Разрушение ямочное

Пятая стадия — долом, имеющая в изломе обычное для однократного разрушения ямочное строение. [c.104]

Уравнение (4.56) относится к случаю моделирования Ki по критическим напряжениям, когда разрушение происходит по механизму скола, что обычно наблюдается при низких температурах уравнение (4.57) используют для прогнозирования трещиностойкости при вязком (ямочном) разрушении. [c.229]

Механизм разрушения определяют по виду излома, поскольку поверхность трещины однозначно отражает процессы, происходящие при ее образовании. Скол соответствует разрыву атомных связей под действием нормальных напряжений. Ямочный излом, образованный путем слияния пор, свидетельствует о разрыве связей под действием касательных напряжений. [c.187]

Область 1П вязкого разрушения отвечает независимому от температуры поведению материала, пока с ростом температуры не происходит деградация его свойств. Ведущий механизм вязкого разрушения в виде порообразования, приводящий к последующему формированию ямочного рельефа излома, остается неизменным в связи с возрастанием температуры. Поэтому в области П1 можно наблюдать однотипный рельеф излома как в случае влияния температуры на вязкость разрушения материала, так и при отсутствии такового. [c.82]

В случае вязкого разрушения, завершающего рост усталостной трещины, развитая пластическая деформация связана с формированием ямочного [c.262]

Переход в область скоростей роста усталостной трещины выше 5-10 м/цикл сопровождается формированием в изломе в основном так называемых усталостных бороздок, которые при регулярном синусоидальном нагружении отвечают СРТ. Но в зависимости от кристаллографической ориентировки разрушающихся плоскостей могут появляться и другие механизмы усталости с формированием на изломе волнистого рельефа или сглаженных фасеток, напоминающих фасетки раскалывания материала [85]. Стабильный рост трещин прекращается при скоростях около 2-10 м/цикл, и дальнейшее быстрое разрушение сопровождается формированием в основном внутризеренного вязкого ямочного рельефа излома. [c.362]

По мере удаления от очагов разрушения уже на расстоянии 10-15 мм от них внутризеренное разрушение сменялось вязким статическим и на изломах формировался ямочный рельеф вместо бороздчатого. Далее вплоть до критической глубины трещины, равной практически всему радиальному размеру диска (примерно 105 мм), участки ямочного рельефа на изломах чередовались с участками фасеточного рельефа, а между ними появлялись зоны вытягивания. Появление зоны вытягивания служило свидетельством смены режима работы двигателя, при которой уровень эквивалентного напряжения возрастал по отношению к уровню напряжения в диске для предыдущего режима работы двигателя. Участки фасеточного рельефа занимали подавляющую часть площади излома, и их размеры не зависели от длины трещины и то уменьшались, то увеличивались. [c.486]

Рис. 9.22. Излом и его схема в центральной части полотна одного из разрушенных дисков I ступени КВ Д двигателя Д-30 с участками фасеточного и ямочного рельефов, а также зависимость скорости роста трещины Vпо радиусу диска в его полотне

Вблизи очага разрушения усталостные бороздки были отчетливо видны. В ступичной части диска они определяли основной механизм накопления повреждений в материале при развитии усталостной трещины. Помимо того, в изломе диска наб./1Ю-дались участки с выраженным ямочным рельефом, количество которых возрастало в направлении развития трещины. В полотне диска основная морфология рельефа соответствовала зонам статиче- [c.489]

От границы очага началось смешанное вязкое внутризеренное и хрупкое по границам фаз разрушение материала с формированием соответственно бороздчатого и фасеточного рельефов излома при превалирующей доле фасеточного рельефа. Шаг бороздок здесь достигал 0,5 мкм. Уже на удалении от очага менее 1 мм разрушение материала по границам фаз стало подавляющим и начал появляться ямочный рельеф, доля которого по мере увеличения длины трещины росла. Бороздчатого рельефа в этой части излома практически не наблюдалось. Наличие ямочного рельефа, свидетельствующего о статическом проскальзывании трещины, указывает на значительное увеличение СРТ в пределах реборды. [c.505]

Зона IV представляет собой зону окончательного разрушения дисков в момент долома. Она имеет ямочный рельеф, прилегающий к границам зерен, характерный для кратковременного разрушения сплава под действием температурно-сило-вых условий при достижении вязкости разрушения материала. [c.547]

Рис. 11.11. Рельеф излома лопатки, представленной на рис. 11.10, с (а) фасеточным рельефом при многоцикловом разрушении и (б) смешанным фасеточным и ямочным рельефом, а также зоной вытягивания на границе перехода от усталости к долому в результате перегрузки

Разрушение одной из лопаток VII ступени КВД произошло на расстоянии 32 мм от подошвы замка (№ 15, табл. 11.4). На входной кромке пера лопатки имело место механическое повреждение в виде забоины длиной около 1,5 мм и глубиной около 0,5 мм. В зоне забоины по выступу материала был выявлен ямочный рельеф, свидетельствующий о статическом надрыве материала в этой зоне (рис. 11.14). О ее образовании в момент нанесения забоины свидетельствует тот факт, что ямки имеют строго направленную ориентацию. Зона надрыва материала уходит под поверхность зоны последующего усталостного роста трещины, где на поверхности излома наблюдается множество регу- [c.591]

На участке "3" формирования скосов от пластической деформации на все сечение стенки лонжерона имеет место только ямочный рельеф, характеризующий быстрое окончательное разрушение лонжерона. [c.633]

В двух с.лучаях первоначально образовывалась зона очага разрушения уголковой формы в районе обода вне нагруженной зоны ЗК (рис. 13.15). Развитие разрушения в этой зоне происходило либо сразу же межзеренно или первоначально внутризеренно вязко с формированием ямочного рельефа излома с переходом к межзеренному [c.684]

Рис. 5. Микростроение изломов при разрушении по механизму ямочного разрыва

Разрушение по механизму слияния микропустот предусматривает участие большей или меньшей локальной пластической деформации (рис. 5). Наличие на фрактограммах ямочного рельефа часто однозначно связывают с вязким пластичным разрушением (изломом). Однако правильнее считать ямочный рельеф проявлением определенного механизма разрушения, а не безусловным признаком пластичности. Так называемый сотовый рельеф (см. рис. 5, /с), представляющий собой равноосные, мелкие, почти плоские небольшие по протяженности ямки, следует считать признаком практически хрупкого разрушения. Тем не менее наиболее характерным механизмом образования пластичного излома является образование трещин из отдельных микропор, которые в процессе развития соединяются в единую трещину. [c.20]

Разрушение по механизму ямочного разрыва наблюдается при различных видах нагружения однократном и длительном статическом, на определенных стадиях усталостного. [c.20]

В общем случае (В. С. Иванова и Л. А. Маслов) в изломе выделяют три основные зоны />—зона чисто усталостного разрушения, характеризующаяся наличием усталостных полос (макро- и микрополос, наблюдаемых в электронном микроскопе) U — зона перехода или зона смешанного разрушения ( ямочное как результат локальных разрушений впереди трещины, хрупкие участки и усталостные полосы) и, наконец, /г — зона долома. Длина усталостного пятна l)=ia+ld. Исчезновение зоны I, свидетельствует о том, что с увеличением напряжения происходит смена напряженного состояния, реализуемого в локальном объеме впереди трещины. Хруп- кое разрушение в условиях плоской деформации сменяется на квазивяз-кое. Для оценки микрорельефа поверхности и профиля излома в институте металлургии им. А. А. Байкова разработано оригинальное телевизионно-аналоговое устройство. [c.45]

Характер разрушения молибдена в общем отличается от характера разрушения стали. У стали вязкое разрушение ямочное, транскристал-литное, а хрупкое происходит путем скола и тоже транскристаллитное. Возможно, что железо высокой чистоты разрушается так же, как и молиб- [c.45]

Рассмотрим некоторые лeд tвия разработанной модели и их физическую интерпретацию применительно к распространению усталостных трещин в сталях средней и высокой прочности. Для этого кратко остановимся на результатах структурного изучения процесса разрушения при росте усталостных трещин. Фрактографические исследования показывают, что поверхность разрушения при развитии усталостных трещин в указанных сталях представлена в основном следующими фрактурами чисто усталостной, для которой характерно наличие вторичных микротрещин [146] (в данной работе эта фрактура названа чешуйчатой), а также фрактурами хрупкого типа (микро- и квазискол) [57, 113, 283]. Бороздчатый рельеф, свойственный усталостным изломам большинства металлов с ГЦК решеткой, как правило, отсутствует либо наблюдается в ограниченном диапазоне условий нагружения, как и участки с меж-зеренным и чашечным строением [57, 113, 372, 389]. Доля различных фрактур в изломе существенно зависит от условий испытания. Для сталей средней и высокой прочности можно отметить следующие общие закономерности изменения усталостного рельефа с ростом размаха коэффициента интенсивности напряжений доля микроскола с увеличением АЯ уменьшается при переходе от первого ко второму участку кинетической диаграммы усталостного разрушения иногда появляются области межзеренного разрушения на втором участке доминирует усталостная фрактура с микротрещинами на третьем участке кинетической диаграммы усталостного разрушения в ряде случаев наблюдаются бороздчатый рельеф и области с ямочным строением. [c.221]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

Анализ поведения материала с трещиной при циклическом нагружении требует учета контролирующего скорость роста трещины микромехаиизма, так как при реализации одного и того же макромеханизма ( например, типа I ) могут наблюдаться различные микромеханизмы усталостного разрушения квазивязкий отрыв - усталостные "вязкие" бороздки и квазихрупкий отрыв -усталостнь(е "хрупкие" бороздки (рис. 37, ), вязкий о трыв - ямочное разрушение, межзеренный хрупкий отрыв, внутризеренный хрупкий отрыв - скол. [c.60]

Рис. 5.3. Виды поверхности разрушения слиянием пор а — ямочный излом железа (Х2 000) б — ножевпдный излом монокристал ла молибдена [ПО] (Х15) в — пластичный излом полнкристаллического молибдена с внутри- и межзеренным расслоением (ХЗООО).

Из результатов исследования влияния структуры на механизмы разрушения молибдена [396] следует, что наблюдаемый излом (рис. 5.3, в) соответствует ситуации, когда каждый элемент структуры ведет себя как микрообразец с образованием до разрыва микрошейки. Схематически процесс формирования ямочного излома при образовании пор-расслоев по границам элементов структуры показан на рис. 5.10. Размер в поперечнике отдельных фрагментов поверхности разрушения соответствует размеру зерен и ячеек, возникаюгцих при деформации как в процессе предшествующей обработки, так и во время испытания образцов. В работе [411 показано, что наиболее крупные поры-трубки образуются по тройным стыкам зерен. [c.198]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Разрушение сплава Д16Т по режиму (Р+Н) приводит к возрастанию интенсивности процесса скольжения и росту объема отдельных элементов ямочного рельефа. Характерно одновременное развитие процесса порообразования по границам зерен и формирования мелких пор за счет одновременного процесса сдвига и отрыва (рис. 2.10). Наиболее заметен указанный процесс разрушения при достижении температуры 623 К. При больших температурах нарастают процессы окисления материала, разупрочнение границ зерен и активизируются процессы ползучести. Поэтому вслед за возрастанием объема формирующихся ямок наблюдается увеличение доли межзеренного разрушения. Одновременное увеличение скорости деформации подавляет процесс формирования мелких ямок по стенкам крупных пор, имеющих очертание поперечника границ зерен. [c.94]

Сопоставление соотношений (5.85)-(5.89) свидетельствует о мультифрактальности процесса формирования рельефа усталостного излома [150]. Под мультифрактальностью понимается протекание одновременно различных процессов разрушения на разных масштабных уровнях как в случае статического разрушения, так и в случае последовательной смены механизмов разрушения при росте усталостной трещины. Это подтверждается фактом однозначной зависимости фрактальной размерности зоны предразрушения от относительного сужения [138], так как утяжка материала по поверхности образца или детали в зоне прохождения усталостной трещины нарастает при увеличении скорости ее роста [126]. Мультифрактальность процесса разрушения следует из результатов измерения параметров рельефа излома хрупкого статического внутризеренного и межзеренного роста трещин, а также при формировании ямочного рельефа излома в случае вязкого разрушения [142]. Смена масштабного уровня протекания процесса [c.263]

Закономерности формирования излома титанового сплава ВТ-22 отражают разрушение стойки шасси самолета Ан-74, которое имело место в эксплуатации после весьма кратковременной наработки детали. В материале по поверхности детали на глубине около 1 мм располагался дефектный газонасыщенный альфированный слой с повышенной твердостью, что и привело к быстрому разрушению детали. Преимущественно разрушение прошло в материале квазихрупко, что привело к доминированию фасеточного рельефа, отражающего двухфазовую структуру титанового сплава. Дальнейшее разрушение происходило квазистатически с формированием межзеренного рельефа, по границам которого нарастал ямочный рельеф. Это масштабный макроскопический уровень процесса разрушения (рис. 5.8). [c.265]

Результаты фрактографического исследования диска № 2 показали, что после достижения шага усталостных бороздок более (1-1,25) 10 м в разрушении материала начинают играть существенную роль статические проскальзывания. В такой ситуации СРТ не может однозначно характеризоваться величиной шага усталостных бороздок, поэтому при оценке длительности разрушения по шагу бороздок при величинах последнего более (1-1,25) 10 м необходимо вести корректировку на иные механизмы разрушения материала. Это тем более необходимо было сделать после перехода в область шага бороздок 2 10" м и более. На этой стадии разрушения процесс формирования ямочного рельефа является доминирующим и доля усталостных бороздок в изломе резко убывает в направлении роста трещины. Такая ситуация типична для нестабильного роста трещины. В рассматриваемом диске в направлении развития трещины в сторону полотна ямочный рельеф начал занимать более 95 % площади излома уже при длине трещины около 12 мм от очага разрушения. По направлению роста трещины по оси диска в его ступичной части доля усталостных бороздок составила приблизительно от 30 до 40 %. Это объясняется тем, что в сторону полотна трещина развивалась с более высокой скоростью, чем по оси диска. В этом нацравлении она должна была проходить в единицу времени большие расстояния, чтобы сохранить неизменной свою форму. В связи с этим измерения шага усталостных бороздок и их [c.495]

Далее значительную часть поверхности излома занимал ямочный рельеф, свидетельствующий о нестабильном росте трещины. Поэтому расчет длительности роста трещины вели только в пределах 12 мм от очага разрушения и по аппроксимирующей зависимости шага бороздок от длины трещины. Расчет показал, что длительность разрушения диска с учетом минимального трехкратного продвижения трещины за нолет составляет около 3370 ПЦН. [c.529]

Для стали Х15Н5Д2Т с молибденом в плоских образцах шириной 35 мм для оценки К с по сравнению с образцами сечением 10X11 мм для определения ату в центре образца под усталостной трещиной наблюдался менее пластичный ямочный рельеф, при этом относительная доля боковых скосов значительно меньше. Снижение локальной пластичности было меньше в состоянии коагуляционного старения, когда материал обладает высокой способностью к торможению разрушения в условиях сосредоточенной деформации (/=525°С, ав=1,34 ГН/м , 00.2=1,21 ГН/м2, Л ,с= 151,6 MH/mV., аху=0,59 МДж/м ), чем в состоянии фазового старения (/=425 С, ав=1,31 ГН/м , оо,2 = = 1,08 ГН/м2, / ie=120 МН/м =, ату=0,47 МДж/м ) (рис. 2). [c.10]

Таким образом, строение излома с учетом механизма разрушения и степени локальной пластической деформации может быть, например, хрупким внутризеренным с образованием фасеток квазиотрыва при повышенном содержании водорода (если определено его содержание или есть другие основания для такого утверждения) хрупким межзеренным при коррозии под напряжением малопластичным внутризеренным по механизму слияния микропустот (ямочного разрыва) и т. п. [c.20]

В конструкционных материалах даже при преимущественном наличии хрупких фасеток отрыва разрушение имеет смешанный характер. Так, в сталях часто разрушение в микромасштабе начинается хрупко с образованием фасеток отрыва или квазиотрыва, а затем продолжается по механизму ямочного разрыва. В алюминиевых сплавах в состоянии фазового старения наблюдается первичное разрушение по границам субзерен с формирова-ние.м сотового рельефа, которое продолжается пластично в зерно. 22 [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...