на рельеф поверхности разрушения сколом [387]. Так, при низкой температуре, когда разрушению не предшествует заметная пластическая деформация, поверхность разрушения сравнительно гладкая, ступеней скола мало и их высота невелика. Скол у источника разрушения зеркально гладкий. При повышении температуры и соответственно пластичности металла рельеф [c.192]

Зарождение разрушения сколом связано с образованием в материале внутренних или наружных дефектов типа трещин, если таковых не имеется в готовом виде. Связь между длиной дефекта и разрушающим напряжением устанавливается соотношением Гриффитса (5.1). Размер дефекта — трещины, предшествующей сколу — зависит от температуры. Температурную зависимость размера с таких трещин, как показывают измерения, выполненные в работе [3801, можно представить в виде [c.192]

В некоторых работах, например [388], указывается, что при снижении температуры ниже комнатной вязкость разрушения в ряде сталей уменьшается. Учитывая, что в этих условиях механизмом до-лома в сталях обычно является скол, можно предполагать, что эти данные относятся к температурной зависимости вязкости разрушения сколом. [c.192]

В материалах с ослабленными границами зерен разрушению сколом предшествует межзеренное разрушение. Вследствие того, что на современном этапе развития фрактографии невозможно различать межзеренные трещины, предшествующие сколу, и межзеренные трещины, возникшие одновременно со сколом, в качестве эффективной межзеренной трещины удобно пользоваться долей межзеренного разрушения. Доля межзеренного разрушения — выраженное в процентах отношение площади межзеренного разрушения к площади всего излома [c.207]

В области хрупкого разрушения, при температурах до Т , разрушение сколом происходит, как и в случае однофазных материалов, при напряжениях ниже возможного предела текучести. [c.209]

В первом переходном интервале хрупко-пластичного перехода (7х—Тс на рис. 5.16) разрушению сколом предшествует хрупкое [c.209]

В качестве примера на рис. 5.17 приведена карта механизмов разрушения для молибдена [435]. Отметим, что при разрушении ОЦК-ме-таллов в интервале от абсолютного нуля до температуры плавления Эшби различает семь механизмов разрушения скол, межзеренное разрушение, низкотемпературное пластичное разрушение, внутри-зеренное разрушение при ползучести, межзеренное разрушение при ползучести, разрыв и динамическое разрушение. В разрушении сколом Эшби выделяет три вида скол 1 — разрушение сколом, когда не наблюдается общая пластичность, хотя микропластичность в вершине трещины может быть, скол 1 — это скол от существующих дефектов [c.211]

В области низких температур диаграмма ИДТ (см. рис. 5.18) ограничена кривой 3, которая соответствует переходу от пластической деформации к разрушению сколом, причем степень предшествующей сколу деформации обнаруживает резкую температурную зависимость. Кривая 3 является как бы продолжением кривых 6 к 8, а верхние точки на ней получены расчетом деформации индивидуальных зерен, которые разрушились сколом. Для расчета использовалась формула, аналогичная уравнению (5.19). [c.219]

Если в качестве условия перехода к разрушению сколом принять [9, 18, 4381 достижение напряжением а в процессе деформационного [c.219]

I — разрушение сколом от случайных дефектов до наступления макродеформации (е < 0,2 %). Сюда можно отнести и разрушение в области микропластичности. [c.223]

Динамическое разрушение Скол Вязкое разруш 1(ие I [c.97]

Целесообразность использования визуальной оценки склонности стали к хладноломкости подтверждается работами А. П. Гуляева [38] и др. Ими показано, что только вид излома дает возможность объективно выявить качество стали, будучи более четким показателем склонности материала к хрупкому разрушению сколом, чем поглощаемая при удар- [c.35]

В работе [31] сделана попытка также учесть изменения распространения трещин в зависимости от состава и термообработки сплавов а и (а-рр). Предположили, что некоторое увеличение скорости связано с наложением на механическую составляющую скорости ьм электрохимической скорости Пв, т. е. Vт = vм+VE. Было принято, что минимальная электрохимическая скорость в области II контролируется средой, т. е. процессом массопереноса. Кроме того, было предположено, что дополнительное механическое разрушение наиболее вероятно в сплавах и при термообработках, после которых характерно разрушение сколом на воздухе. Такое поведение схематично представлено на рис. 95. Используя наиболее значимые эмпирические достижения, авторы работы [31] смогли оценить некоторые изменения в скорости, наблюдаемые при различных термообработках сплава Т1—8А1—I Мо—1 V. [c.393]

Металлургические параметры, влияющие на разрушение сколом, например размер зерна и т. д., оказывают такое нее влияние на разрушение сколом при КР- [c.406]

Еще ОДНОЙ характерной чертой аморфных металлов является то, что они, будучи высокопрочными материалами с низкой вязкостью, обладают одновременно чрезвычайно высокой вязкостью разрушения. Кристаллические металлы обычно легко разрушаются в результате скола по кристаллографическим плоскостям. В аморфных металлах, где отсутствуют какие бы то ни было кристаллографические плоскости, разрушения сколом не наблюдается. Концентрация напряжений в вершинах трещин в аморфных металлах сопровождается большой пластической деформацией, поэтому энергия, необходимая для распространения трещин в таком материале, становится чрезвычайно высокой. Ниже приведена энергия разрыва аморфных металлов и некоторых других материалов, кДж/м . [c.235]

Если растягивающие силы, сконцентрированные у вершины трещины, превосходят напряжение когезии, разрыв межатомных связей происходит перпендикулярно плоскости разрушения, то происходит разрушение сколом. [c.88]

В результате возникает охрупчивание (связанное со склонностью крупнозернистого феррита к разрушению сколом). [c.37]

Разрушение сколом в ОЦК-металлах чаще происходит по плоскостям (100), хотя в некоторых случаях наблюдается разрушение по плоскостям (ПО) и другим. Были высказаны разные предположения по определению плоскости скола. Гилман [382] (его мнения в настоящее время придерживается большинство исследователей) предположил, что плоскостями скола в кристалле являются плоскости с минимальной поверхностной энергией. Из геометрического рассмотрения следует, что плоскостями с минимальной поверхностной энергией должны быть плоскости с наиболее плотной упаковкой атомов. Наиболее плотноупакованной плоскостью в ОЦК-структуре является плоскость [c.189]

Исследованию влияния температуры на энергетические характеристики разрушения сколом, несмотря на явную важность, до сих пор уделялось крайце мало внимания. В литературе имеются отрывочные сведения по этому вопросу, да и то на основании предположений о действии возможного механизма, поскольку влияние температуры на вязкость разрушения материалов обычно анализируется без учета механизма разрушения. [c.192]

Границы перехода могут быть установлены также и по фрактогра-фическим признакам. Впервые этот метод использовал А. М. Дра-гомиров [401] при определении границ хрупко-пластичного перехода в сталях. В настоящее время применяется в ряде стран в качестве государственного стандарта. Суть этого метода состоит в смене механизма разрушения при изменении температуры, обычно при испытаниях на ударную вязкость. Нижняя граница Г определяется как температура, при которой в изломе кроме скола отмечаются первые признаки пластичного излома. Верхняя граница Т определяется как температура, при которой в изломе исчезают признаки разрушения сколом. [c.205]

Рассчитанная по уравнению (5.27) деформация, которая предшествует разрушению сколом в интервале хрупко-пластичного перехода, практически полностью совпадает с кривой 3. При расчете больших деформаций учитывался стадийный характер деформационного упрочнения через коэ( х шциент усреднения р (смотри выше). Кривые 4 и 5 на диаграмме ИДТ представляют диаграмму структурных состояний и соответствуют деформациям, при которых происходит изменение коэ4х))ициента деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Эти кривые фактически являются верхней границей равномерного распределения дислокаций ( лес ) и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Причем если при деформации выше 200 °С наблюдается равноосная ячеистая структура (5.19, г), то при более низких температурах ячеистая структура обнаруживает четкую связь с полосами скольжения (5.19, д), что свидетельствует об ограниченном характере поперечного скольжения. Кривые 7 н 9 построены с привлечением данных фрактографических исследований. При повторном изломе в продольном направлении охлажденных до —196 °С образцов, которые ранее были испытаны при 800 и 1000 С, в шейке образцов наблюдалось межзеренное хрупкое разрушение (рис. 5.19, б), причем размер зерен составлял 1—2 мкм. Поскольку после первичных испытаний ниже 600 С, несмотря на хорошо сформированную ячеистую структуру, такой вид разрушения не наблюдается, то предполагается, что в шейке образца при больших деформациях начинается динамическая рекристаллизация [435], хотя такие низкие температуры начала этого процесса (Тр 700 С, или 0,ЗЗГпл) еще пока не отмечались. Таким образом, кривая 7 нанесена в качестве нижней границы области динамической рекристаллизации. Кривая 9, построенная по данным фрактографических исследований, схематически показывает температурно-деформационную область, в которой имеет место расслоение по границам ячеистой структуры. [c.220]

Многие исследователи отмечали, что фронт трещины, движущейся в хрупком материале, на мгновение останавливается при встрече с включеними [5, 16, 47]. На рис. 2 показано такое взаимодействие для случая трещиноподобных пор, преграждающих путь фронту трещины в процессе разрушения сколом монокристалла окиси магния. В процессе такого разрушения перпендикулярно движению фронта трещины образовывались ступеньки. Картина этих ступенек, обычно называемая ручейковым узором, может быть использована для определения формы фронта трещины при любом его положении в процессе разрушения. Это показано на рис. 2 для пяти последовательных положений фронта трещины, отмеченных пунктирными линиями. Изучение этих положений свидетельствует о том, что каждая неоднородность на мгновение задерживает продвижение фронта трещины и что перед окончательным разрывом фронт трещины изгибается между парой располагающихся рядом мест задержки. [c.19]

Рис. 2. Пять положений фронта трещины (пунктирные линии) в процессе разрушения сколом монокристалла MgO при прохождении двух трещино-подобвсых неоднородностей.

С понижением вязкости материала изменяется тип р.тз- рушения от высокоэнгргетического сдвига до низкоэнергетического скола или отрыва. Поэтому резкое падение значений ударной вязкости свидетельствует о наступлении разрушения материала сколом, т. е. об охрупчивании материала при данных условиях испытания. При понижении температуры разрушение сколом характерно для распространенных малоуглеродистых и низколегированных сталей. Поэтому критическая температура хрупкости, установленная по резкому снижению величин ударной вязкости, пригодна для сопоставительной оценки их х.ладноломкости сталей. [c.34]

В более поздних работах [11, 12], выполненпы.х на алюхминиевых сплавах, обнаружено усталостное разрушение сколом вдоль участков с ориентацией (ill). Совсем недавно Никс и Флауэр, испытывая на усталость алюминиевый сплав в среде лабораторного воздуха, выявили участки скола на площадках с ориентацией 110 [131. [c.150]

Было показано, что образование выделений ог-фазы увеличивает легкость зарождения трещин под действием среды и скорость распространения трещин. Такие выделения также увеличивают вероятность разрушения сколом в период субкритического роста трещин. Установлено, что в случаях, где выделения аг-фазы срезаются, скольжение в (а-Ьог)-структурах происходит в очень узких полосах скольжения со значительными смещениями в каждой полосе. Это может указывать еще раз на важность характеристик скольжения при определении чувствительности к КР-Наблюдения [33] наводят на мысль провести эксперимент для определения важности характера скольжения или наличия Т1зА1. Этими исследователями было показано, что определенное распределение аг-фазы изменяет тип взаимодействия дислокации с частицей от срезания до огибания. Таким образом, если Т1зА1 изменяет характер скольжения, то такое ее распределение должно приводить к меньшей чувствительности к КР, чем в случае одно фазных а или двухфазных структур а+аа), в которых происходит срезание частиц дислокациями. Некоторое доказательство в достоверности этого имеется, но требуются более тщательные исследования. [c.409]

Такие сплавы, как Т1 — 11,5Мо — 62г — 4,55п и т. д. (см. рис. 79), по-видимому, не соответствуют общей классификации, описанной выше. Наиболее чувствительная микроструктура в этих сплавах состоит из тонких видманштеттовых выделений а-фазы в матрице рекристаллизованной р-фазы. Хотя электрохимические параметры (например, концентрация, потенциал) имеют точно такое же влияние на свойства при КР, как и для сплавов, описанных выше, характер разрушения при этом межкристаллитный. Из имеющихся ограниченных данных можно заключить, что характер разрушения при КР зависит от структуры и не зависит от состава. Немного известно о факторах, контролирующих этот вид межкристаллит-ного разрушения. Высокочувствительные сплавы Н — А1 проявляют тенденцию к разрушению сколом как на воздухе, так и в водных растворах. Интересно, что сплав И — 11,5Мо — 62г — 4,55п проявляет тенденцию к межкристаллитному разрушению на воздухе, как показано на рис. 101 [103]. Из рис. 101, а также очевидно, что скольжение является турбулентным, что отличается от поведения сплавов, чувствительных к транскристаллитному разрушению при КР. Однако при более тщательном анализе морфологии разрушения обнаружено стремление к плоскостному скольжению в областях, примыкающих к границам зерен (рис. 101, б) [105]. [c.410]

В кристаллических телах поверхностное натяжение анизотропно так, для NiAI поверхностное натяжение плоскостей (100), (110) и (111) соответственно составляет 0,15 0,375 и 0,872 дж1м (150 375 и 872 эрг/см ) и хрупкое разрушение (скол) кристалла Na l происходит по плоскости куба, поскольку сопротивление околу пропорционально поверхностной энергии. По- [c.174]

Скорость развития трещин при различных уровнях номинальных напряжений (рис. 6.19) носит немонотонный характер с ростом числа циклов нагружения. Причем на начальной стадии нг-гружения при высоких уровнях нагрузки она ноеит затухающий характер, который сменяется резким возрастанием скорости роста трещины. Затухание скорости роста трещины в первый период нагружения связано в основном с одновременным попеременным развитием в начальный момент двух трещин в зонах с максимальным развитием пластических деформаций и их значительным разветвлением от напряжения, перпендикулярного направлению действия осевой нагрузки. Чем выше уровень нагрузки, тем больше предельная величина трещин, при которых рост одной из них прекращается и дальнейшее развитие разрушения происходит за счет роста единственной (второй) трещины. При малых уровнях нагрузки (например, Пдн = 1 0 МПа, рис. 6.19) одновременный рост двух трещин протекал на небольшую величину (менее 0,1 мм), и в связи с этим на кривой скорости развития трещины отмечается ее стабильный рост уже на первом участке нагружения. Заключительная стадия нестабильного роста трещины обычно сопровождается изменением характера разрушения переход от разрушения отрывом к разрушению сколом. [c.241]

Рис. 4.021. Фрактограмма излома сплава ПТ-ЗВ (старение при 650 °С, 5 ч статический изгиб) после испытания, в морской воде. ПЕ>еимущественно хрупкое разрушение сколом. Развитие трещины сверху вниз. X 800

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...