Разрушение замедленное пластическое

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]

Изложенные выше данные позволяют достаточно точно и подробно оценить условия образования трещины при коррозионном растрескивании. Вместе с тем эти факторы еще не полностью раскрывают природу развития трещины. При анализе ее развития следует обращать внимание на особенности вида излома. Поверхность излома коррозионного растрескивания всегда темная, похожая на поверхность излома замедленного разрушения псевдо-а-титановых сплавов, имеющих повышенное содержание водорода. Как известно, в таких сплавах под действием напряжений или в результате пластических деформаций может происходить в определенном временном интервале распад пересыщенной водородом а-фазы с выделением мелкодисперсных гидридов (необратимая водородная хрупкость II рода). Темный цвет поверхности излома, видимо, связан в этом случае также с наличием на поверхности излома гидридов [c.63]

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]

Исследование влияния скорости деформирования на особенности разрушения сплавов показало, что в интервале скоростей, отличающихся в 10 раз, в характере разрушения принципиального различия не наблюдается, т. е. за разрушение ответственны одни и те же структурные составляющие. Однако в литых диспер-сионно-твердеющих сплавах с замедлением скорости наблюдается снижение прочностных и пластических характеристик и работы разрушения, тем более значительное, чем выше содержание в сплаве основных легирующих элементов. Это является одной из основных причин снижения работоспособности высоколегированных литейных алюминиевых сплавов при длительной работе в условиях действия высоких статических напряжений. Появление в структуре хрупко разрушающихся фаз приводит к более резкому снижению прочностных и особенно пластических характеристик и работы разрушения. [c.126]

Понижение температуры окружающей среды приводит к хладноломкости болтов — хрупкому разрушению без заметной пластической деформации. Склонность металлов к хрупкому разрушению оценивают критической температурой хрупкости которая характеризуется резким снижением пластичности и работы деформации, изменением вида излома волокнистое макростроение заменяется кристаллическим. По температуре можно косвенно судить о безопасной работе резьбового соединения чем ниже критическая температура, тем безопаснее эксплуатация деталей из данного материала при низких температурах. Следует отметить, что температура хладноломкости не полностью отражает склонности к замедленному хрупкому разрушению резьбовых соединений при нормальных температурах. Например, хр болтов из стали ЗОХГСА ниже, чем болтов из мягкой отожженной стали 15. Однако последние не склонны к замедленному разрушению при нормальной температуре. При снижении температуры до / предел ползучести при этом значительно повышается.Разрушение деталей происходит после более или менее существенной пластической деформации. [c.171]

Несомненный практический интерес представляют данные по влиянию атмосферы на развитие замедленного разрушения образцов, свернутых в спираль. Эти данные необходимо учитывать при длительной эксплуатации аморфных сплавов в принудительно деформированном состоянии. Оканчивается гл. 8 кратким, можно сказать, перечнем предложенных до настоящего времени механизмов пластической деформации. Более детально ознакомиться с моделями пластической деформации можно по обзору [10]. К сожалению, в кинге не нашли отражения важные с практической точки зрения вопросы, касающиеся изменения механических свойств в результате структурной релаксации. [c.20]

При напряжениях, меньших протекает процесс обратимой ползучести (последействия), идущий с весьма малой деформацией и обычно не учитываемый. При температурах меньших 0,5 Т,гл, но напряжениях выше а р, устанавливается низкотемпературная ползучесть, имеющая неустановившийся характер. Так как зависимость деформации от времени для этого вида ползучести выражается логарифмической функцией, то она называется логарифмической ползучестью. Ее скорости малы, а механизм связан с флуктуациями термических напряжений до уровня, способного вызвать дополнительную пластическую деформацию с течением времени. Поскольку с возрастанием деформации флуктуации напряжений приводят к дополнительному упрочнению материала, с ростом деформации ее дальнейшее протекание все более затухает и скорость ползучести снижается. Исключением из этого общего случая является, например, замедленное разрушение закаленной стали, при которой в результате значительной неупорядоченности границ зерен и насыщенности их вакансиями и в условиях низкотемпературной ползучести возможно образование межзеренных трещин [87]. При напряжениях, близких к пределу прочности, можно вызвать разрушение образцов технического железа даже при отрицательной температуре (—60 С). В этом случае можно полагать, что процесс логарифмической ползучести при таких высоких напряжениях приводит к образованию шейки в образце, что и вызывает разрушение в отличие от затухания процесса деформирования при умеренном уровне напряжений. [c.18]

На участке перегрева околошовной зоны, подвергающемся при сварке нагреву до температур, превышающих 1200—1250° С, на границах зерен аустенита протекают необратимые процессы. Последующее замедленное охлаждение сварного соединения или длительное воздействие рабочих температур может вызвать выпадение избыточных фаз по этим границам с понижением пластических свойств или с появлением склонности к ножевой коррозии. Охрупчивание, являющееся следствием сварочного перегрева аустенит-ной стали, может прив сти к так называемым локальным разрушениям сварных соединений, причем последующая аустенитизация сварных соединений в большинстве случаев не устраняет пагубного действия высокотемпературной части термодеформационного сварочного цикла. [c.159]

Водород в стали меняет ее механические свойства при кратковременном и длительном статическом нагружении, а также при повторно-переменном и ударном нагружении. Под влиянием водорода в стали значительно снижаются ее пластические свойства при кратковременном нагружении. Это явление названо водородной хрупкостью стали. Твердость наводороженной стали повышается. Наводороженная сталь подвержена замедленному разрушению, т. е. разрушению при длительном действии статических сил при напряжениях, обычно меньших предела текучести. Это явление было названо нами водородной статической усталостью стали. При повторно-переменных (циклических) напряжениях водород в стали снижает ее выносливость, что было названо нами водородной усталостью стали (см. П1-2). Водород в стали повышает ее чувствительность к концентраторам напряжения при действии повторно-переменных напряжений. Ударная прочность наводороженной стали снижается. Под влиянием водорода в стали могут образовываться дефекты типа пузырей, а также расслаивание (у проката) и растрескивание металла. [c.75]

Считается, что водород может диффундировать в сталь, образуя гидриды и твердый раствор. Все эти процессы снижают прочностные и пластические свойства особенно опасным является усиление замедленного разрушения, резкое падение ударной вязкости и параметров вязкости разрушения. [c.363]

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]

Рассмотрим модель [16, 951, которая в определенном смысле служит обобщением моделей пластического типа из 4.3. Сохраним все гипотезы модели замедленного разрушения (см. 4.4) с тем отличием, что вместо концепции слабейшего звена используем схему многократного резервирования. Точнее, предположим, что разрушение образца произойдет лишь, когда плотность повреждений — относительное число разрушенных элементов — достигнет некоторого критического значения. Назовем такой тип разрушения потерей целостности. [c.132]

При повышенных температурах в области температур старения (270— 350° С) для стали 22К происходит замедление скорости накопления односторонних пластических деформаций. При этом сопротивление разрушению оказывается выше, чем ври температурах выше и ниже указанной области. Так, длк стали 22К разрушаю-ш,ие амплитуды напряжений при температуре 20 и 270° С оказываются примерно на одинаковом уровне. [c.58]

В первом случае речь идет о вязком изломе, который благодаря достижению состояния лабильного развития пластической деформации перед разрушением, как правило, происходит сравнительно быстро. Условием развития такого излома является прогрессивное повышение напряжения в слабом сечении, площадь которого быстро уменьшается. Во втором случае наблюдается длительное развитие трещин, чаще всего при высоком и приблизительно постоянном уровне напряжения от внешних сил и от остаточных напряжений. В этом случае имеет место так называемое замедленное разрушение при ограниченной пластической деформации и отсутствии релаксации напряжения. Не следует смешивать рассматриваемое здесь разрушение с внезапным хрупким разрушением, подробно рассмотренным в гл. 5. [c.187]

Важное значение для прочности металла может иметь время действия нагрузки, не всегда учитываемое при оценке свойств [38, 54]. В ряде случаев процесс ползучести и замененное развитие процесса разрушения конструкционной стали наблюдаются и при комнатной температуре. Замедленное разрущение, в частности, может быть связано с неравномерным течением пластической деформации, структурными превращениями и влиянием внещней среды [c.1118]

Исследование повреждаемости (зарождения субмикротрещин) пластичных сплавов титана в процессе испытания на замедленное разрушение было проведено авторами по методике, предложенной в работе [58], которая заключается в построении зависимости площади поперечного сечения образца от удлинения при деформировании статическим растяжением. В основу методики положено определение величины пластической деформации, при которой сужение поперечного сечения образца начинает отставать от удлинения. [c.47]

При испытании образцов на замедленное разрушение увеличение приложенного напряжения не влияет существенно ни на величину суммарной деформации, ни на время зарождения субмикроскопических трещин, в то время как длительность распространения трещины с увеличением приложенного напряжения резко снижается. При этом предполагается, что пластическая деформация у конца трещины незначительна, если развитие трещины происходит достаточно быстро. [c.49]

Наводороживание, происходящее при нанесении гальванических покрытий, приводит к резкому уменьшению длительной прочности (сопротивления замедленному разрушению) высокопрочных сталей. Это особенно опасно, так как разрушение может начаться без заметной пластической деформации при напряжениях, намного меньших предела текучести. Механизм этого вида разрушения до сих пор не вполне ясен. [c.208]

Выражение для поврежденности качественно верно отражает кинетику разрушения быстрое разрушение сначала, когда рвутся слабые и перенапряженные связи, и затем замедление разрушения при выравнивании нагрузок на связях. Основным достоинством теории длительной прочности А. А. Ильюшина является то, что она описывает процесс разрушения в условиях сложного напряженного состояния. Однако эта же общность теории осложняет ее экспериментальную проверку и внедрение в инженерную практику. Упрощенный вариант теории А. А. Ильюшина предложил В. В. Москвитин. Теория разрушения, предложенная В. В. Новожиловым, является синтезом теории накопления повреждений и теории хрупкого разрушения. Она базируется на двух основных соотношениях уравнении накопления повреждений и условий разрушения, предполагающих, что разрушение наступает тогда, когда интенсивность пластических деформаций достигает некоторого предельного значения. Этот критерий также применим для случая сложнонапряженного состояния. [c.61]

В теории надежности отмечается два основных подхода формирования моделей - полуэмпирический (феноменологический) и структурный. Феноменологический подход основан на обобщении результатов наблюдений и экспериментов, выявлении основных статистических закономерностей и прогнозировании функционирования технических систем. Среди этого класса моделей приведены многостадийная модель накопления повреждений, теория замедленного разрушения, статистическая модель разрушения и др. Структурный подход предусматривает прежде всего исследование структурных особенностей рассматриваемого объекта (например, при анализе прочностных свойств металлических деталей необходимо учитывачь структуру металла и связанных с ней дефектов - микро фещин, дислокаций, конфигурации и положения границ зерен и г.д.). Ко второму классу можно отнести моде ш хрупкого разрушения, пластического разрушения, так называемую объединенную структурную модель, причем автором особо подчеркивается перспективность дальнейшего развития структурного моделирования. [c.128]

MПa м / , если не превысил пороговую величину = 28 МПа-м / (рис. 6.10). Переход к (K i)max 30 МПа-м / и выше приводил к тому, что после достижения некоторой минимальной скорости роста при (АКт) около 2 МПа-м трещина не останавливалась, а начинала ускоряться, несмотря на последовательное снижение размаха КИН. Такое поведение материала может быть отнесено к существующей чувствительности титановых сплавов к размеру зоны пластической деформации [31]. Структурная чувствительность материала связана с тем, что при размере зоны пластической деформации меньшем, чем размер субзерна, трещина может ускоряться из-за смены механизма разрушения — трещина распространяется по границам пластинчатой двухфазовой структуры. В этом случае при высокой асимметрии цикла нагружения может возникать явление роста трещины при низкой температуре окружающей среды аналогично тому, как это происходит в сталях при их замедленном хрупком разрушении. Развитие разрушения обусловлено высокой концентрацией нагрузки из-за наличия значительной по своей протяженности трещины и имеющей место чувствительности межсубзеренных границ к реализуемому напряженному состоянию. [c.297]

Характер разрушения может также меняться в зависимости от содержания водорода. Так, в стали Х15Н5Д2Т при содержании водорода 2 см /100 г (долговечность круглого образца 2 сут, 0 = 0,9 ГН/м ) разрушение было хрупким субзеренным, а при содержании 0,8 см 100 г (частично обезводороживающий отпуск при 350°С, 30 ч, долговечность 6 сут, ст = 0,99 ГН/м ) — смешанным субзеренным и межзеренным. При этом в зоне долома образца с меньшей долговечностью разрушение было пластичным внутризеренным, а в образце с большей долговечностью — менее пластичным внутризеренным и частично межзеренным, т. е. в данном случае с повышением времени развития трещины (с замедлением роста) исчерпывается способность материала к локальной пластической деформации и долом становится более хрупким (рис. 37). [c.60]

В книге рассмотрены ключевые проблемы синергетики неравновесных конденсированных сред, для адекватного описания которых стандартные представления типа фононов оказываются неприменимыми, а картина фазовых переходов требует существенной модификации. Концепция авторов основывается на представлении сложной системы самосогласованной эволюцией гидродинамической моды, характеризующей коллективное поведение, поля, сопряженного этой моде, и управляющего параметра, отвечающего за перестройку атомных состояний. Развитый подход позволяет представить такие особенности, как неэргодичность статистического ансамбля, образование иерархических структур, критическое замедление релаксации среды, влияние подсистемы, испытывающей превращение, на окружающую среду. В результате построена единая картина, охватывающая такие разнородные явления, как структурные превращения, пластическая деформация и разрушение твердого тела. Это делает Книгу интересной для широкого круга научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов физико-математических, естественно-научных и инженерных специальностей. [c.2]

По-видимому, и при замедленном разрушении сталей в газообразном водороде роль опасных примесей, вызывающих отпускную хрупкость, сводится, главным образом, к не зависящему от влияния водорода облегчению зарождения микротрещин-эмиссаров путем микроскола в пластической зоне перед надрезом. Об этом свидетельствует прямое наблюдшие таких микротрещин у надреза и то, что с ростом межкристаллитной внутренней адсорбции сурьмы, олова и фосфора локальные напряжения о обеспечивающие зарождение микротрещин как на воздухе, так и в водороде, примерно одинаковы [24]. [c.181]

В лабораторных условиях замедленное разрушение удается воспроизвести, если исследуемый материал (образец) имеет нестабильную или неоднородную структуру или если неоднородны исходные условия испытаний, к которым можно отнести нарушение оптимальных условий термической обработки (перегрев, отсутствие отпуска и др.), наводороживание, местную пластическую деформацию, воздействие жидких сред, в том числе коррозионно-нейтральных, наличие хрупких слоев на поверхности, а также неоднородность поля напряжений (перекос, внецентренность и др.) и т. д. Общим для всех этих состояний и условий является понижение пластической энергоемкости тела в целом (образца). При переходе к испытаниям тех же материалов, но в условиях или состояниях, способствующих равномерному распределению деформации по объему во времени, склонность материала к замедленному разрушению исчезает или уменьшается. Так, например, С. С. Шуракову [24] удалось наблюдать временную зависимость прочности при испытании образцов из стали ЗОХНЗА только в закаленном без отпуска состоянии (рис. 19.7). Я. М. Потак [17] установил временную зависимость прочности стали ЗОХГСА в закаленном без отпуска состоянии при осевом растяжении только у надрезанного образца на гладком образце из стали в том же состоянии склонность к замедленному разрушению не проявилась. Удалось воспроизвести замедленное разрушение на образцах из стали ЗОХГСА в структурностабильном состоянии, после закалки и отпуска при 510° С, но в условиях резкой исходной неоднородности поля напряжений. Образцы имели острые кольцевые надрезы, в вершине надрезов были созданы предварительным нагружением трещины, испытание проводили путем растяжения с перекосом на податливых испытательных машинах. [c.151]

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]

Наиболее вероятно хрупкость вызывается давлением молекулярного водорода, выделяющегося в порах, трещинах и в др. несплошностях металла, а также в зоне концентрации дефектов строения, особенно в процессе пластического деформирования. Предполагается, что охрупчивающее действие водорода связано с диффузией его к очагам будущего разрушения или к фронту растущей трещины в зонах растягивающих напряжений, если скорость деформации меньше скорости диффузии водорода. Именно с влиянием водорода связано появление склонности к так называемому замедленному разрушению. [c.154]

Фиг. 207. Зависимость напряжения от времени разрушеия для нескольких сортов конструкционной стали с одинаковым сопротивлением ползучести и разным сопротивлением замедленному разрушению, по Ту му и Рихарду [50] а сталь (С = 0,11% Сг = 0,72% N1 = 1,53% Мо = 0,88%) склонна к бездеформационному разрушению при длительном нагружении в области высоких температур 6 — сталь (С = 0,3% Сг = = 1,6% Мо = 1,28% V = 0,10%) обладает умеренной склонностью к хрупкости в—сталь (Сг = 19%, Мо = 1%), характеризуется большой способностью пластического деформирования при медленном растяжении в области высоких температур.

Замедленное разрушение включает в себя зарождение трещин, их постепеппое развитие, связанное с квази-вязким п пластическим течением металла при средних напряжениях, меньших кратковременной прочности, и лавинообразное, практически мгновенное распространение трещины, приводящее к разрушению образца или изделия. С увеличением приложенных напряжений у.меньша-ются длительность инкубационного периода н стадия постепенного роста трещины и ускоряется переход к катастрофическому, внезапному разрушению. Разрушающие напряжения с увеличением длительности действия нагрузки понижаются, стремясь к некоторому пороговому значению [c.179]

В титановых сплавах замедленное разрущение осложняется крипом, который происходит прн необычно низких температурах. Прп комнатной температуре может произойти заметная пластическая деформация, обусловленная крипом, и привести к узкому интервалу замедленного разрушения в ненадрезанных образцах независимо от того, есть в них водород или нет. Замедленное разрущение, обусловленное водородом, можно отделить от явлений, связанных с крипом, замеряя электросопротивление в процессе нагружения и корректируя его с учетом изменения сечения образца при крипе. [c.440]

ХблбДнЫх трещин определяется, с одной стороны, сопротивляемостью металла замедленному разрушению, и, с другой —напряженным состоянием в сварном соединении. При этом принципиально важно учитывать, во-первых, влияние различных факторов на изменение условий локальной пластической деформации по границам зерен и, во-вторых, их влияние на стойкость участков сварного соединения развитию холодных трещин. [c.251]

Склонность к ХТ наблюдается при сварке некоторых высоколегированных термоупрочняемых алюминиевых сплавов систем А1 - Мп - Zn и А1 - 2п - М - Си. Природа и механизм образования трещин еще недостаточно исследованы. Их возникновение связывают с выделением хрупких интерметаллидных фаз в процессе старения при охлаждении во время сварки и в послесварочный период. В результате дисперсионного твердения имеет место относительное упрочнение тела зерна по отношению к приграничным зонам. В ходе релаксации сварочных напряжений происходят локальное накопление пластических деформаций на границах зерен, их перенапряжение и замедленное разрушение. [c.68]

Механизм замедленного разрушения поясняет схема Зинера (рис. 189). Вследствие упруго-пластического скольж ия зерен по границам, ориентированным в направлении нормальных напряжений а, под действием последних происходит релаксация касательных напряжений т и накопление нормальных напряжений на поперечных границах. Мартенситное превращение (как и понижение температур) исключает раз- Рис. 189. Схема Зинера. витие упруго-пластических деформаций в [c.325]

Кинетика и механизмы замедленного разрушения сплавов титана были изучены авторами [5, 56] по методике ИМЕТ-4 [1]. Плоские образцы длиной 100 мм, шириной 20 мм и толщиной 2—3 мм с двусторонним надрезом на глубину 8,5 мм и радиусом в вершинах 1 мм из основного металла или со сварными точками подвергали воздействию постоянной растягивающей нагрузки при комнатной температуре с измерением пластической деформации в процессе выдержки до разрушения. Для исследований процесса замедленного разрушения металла в околошовной зоне образцы проплавляли (при помощи аргонодуговой горелки с вольфрамовым электродом) с каждой стороны надреза так, чтобы околошовная зона располагалась в месте надреза. После этого образцы сразу устанавливали в сгойки машины и нагружали [c.38]

С уменьшением скорости охлаждения в указанных пределах Стрт.п резко падает (на 11—12 кГ мм ), а время /р понижается только на 15 мин. Уже при охлаждении со скоростью 80 град сек металл околошовной зоны теряет способность к пластической деформации (г 3р и а 3к равны нулю). Понижение сопротивляемости замедленному разрушению, по-видимому, обусловлено, двумя причинами грубыми выделениями гидридов и ростом зерна. Это подтверждает целесообразность сварки титановых сплавов, претерпевающих гидридное превращение, по возможности на более жестких режимах. [c.44]

Помимо перечисленных, так называемых внешних факторов, существует большое число факторов, отражающих реакцию материала на возникшие состояния и протекающие процессы, т. е. то, что принято называть свойствами материалов в широком смысле этого понятия. Свойства материалов и элементов конструкции, в которых они физически воплощены, крайне многообразны а) упругость, характеризуемая модулем упругости Е, и пластическая деформируемость, описываемая диаграммой о = / (е) б) прочность, выражаемая при однократном нагружении пределом текучести, временным сопротивлением, истинным разрушающим напряжением в) пластичность в виде относительного удлинения и поперечного сужения г) упрочняемость материала и пластическая неустойчивость при растяжении д) упругая неустойчивость при сжатии е) сопротивляемость накоплению усталостных повреждений, в том числе у острия трещины ж) прочность при повторных пластических нагружениях з) сопротивление ползучести и) длительная прочность и пластичность при высоких температурах к) старение металла под воздействием деформации, температуры, времеии л) сопротивление началу разрушения в присутствии концентраторов — надрезов, трещин м) сопротивление быстрому динамическому распространению трещин н) стойкость против общей межкристаллитной коррозии, а также против коррозионного растрескивания о) сопротивление замедленным разрушениям п) хладостойкость и др. [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...