Вязкость Анизотропия разрушения

Механические свойства ПНП-сталей Og = 1500-е 1700 МПа, Со,2 == 1400-г-1550 МПа, б —- 50-е-бО %. Характерным для этой группы сталей является высокое значение вязкости разрушения Ki и предела выносливости о х. При одинаковой или близкой прочности ПНП-стали пластичнее, а при равной пластичности имеют более высокий предел текучести, чем мартенситно-старею-щие стали или легированные высокопрочные стали. Широкому применению ПНП-сталей препятствует их высокая легирован-ность, необходимость использования мощного оборудования для деформации при сравнительно низких температурах, трудность сварки, анизотропия свойств деформированного металла и т. д. Эти стали используют для изготовления высоконагруженных деталей, проволоки, тросов, крепежных деталей и др. [c.285]

Как видно из полученных данных, характеристики трещиностойкости основного металла при распространении трещины поперек прокатки (№ 1) выше в 1,3 раза, чем с продольной трещиной (№ 2), излом имеет более вязкий характер (ср больше в 2,2 раза) и более выраженные расслоения по толщине. Отмеченная анизотропия вязкости разрушения наблюдается и на биметаллических образ- [c.134]

Еще более резко проявляется анизотропия при испытании на ударный изгиб образцов с надрезом и с исходной трещиной [14]. Например, для прессованных полос из сплава В95 величина ударной вязкости Он образцов, вырезанных по толщине полосы, в 4 раза ниже, чем вырезанных в продольном направлении. Величина ударной вязкости и удельной работы разрушения образцов с исходной трещиной зависит не только от направления отбора образцов, но и от ориентировки надреза или трещины относительно плоскости (или направления) горячей деформации полуфабрикатов. При расположении надреза в плоскости деформации (образец № 1, рис. 10.7) величина ударной вязкости, как правило, выше, чем при ориентировке его в направлении толщины изделий (образец № 2, рис. 10.7). Эту закономерность можно объяснить следующим образом. Поперечное растягивающее напряжение аг в дне надреза, возникающее при действии изгибного напряжения 01 при расположении его в плоскости прессования, направлено по ширине изделия, при перпендикулярном расположении надреза — по толщине, т. е. в направлении меньшей прочности и пластичности. Подобное же влияние ориентировки надреза и трещины характерно и для других материалов (рис. 10.8), поэтому в технических условиях следует регламентировать и направление отбора образцов и ориентировку в них надреза или трещины. [c.337]

Стали с гарантированными механическими свойствами по толщине. Анизотропия вязкости и пластичности, обусловленная вытянутыми (пластинчатыми) и строчечными неметаллическими включениями, способствует слоистому разрушению - появлению слоистых трещин. Оно возникает при нагружении проката перпендикулярно поверхности при малых пласти- [c.175]

Одним из видов неоднородности механических свойств металла является анизотропия, она выражается в различии свойств металла при нагружении его в разных направлениях. Различными могут быть пластичность, прочность, ударная вязкость, коэффициент поперечной деформации, модуль упругости и другие свойства. Анизотропия металла возникает чаще всего во время прокатки. Прочность, пластичность, ударная вязкость, как правило, выше у образцов, вырезанных вдоль проката (рис. 3.17). Во время разрушения трещина, пересекая волокна, встречает большее сопротивление, чем двигаясь вдоль волокон. Особенно низкими бывают прочность и пластичность металла по толщине листа. При наличии расслоений в металле пластичность отдельных образцов в этом направлении близка к нулю. Во время термической резки или сварки, если усадка металла происходит в направлении толщины листа, в зоне расслоений появляются трещины. Передача растягивающих усилий в направлении толщины может предусматриваться при проектировании сварных конструкций лишь в тех случаях, когда есть полная уверенность, что используемый металл не склонен к образованию расслоений, а механические свойства в направлении толщины соответствуют уровню, предусмотренному техническими условиями. [c.98]

Сопротивление вязкому разрушению. Его оценивают характеристиками предельной пластичности б, t r, а, ударной вязкостью, анизотропией вязкости и пласгачности, истинным сопротивлением разрьшу. Сопротивление вязкому разрушению способствует надежной эксплуатации ряда ответственных сооружений [c.157]

Учитывая высокую химическую активность аг -фазы, ее влияние на анизотропию характеристик разрушения наиболее резко должно было проявиться при проведении испытаний в коррозионной среде. Автор работы [88] показал, что увеличение содержания алюминия в сплаве Т1—6 % А1 —4 % V с призматической текстурой в пределах марочного состава при проведении испытаний в 3 %-ном растворе МаС1 приводит к резкому снижению вязкости разрушения поперечных образцов без заметного изменения продольных образцов. [c.130]

Волокнистое строение сталй после горячей обработки приводит к резко выраженной анизотропии свойств, тем большей, чем больше степень деформации. Образцы, вырезанные поперёк волокна, показывают при испытании пониженные механические свойства по сравнению с образцами, вырезанными вдоль волокна. Направление волокна сказывается преимущественно на пластичности и вязкости стали (при определении сопротивления стали разрушению при растяжении можно обнаружить в поперечных образцах также пониженную прочность) [12]. При горячей механической обработке следует стремиться располагать волокно металла параллельно конфигурации детали. [c.325]

ККМ с волокнами карбида кремния. При практически равной прочности эти ККМ имеют преимущества перед аналогичными материалами с углеродными волокнами - повышенную стойкость к окислению при высоких температурах и значительно меньшую анизотропию коэффициента термического расширения. В качестве матрицы используют порошки боросиликатного, алюмосиликатного, литиевосиликатного стекла или смеси стекол. Волокна карбида кремния применяют в виде моноволокна или непрерывной пряжи со средним диаметром отдельных волокон 10 - 12 мкм ККМ, армированные моноволокном, по-лл чают горячим прессованием слоев из лент волокна и стеклянного порошка в среде аргона при температуре 1423К и давлении 6,9МПа. Керамический композит Si-Si , получаемый путем пропитки углеродного волокна (в состоянии свободной насыпки или в виде войлока) расплавом кремния, может содержать карбидную фазу в пределах 25 - 90%. Механические характеристики ККМ увеличиваются с ростом содержания Si . ККМ с волокнами углерода и карбида кремния обладают повышенной вязкостью разрушения, высокой удельной прочностью и жесткостью, малым коэффициентом теплового расширения. [c.159]

Так как деформации многих элементов конструкций не являются плоскими из-за их недостаточной толщины, то действительная вязкость разрушения этих элементов будет больше, чем Ki - Кроме того, в массивных элементах наблюдается значительное различие (анизотропия) трещикостойкости материалов в трех направлениях. Характеристики по толщине элемента часто оказываются намного ниже этих показателей по ширине элемента. [c.428]

Исследования анизотропии листового проката показали, что минимальная вязкость разрушения наблюдается в тех случаях, когда направление развития трещины и прокатки параллельны. В качестве основных причин этого факта обычно указываются металлургиче- [c.90]

В поковках и прокате сульфиды вытянуты, отчего и работа разрушения анизотропна. Хотя для стали ВКС9 при > 2000 МПа считают приемлемым по 0,005 % S и Р, но даже при содержании 0,002 % S вязкость разрушения высокопрочной стали с 0,4 % С поперек волокна на 16 % ниже, чем вдоль. Когда после очистки до 0,0008 % S она выросла с =51 МПаТ5 до = 78 МПа анизотропия еще сохранялась. [c.341]

Оуэна с сотрудниками в большинстве случаев проводили испытания при растяжении на широких пластинах с надрезами. При сравнении результатов, полученных различными исследователями, возникают определенные трудности, обусловленные тем, что различные методы дают различные результаты и не известно, какой из них даст, так сказать абсолютные результаты . Например, в двух работах [109, 116] было установлено, что для материалов, содержаш,их 40% (об.) высокомодульных углеродных волокон, Кс примерно равен 40 МН/м /а при растяжении пластин с надрезом, независимо от длины надреза. С другой стороны, при испытании аналогичных материалов при четырехточечном изгибе образцов с надрезом найденные значения составляли величину около 16 МН/м 2 при отношении глубины надреза к толщине образца от 0,3 до 0,7 и значительно более низкие значения Л"е при меньших отношениях глубины надреза к толщине. Эллис и Харрис [116] сравнивали параметры вязкости разрушения, определенные различными способами, для материалов на основе эпоксидной смолы и высокомодульных и высокопрочных углеродных волокон. Они определяли общую работу разрушения ур, работу инициирования трещины уг (площадь под кривой нагрузка — деформация до максимальной нагрузки, при которой начинается быстрый рост трещины), а также критическую скорость высвобождения упругой энергии G по методу определения податливости образца с трещиной. Все измерения проводились при низкоскоростном изгибе образцов с надрезом. По данным Кс, полученным при растяжении и изгибе, используя уравнение (2.27), они рассчитали эквивалентные значения G . Для того, чтобы сделать это, необходимо было использовать податливость С, учитывающую ортотропный характер волокнистых композиционных материалов. Зих, Пэрис и Ирвин вывели полную форму уравнения (2.27) [4], в котором С является функцией всех констант в тензоре податливости. Для ортотропных материалов с одной резко выраженной осью анизотропии, таких как однонаправленные композиционные материалы с непрерывными волокнами типа углеродных, их уравнение может быть записано в упрощенной форме [c.134]

Кроме значений r i, (То 2 при выборе марки стали учитывают ударную вязкость, сопротивление износу, прокаливаемость. Высокая циклическая прочность стали достигается в том случае, если она оказывает высокое сопротивление зарождению трещин усталости и их развитию. Механизм зарождения усталостной треш ины связан с развитием и накоплением в поверхностном слое микропластической деформации. Он основан на движении дислокаций, возможность перемещения которых при напряжениях ниже предела текучести обусловлена анизотропией кристаллов и их случайной ориентацией. В отдельных кристаллах при небольших средних напряжениях могут возникать напряжения, достаточные для. перемещения слабозакрепленных дислокаций. Кроме того, для тонких поверхностных слоев (в 1 - 2 зерна) характерно низкое напряжение работы источников дислокаций Франка — Рида. По этим причинам в мягких (отожженных) металлах уже на ранней стадии нагружения (1 - 5 % от общего числа циклов до разрушения) наблюдаются ранняя микропласти-ческая деформация и повреждение тонких поверхностных слоев. Микро-пластическая деформация проявляется в образовании на поверхности линий сдвига (скольжения), плотность которых растет с увеличением числа [c.273]

Изменения предела прочности и предела текучести при изгибе, твердости быстрорежущих сталей марки R6, закаленных с различных температур, в зависимости от температуры отпуска приведены в табл. 90. Температуры нагрева под закалку, обеспечивающие наибольшую твердость и наибольший предел прочности при изгибе, тоже не совпадают, но путем вариаций температур отпуска можно установить оптимальное значение для того и другого. Предел прочности на изгиб и ударная вязкость быстрорежущей стали марки R6, полученной с помощью электрошлакового переплава, при той же твердости существенно выше тех же характеристик стали с более неоднородной структурой. Данные о влиянии трехкратного отпуска по одному часу на предел прочности при изгибе быстрорежущих сталей марок R6 (6—5—2) и R10 (2—8—1) приведены в табл. 91. Предел прочности на изгиб быстрорежущей стали типа 6—5—2, полученной путем электрошлакового переплава, в случае, почти такого же предела текучести при сжатии немного меньше, чем быстрорежущих сталей типа 2—8—1, легированных почти исключительно молибденом, но существенно больше, чем у сталей, содержащих 18 % W (см. табл. 78). Данные о влиянии температуры закалки на предел прочности при изгибе и работу разрушения при изгибе в продольном и поперечном направлениях для сталей марки R6, полученных электрошлаковым переплавом и обычного качест,-ва, приведены в табл. 92. Благоприятное воздействие электрошлакового переплава очевидно как в продольном, так и в поперечном направлениях. Значительно уменьшается анизотропия свойств. [c.225]

Чрезмерное легирование ухудшает и технологичность стали (обработку резанием, свариваемость и т. д.). Исключение составляют никель и молибден. Никель повышает сопротивлеч 1е хрупкому разрушению, повышая пластичность и вязкость, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений и понижая температуру порога хладноломкости. При содержании в стали 1,0% N1 порог хладноломкости снижается на 60—80°С, дальнейшее увеличение концентрации никеля до 3—4% вызывает менее сильное, но все же снижение порога хладноломкости. Введение 3—4% Ni рекомендуется для обеспечения глубокой прокаливаемости. Никель уменьшает анизотропию и повышает пластичность и вязкость в направлении, поперечном волокну. Никель — дорогой металл. Поэтому чаще в конструкционные стали его вводят совместно с хромом и другими элементами и притом в предельно минимальном количестве. В сложнолегированных сталях, никель также обеспечивает высокое сопротивление хрупкому разрушению. [c.288]

При образовании субмикроскопических и микроскопических пор в металле паропроводных труб из стали 12Х1МФ, когда ресурс жаропрочности почти исчерпан, проявляется сильно выраженная анизотропия ударной вязкости при комнатной температуре — на поперечных образцах ударная вязкость существенно снижается, тогда как на продольных изменяется гораздо меньше. Обусловлено это тем, что микротрещины располагаются на поперечном образце в плоскости, проходящей через ось надреза, где и происходит разрушение. На продольном образце микротрещины приводят как бы к расслоению образца микротрещины расположены в нем перпендикулярно плоскости разрушения. [c.170]

Ограничения математической теории (123). — 77. Диаграммы зависимости между напряжениями и деф ормациями (124).— 78. Предел пропорциональности, предел упругости и критическая точка (125).—79. Влияние времени. Пластичность (127). — 79А. Мгновенные напряжения (12в). — 80. Вязкость твердых тел 81. Анизотропия вследствие остаточной деформации (129).— 82. Повторная нагрузка (129). —82А.-Уда-шй гистегезис (130). — 83. Гипотезы относительно условий разрушения (131). — 84.ЧЦели [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...