Механические Влияние трещин

Интегральный подход к процессу в целом путем введения понятия повреждаемости. Этим термином обычно обозначают понижение сопротивления тому же виду нагружения (например, усталостному, длительному статическому и т. п.), которому предварительно были подвергнуты образцы или детали. Особым вопросом является определение повреждаемости при изменении вида напряжения, например, оценка усталостной повреждаемости по изменению однократной прочности или, наоборот, влияние трещины от статической перегрузки на усталостную прочность. Так, в лопатках турбин исходные межкристаллитные трещины от длительного статического нагружения иногда становятся очагами последующего усталостного разрушения. Отметим, что различные механические свойства в процессе нагружения могут изменяться в противоположном направлении. Отсюда вытекает, что повреждаемость, по-видимому, невозможно рассматривать независимо от метода ее оценки. Однако изучение повреждаемости не избавляет от необходимости оценки условий перехода через критическое состояние разрушения и не заменяет прямого изучения процесса развития трещин. [c.179]

Несомненно, лабораторные испытания надрезанных образцов при разных способах нагружения имеют большое практическое значение, приближая условия испытания к эксплуатационным, например при выборе нужной стали или сплавов для болтов [5], оценки чувствительности к отверстию для листовых материалов и т. д. Однако возможности получения обобщенных закономерностей по разрушению на основе таких испытаний меньше, чем на основе испытания образцов с трещиной. В то же время и при изучении чувствительности к трещине иногда применяют надрезанные образцы. При этом надрез, изменяя условия на контуре испытуемого тела, предопределяет зону и ускоряет начало развития разрушения, вызывая уменьшение докрИтической области деформации, способствуя оценке критических механических характеристик и тем повышая чувствительность испытаний. Чем острее и относительно глубже надрез, тем больше его действие приближается к влиянию трещины. Однако для материалов с низкой локальной пластичностью испытание образцов даже с острым надрезом не заменяет испытаний образцов с трещиной. Чувствительность материала к трещине оценивают по характеристикам разрушения. В оценку чувствительности к надрезу включают, кроме характеристик разрушения, также способность данного материала к пластической деформации (еще до развития разрушения) в стесненных условиях вблизи вершины надреза. [c.105]

Коррозионно-механические трещины постепенно зарождаются на металлической поверхности под влиянием локализации анодного процесса и растягивающих напряжений в отдельных ее участках неоднородностях структуры металла, дефектах защитной пленки, поверхностных дефектах (царапины, риски, риски от обработки, трещины и др.). [c.333]

Графики этих зависимостей приведены на рис. 9.16. Малая активность марганца как раскислителя создает большие остаточные концентрации марганца в металле, но они не влияют на механические свойства стали (до 1 %). При высоких температурах и достаточно малых концентрациях Мп остаточная концентрация кислорода превышает предел концентрации насыщенного раствора Li (см. с. 329 ), которая показана на рис. 9.16 штриховой линией. Несмотря на малую раскислительную активность, марганец широко применяется в сварочной металлургии, так как кроме кислорода он извлекает из жидкого металла серу, переводя ее в MnS, плавящийся при 1883 К, поэтому при кристаллизации металла шва влияние легкоплавкой сульфидной эвтектики понижается и повышается сопротивление металла образованию горячих трещин. Обобщенная диаграмма плавкости Me — S для железа, кобальта и никеля приведена на рис. 9.17, указаны температуры плавления сульфидных эвтектик, лежащих ниже температур кристаллизации стали, никеля и кобальта. [c.328]

Если при статических нагрузках состояние рабочих поверхностей незначительно влияет на их прочность, то при циклических нагрузках разрушение деталей связано с развитием усталостных трещин, возникающих в поверхностном слое. Развитию этих трещин способствует шероховатость поверхности в результате механической обработки. При расчетах это явление учитывается коэффициентом влияния шероховатости поверхности [c.248]

Шероховатость поверхности, получаемая после механической обработки, оказывает существенное влияние на эксплуатационныб свойства детали. Возникающие при механической обработке трещины и надрывы (в микрорельефе поверхности) вызывают остаточные напряжения растяжения, которые способствуют развитию усталостных трещин и коррозии, снижающих контактную и объемную прочность деталей. [c.278]

Образцом с трещиной может считаться всякое тело в заключительной стадии разрушения. Поэтому наряду с испытаниями образцов с исходными трещинами почти всякое механическое испытание до разрушения гладкого или надрезанного образца в той или иной мере включает в себя оценку чувствительности к трещине. Интенсивное изучение в последние годы как математическими, так и экспериментальными методами процесса разрушения и влияния трещин на механические свойства материалов объясняется большим практическим значением этого вопроса. Основные данные и закономерности поведения образцов с трещиной получены при растяжении, изгибе или сочетании растяжения с изгибом, осуществляемом главным образом при внецентренном растяжении, в которое обычно переходит и исходное осевое растяжение ввиду несимметричного развития трещины.. Кручение и сжатие образцов с трещинами изучалось гораздо меньше (см., например [21, с. 141]). Наличие трещины сильнее, чем надрез, локализует деформацию и разрушение, при этом резко увеличивается локальное энергоснабжение. Поэтому материалы, особенно высокопрочные, с недостаточной способностью к местному энергопоглощению часто оказываются чувствительными к трещине. При этом наличие трещины резко снижает не только пластичность, но и прочность (рис. 18.11). Естествен- [c.121]

В соответствии с ГОСТ 2789—73 основными параметрами для оценки шероховатости поверхностей являются Яа — среднее арифметическое отклонение профиля на базовой длине / / тах — наибольшая высота неровностей профиля Яг — высота неровностей профиля по десяти точкам 5 — средний шаг неровностей по вершинам. Номинальное числовое значение параметра шероховатости 1Ш чертежах указывается в соотв.етствии с требованиями ГОСТ 2.309—73 . Шероховатость поверхностей сопряженных деталей влияет на выбор их посадок, герметичность и себестоимость изготовления. Поэтому в каждом конкрет-1юм случае параметры и характеристики шероховатости следует выбирать в соответствии с назначением этих деталей. Состояние поверхности после обработки оказывает большое влияние ка эксплуатационные свойства деталей. Возникающие при механической обработке трещины и задиры с возможными остаточными напряжениями способствуют развитию усталостных трещин и коррозии, снижают контактную и объемную прочность деталей. [c.42]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутетвие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Ромашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором на коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

Механическое состояние материала в точке зависит в первую очередь от напряженного состояния в этой точке, хотя и не определяется им полностью. Так, например, при наличии температурного воздействия на механическом состоянии материала заметно сказывается фактор времени. При малом времени нагружения состояние материала можно рассматривать как упругое, а при большом — как пластичное. На механическое состояние в точке имеет некоторое влияние состояние материала в соседних точках. Наконец, что самое важное, само понятие механического состояния в точке не свободно от противоцечий с принятым ранее предположением о непрерывности среды. Это обнаруживается в первую очередь при изучении вопросов разрушения, поскольку процесс образования трещин в металлах тесно связан с их молекулярной и кристаллической структурой. [c.259]

Как известно, водород широко применяется во многих отраслях техники и промышленности. Вместе с тем, обусловленное водородом повреждение металлов считается в настояш ее время причиной многих аварий и катастроф, приносящих значительный ущерб. Среди разнообразных проявлений вредного влияния водорода на механические свойства (предел прочности, пластичность, характеристики усталости, ползучести и т. п.) особого внимания. заслуживает обусловленное водородом облегчение зарождения и роста трещин в металлах. Связано это с тем, что иезависпмо от того, насколько совершенны технология и качество изготовления, практически все конструкционные материалы и изделия из них содержат дефекты (шш врожденные, или возникшие 1 процессе эксплуатации). При этом водород, воздействующий на металлы, значительно увеличивает их чувствительность к трещина.м и увеличивает вероятность разрушения конструкций, обладающих при обычных условиях достаточной несущей способностью. Таким образом, эксплуатация металлов в атмосфере водорода приводит к необходимости оценки их трещиностойкости, а псследоваппе закономерностей роста трещин в таких условиях приобретает большое значение. [c.349]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...