Вязкость разрушения ударная

Когда изделие, которое можно представить в виде компактного образца для изучения ударной вязкости, подвергается действию растягивающих напряжений, может произойти хрупкое разрушение его в случае, если интенсивность напряжений достигает определенной величины, характерной для данного материала, а поверхность разрушения будет достаточно плоской. Интенсивность напряжений, при которой происходит разрущение образца, определяется напряжением а, приходящимся на единицу площади, и длиной трещины а, выражается в единицах fMH/M /2] и известна под названием вязкости разрушения К с)- Если уменьшить размеры образца или увеличить температуру его, материал образца будет переходить в состояние текучести, начиная от конца трещины, до того как произойдет его хрупкое разрушение, и на другой стороне появятся резко выраженные полосы сдвига. Для изучения вязкости разрушения ударно-вязких высококачественных сталей используют очень крупные образцы, но их довольно трудно получить и создать в них напряжения, достаточные для того, чтобы перенести полученные результаты на узлы реальных размеров, например, роторы турбин, сосуды высокого давления или паровой цилиндр. Некоторое приближение может быть сделано при нагружении образцов, маленьких для хрупкого разрушения, но достаточных для измерения скорости распространения трещины. Поэтому во многих случаях результаты испытаний на вязкость разрушения могут быть экстраполированы, но так как для большинства рассчитанных размеров трещин разрушение будет носить хрупкий характер, они могут быть использованы для оценки с достаточной степенью точности. [c.44]

Конвейерные ленты приводятся в движение за счет трения между поверхностью ленты и поддерживающими роликами. Помимо высокого коэффициента трения такие ленты должны обладать высокой вязкостью разрушения, ударной и абразивной износостойкостью поверхности, особенно важной для работы в горнодобывающей промышленности. Конструкция конвейерной ленты показана на рис. 10.13. Основа полиамидной ткани воспринимает натяжение и обеспечивает прочность всей ленты, а уток предотвращает смещение и разделение слоев. Наружный слой из хлопчатобумажной ткани предохраняет ленту от повреждений и обеспечивает прочное сцепление с наружным покрытием. Лента пропитывается обычно ПВХ, а при необходимости защиты от минеральных масел на нее наносится дополнительное покрытие из нитрильного каучука. [c.403]

Надежностью называют способность материала противостоять хрупкому разрушению. Важными критериями надежности являются пластичность (относительное удлинение - 5, относительное сужение - i), вязкость разрушения ударная вязкость (/w U, КСУ, А СТ), хладноломкость. [c.53]

Определение надежности (испытание на удар). Для установления степени надежности материала необходимо определение сопротивления разрушению вязкому (Ор), хрупкому (Гв —7 н или Т ц) или вязкости разрушения (Ki ). Об определении Ki коротко говорилось ранее, об определении сопротивления разрушению при ударных испытаниях, получивших в особенности за последнее время широкое расиространение, скажем немного подробнее. Практически оказалось удобнее разрушать образец ударом при еш изгибе и фиксировать место разрушения надрезом). [c.80]

Для некоторых групп материалов установлены корреляционные связи между значениями вязкости разрушения при плоской деформации Kt и удельной работы образца с трещиной КСТ при ударном и статическом изгибе [5, 21]. [c.83]

Выточка, влияние на напряжение 695 Вязкость разрушения 714 -- ударная 714—716 [c.770]

Кристаллизация под высоким механическим давлением способствует очищению границ зерен стали от неметаллических включений, повышению однородности структуры, что препятствует хрупкому разрушению. Ударная вязкость прессованной при кристаллизации стали 45Л выше, чем у литой в обычных условиях во всем диапазоне температур от - -20 до —80° С. Следовательно, давление при кристаллизации способствует сдвигу критической температуры хладноломкости в область низких температур. [c.135]

При оценке энергетических затрат, связанных непосредственно с развитием трещин, используется вязкость разрушения [28-30]. Пластические свойства материала обычно характеризуют температурной зависимостью ударной вязкости от температуры, определяемой при трехточечном изгибе образца с трещиной [31]. Независимое от изменения температуры (автомодельное) поведение материала соответствует I и П1 областям анализируемой диаграммы (рис. 2.1). [c.82]

Температурная зависимость вязкости разрушения аналогична зависимости ударной вязкости материала от температуры (рис. 2.1). В области вязкого разрушения в определенном интервале температур имеет место сохранение неизменной величины вязкости разрушения при возрастании температуры [93]. [c.113]

Надрез с окончанием в виде усталостной трещины считается наилучшим как для оценки работы разрушения при ударном изгибе, гак и для измерения вязкости разрушения Ко я и особенно Кю и Gio. [c.137]

Для оценки сопротивления конструкционных материалов распространению трещины разработаны разнообразные методики [3, 37]. Наиболее употребительными из них являются испытание на ударную вязкость (по Шарпи) и определение коэффициента интенсивности напряжений Кс или интенсивности выделения энергии при разрушении G . С тем чтобы полнее охарактеризовать значение данных по вязкости разрушения и обеспечить лучшее их понимание, ниже кратко описаны соответствующие испытания и разъяснены факторы, влияющие на вязкость. [c.267]

При ударном испытании по Шарпи определяют энергию, необходимую для разрушения путем изгиба образца с надрезом. Удар по образцу производят при помощи маятника с известной кинетической энергией, а величина энергии, затраченной маятником, может служить относительной характеристикой вязкости разрушения материала. Хотя на величину энергии маятника и геометрию образца разработаны стандарты, при испытании композитов они [c.267]

Вязкость разрушения представляет собой инженерный термин, который характеризует сопротивление материала развитию трещины и разрушению (обычно при ударном приложении нагрузки). [c.12]

Для оценки вязкости разрушения, кроме ударных испытаний образцов Шарпи, использованы четыре других метода. Два из них динамические определение температуры нулевой пластичности (ТНП) методом падающего груза и динамические испытания на разрыв. Эти методы являются развитием динамических испытаний по Шарпи они относительно дешевы и несложны в интерпретации. Определение ТНП часто оговаривается в стандартах и является [c.208]

Термообработка по режиму 1 позволяет получить высокую ударную вязкость при температуре жидкого азота (77 К). При обработке по режиму 2 сплав имеет высокую ударную вязкость вплоть до 6 К. Термообработка по режиму 3 также обеспечивает очень высокую ударную вязкость при 6 К, однако без промежуточной холодной деформации. После термообработки по режиму 4 сплав имеет очень мелкозернистую структуру (<1 мкм), при которой обладает очень высокой пластичностью при испытаниях на вязкость разрушения при 77 К. [c.347]

Изучение влияния низких температур на прочностные и деформационные характеристики металлов представляет значительный интерес в связи с исследованием проблемы хрупкости. Склонность материала к хрупкому разрушению в настоящее время оценивается величиной ударной вязкости, определяемой энергией разрушения призматического образца с надрезом, или величиной критического коэффициента вязкости разрушения, определяемой по диаграмме растяжения образца с трещиной. Обе характеристики являются интегральными характеристиками материала и отражают совместное влияние скорости деформации, температуры, напряженного состояния и распределения деформаций по объему материала. Испытания на растяжение обеспечивают возможность изучения раздельного влияния скорости и температуры. [c.129]

Можно отметить малую зависимость работы разрушения от величины зерна при температурах ниже критической температуры хрупкости. При полностью вязком характере разрушения ударная вязкость также мало зависит от величины зерна. Таким образом основной эффект измельчения зерна состоит в,,смещении критической температуры хрупкости. [c.16]

Рис. 2. Температурные зависимости интегральной работы разрушения (ударной вязкости) и работы развития трещин металла зон сварного шва, примыкающих к рулонированной (а) и монолитной (б) части кольцевой пробы (--интегральная работа разрушения на образец первого типа -----— работа

Результаты определения величин удельной интегральной работы разрушения (ударной вязкости) металла зон, относящихся к рулонной части кольцевой пробы (рис. 2, а), свидетельствуют о том, что суммарное сопротивление разрушению этих зон в исследованном температурном интервале достаточно велико. [c.368]

Механические свойства металла относятся к числу основных его служебных свойств и определяются главным образом испытаниями его на разрушение, ударную вязкость, твердость, усталость, ползучесть. [c.89]

Ударная вязкость является наиболее распространенной механической характеристикой, которая используется для оценки склонности материалов if хрупкому разрушению. Ударная вязкость зависит от уровня пластических и прочностных свойств металла, а также от состояния его микроструктуры. Для косвенной оценки уровня ударной вязкости используют такие характеристики металла, как г ], б, i p> [c.351]

Рис. 109. Влияние величины зерна аустенита dA на ударную вязкость КСи н вязкость разрушения К1С ста-

Конструкционные машиностроительные стали и сплавы общего кмл. Основным потребительским требованием к конструкционным машиностроительным сталям и сплавам общего назначения является наличие определенного комплекса механических свойств с их заданным распределением по сечению изделия. Комплекс механических свойств, если не предъявляются какие-либо специальные требования, включает характеристики прочности, пластичности, удельной работы деформации и разрушения (ударной вязкости). [c.171]

По современным представлениям, размер зерна является одной из основных характеристик, определяющих склонность металла к охрупчиванию и сопротивление распространению трещины. Чем мельче зерно, тем ниже критическая температура перехода в хрупкое состояние (порог хладноломкости) и вьппе работа развития трещины. Например, для среднеуглеродистой легированной стали измельчение зерна с 25 до 2-5 мкм одновременно приводит к повышению предела текучести в 1,3 раза, ударной вязкости в 1,8 раза, вязкости разрушения К с более чем в 1,3 раза при снижении Т р более чем на 100°С [ 146]. Таким образом, размер зерна во многом определяет конструкционную прочность стали. [c.115]

Таким образом, при анализе процессов упрочнения и разрушения необходимо выделять пороговые субструктуры. Так, например, создание ячеистой структуры, вызывающее повышение предела текучести без значительного снижения вязкости разрушения, снижение порога хладноломкости, повышение ударной вязкости, предпочтительно при разработке методов упрочнения материалов. С другой стороны, существование после тех или иных обработок фрагментированных структур указывает на наличие дефектов, снижающих работоспособность материалов. [c.101]

Минимальный размер зоны пластической деформации г (нижняя граница разрушения отрывом, реализуемая при ударном нагружении) определяет детерминированный уровень динамической вязкости разрушения, отвечающий точке бифуркации [c.200]

Требования к полимерным матрицам, представленные в табл. 11.2, можно разделить на три фуппы 1) прочность, жесткость, теплостойкость 2) пластичность, вязкость разрушения, ударная вязкость, 3) пере-рабатываемость, технологичность связующего. При модификации материала матрицы, изменении условий, химической структуры, степени химической сшивки с улучшением свойств одной группы, автоматически ухудшаются другие. [c.135]

Основные недостатки современных углепластиков с эпоксидной матрицей связываются с пониженными вязкостью разрушения, ударной стойкостью и температурой использования. Новые разработки и исследования направлены на улучшение указанных характеристик и, в первую очередь, на Повышение теплостойкости и вязкости разрушения. Углепластики на основе бисмалеидов и полиимидов дешевы и широко применяются в промышленности. По сравнению с эпоксидными полимерами они имеют более высокую теплостойкость и ударную прочность, легко перерабатываются и представляются весьма перспективными при использовании КМ на их основе в силовых конструкциях. [c.369]

В композитахс металлическойматри-цей сочетаются достоинства конструкционных металлических материалов с достоинствами композитов вообгце. Для них характерны высокие значения прочностных характеристик, модулей упругости, вязкости разрушения, ударной вязкости эти материалы сохраняют стабильность своих характеристик в более широких температурных интервалах, чем материалы с полимерными матрицами они обладают также высокой тепло- и электропроводностью, малой чувствительностью к тепловым ударам и поверхностным дефектам. Им свойственны воспроизводимость характеристик, обусловленная этим же качеством конструкционных металлических материалов, в сочетании с высокой технологичностью, а также высокие значения временного сопротивления при растяжении в направлении, нормальном к оси волокон (02), прочности при сдвиге Т12). Последние из перечисленных достоинств позволяют в большинстве случаев применять наиболее простую одноосную схему армирования гораздо менее распространены схемы послойно-перекрестного (ортогонального или более сложного характера плоского армирования) расположения волокон. [c.82]

Частицы карбидов в структуре троостита или сорбита отпуска в отличие от троостита и сорбита, полученных в результате распада переохлажденного аустенита, имеют зернистое, а не пластинчатое строение. Образование зернистых структур улучшает многие свойства стали, особенно пластичность и вязкость, а главное—сопротивление разруи1ению. При одинаковой твердости и временном сопротивлении сталь с зернистой структурой имеет более высокие значения предела текучести, относительного сужения и ударной вязкости, а также параметров вязкости разрушения, [c.187]

Простейшие слоистые материалы состоят из связанных гомогенных изотропных пластин. При изготовлении этих материалов слабые плоскости можно располагать благоприятным образом — так, чтобы обеспечить высокую вязкость разрушения композита. Рассмотрим идеализированный слоистый материал, изображенный на рис. 25. Поле напряжений перед трещиной задается уравнением (2). На небольшом расстоянии перед вершиной трещины развиваются поперечные растягивающие напряжения 0 . Они, в сочетании со сдвиговыми напряжениями Хху (возникающими при любых зиачениях угла 0, кроме 0=0°), могут вызвать межслоевое разрушение. Маккартни и др. [24] изучали сопротивление развитию трещины слоистого материала из высокопрочной стали (203 кГ/мм ) для случаев низкой, средней и высокой прочности связи. Связь низкой прочности (3,5—7,0 кГ/мм ) обеспечивали с помощью эпоксидных смол, а также оловянного и свинцово-оловянного припоя, связь средней прочности (38—60 кГ/мм )—с помощью серебряного припоя, а высокопрочную связь (140 кГ/мм ) — путем диффузионной сварки слоев. Во всех случаях при испытании на ударную вязкость по Шарпи образцы разрушались лишь до первой плоскости соединения слоев. Остальная часть образца сильно деформировалась и расслаивалась по той же поверхности раздела, но не разрушалась. Сходные результаты получил и Эмбе-ри с сотр. [9]. Если прочность связи уступает прочности листов, то происходит торможение трещины. Ляйхтер [23], однако, установил, что охрупчивающая фаза, возникающая при использовании некоторых твердых припоев, может существенно снизить вязкость разрушения. [c.296]

Контроль за разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах может быть необходим для изделий специального назначения, которые должны обладать высокой вязкостью разрушения или для которых напряжения в волокнах являются в основном растягивающими. Ткань из Е-стекла, обработанная шлихтующим составом, использовалась для изготовления брони с высокой ударной прочностью [2]. При изготовлении сферических баллонов высокого давления для сжатого воздуха, устанавливаемых на самолетах, применялась в основном стеклянная ровница, обработанная замасливателем, который ухудшал прочность связи стекловолокна со смолой [17]. Для большинства применяемых композитов требуется сочетание хорошей адгезионной прочности и ударной вязкости. Силановые аппреты в значительной степени способствуют такому сочетанию свойств. [c.36]

Определение ударной вязкости белых чугунов не дает надежной информации об их работоспособности при абразивном износе в со- четании с ударами. Более рациональны испытания на многократный удар, а также оценка вязкости разрушения при плоской деформации. [c.52]

Ударные испытания образцов е надрезом (U или V-образным), проводимые на маятниковых и ротационных коирах, позволяют устанавливать работу разрушения (ударную вязкость), приходящуюся на единицу поверхности (по минимальному сечению образца). Ударная вязкость зависит от прочности и пластичности материала при разруишнин и в значительной степени характеризует его склонность к переходу в хрупкое состояние (при снижении температуры, увеличении остроты надреза и скорости приложения нагрузки). Оснащение копров аппаратурой для регистрации усилий, перемещений, скоростей продвижения трещин позволяет определять количественные значения характеристик прочности и пластичности, кото-)ые уже могут являться расчетными. <роме того, получены определенные корреляционные связи между ударной вязкостью и энергетическими характеристиками механики разрушения Glr и J 1с- [c.28]

Таким образом, оптимальный комплекс механических свойств стали 14Х2ГМР обеспечивается в результате ВТМО (закалки с прокатного Нагрева) и отпуска при 650—680° С. ВТМО существенно повышает сопротивление высокопрочной строительной стали хрупкому и усталостному разрушению. При этом увеличивается конструктивная прочность стали зй счет создания устой-, чивой субструктуры по типу п олигонизации. ВТМО существенно повышает ударную вязкость высокопрочной стали, работу распространения трещин, вязкость разрушения, усталостную прочность и резко снижает порог хладноломкости. [c.22]

Сернистые включения снижают ударную вязкость (K U) и пластичность (б, ф) в поперечном направлении вытяжки при прокатке и ковке, а также предел выносливости. Работа зарождения трещины не зависит от содержания серы, а работа развития вязкой трещины КСТ и вязкость разрушения Ки с увеличением содержания серы снижаются. В низкоуглеродных сталях при содержании серы более >0,01 % порог хладноломкости ijo снижается ( сульфидный парадокс ). Сера ухудшает свариваемость и коррозионную стойкость. Содержание серы в ста.яи строго ограничивается в зависимости от качества стали оно не должно превышать 0,035—0,06 %. [c.133]

Недостатки термореактивных связующих хрупкость, низкие вязкость разрушения и ударная прочность (усугубляются для высокотеплостойких матриц) невозможность вторичной переработки длите тьное время отверждения из-за необходимости проведения экзотермической хи ш-ческой реакции в мягком режиме ограниченное время жизни препрега (по-лу фабрикат полимерного композита) значительная химическая усадка. [c.136]

Значительно влияет на свойства стали Н18К9М5Т и режим старения. Длительное (до 40—50 ч) старение при 425—450 °С обеспечивает более высокие прочностные свойства стали, чем старение при 480—500 °С при практически одинаковых показателях пластичности. С помощью комбинированного старения (500 °С, 3 ч + 425 °С), сократив время выдержки вдвое, можно получить ту же прочность стали, что и при длительном низкотемпературном старении. Отличительной особенностью стали Н18К9М5Т является то, что пластичность, вязкость разрушения, работа ударного изгиба образцов с трещиной изменяются при возрастании упрочнения практически независимо от режима старения. [c.36]

Прочность при динамических нафуз-ках определяют по данным испытаний на ударную вязкость (разрушение ударом стандартного образца на копре), на усталостную прочность (определение способности материала выдерживать, не разрушаясь, большое число повторно-переменных нафузок), на ползучесть (определение способности нафетого материала медленно и непрерывно деформироваться при постоянных нафузках). Наиболее часто применяют испытания на ударную вязкость (рис. 1.7) [c.12]

Наименее прочным участком сварных соединений высокохромистых сталей является, как правило, участок высокого отпуска и межкритического интервала, по которому обычно и проходят разрушения при испытаниях на растяжение образцов с поперечным швом. Участки околошовной зоны и шва в исходном состоянии после сварки имеют высокую твердость при низких значениях пластичности и особенно вязкости. Так, ударная вязкость околошовной зоны стали марки 1X13 с содержанием углерода 0,1% составляет лишь 2 Ka -Ml M -, с повышением содержания углерода в стали до 0,2% она снижается до 0,5 кгс-м см . При очень низком содержании углерода, как например, в стали 0X13, ударная вязкость околошовной зоны также весьма низка, но уже не из-за образования закаленных структур, а из-за роста в ней ферритных зерен. [c.205]

Ключевой вопрос, который постоянно обсуждается в работах, посвященных определению фрактальной размерности поверхности изломов металлов, - это установление взаимосвязи между характеристиками энергоемкости материала (ЛГ,, Ki и пр.) и измеренной тем или иным способом фрактальной размерностью [54-56, 58, 61-63, 70-73, 79]. В работах [55, 61] установлены отрицательные зависимости между ударной вязкостью исследуемых материалов и фрактальной размерностью поверхности изломов Df. Однако в [58, 71-73] показано, что корреляции между различными характеристиками вязкости разрушения (К,/,, Ki , Kq) и Df положительны. Более того, в [62, 70] указывается на отсутствие подобных однозначных корреляций. Столь противоречивые результаты вызвали дискуссию о правомерности применения МОС, ФАП и МВС к исследованию свойств самоподобия поверхности разрушения [62, 65]. Были предприняты также попытки вьшолнить теоретический и численный анализ указанных корреляционных зависимостей [63, 65, 84, 85]. [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...