Чувствительность к острому надрезу

Геометрические параметры надреза. Влияние геометрических параметров надреза — радиуса закругления и глубины зависит от состояния материала, а также от способа нагружения. Так, например, у сталей после высокого отпуска при Ов порядка 100—120 кгс/мм свойства надрезанного образца сравнительно мало зависят от радиуса закругления в вершине надреза вплоть до Гн = 0,1 мм и менее. В то же время для сталей с прочностью Ов= 170 -ь 180 кгс/мм обычно наблюдается весьма значительная чувствительность к острым надрезам, при наличии которых хрупкие состояния выявляются значительно более резко, чем при наличии плавных надрезов. Поэтому при механических испытаниях наблюдается стремление к увеличению остроты надреза [c.112]

ИСПЫТАНИЯ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ОСТРОМУ НАДРЕЗУ И НА РАЗВИТИЕ ТРЕЩИНЫ [c.115]

Имеется ряд способов испытания стали и сварных соединений на чувствительность к острому надрезу и на сопротивление развитию трещин, выполняемых как при низких, так и при нормальной температурах. При оценке указанных качеств необходимо проверять сталь в исходном состоянии, в зоне термического влияния и в наплавленном металле. [c.115]

Число интенсивности теплоотвода 127 Чувствительность к острому надрезу, испытание 115—118 [c.781]

Повысить предел прочности до 220 кгс/мм не сложно и без ВТМО, увеличив содержание углерода в стали и проводя обычную закалку с низким отпуском. Но после обычной термообработки такая сталь будет характеризоваться очень высокой склонностью к хрупкому разрушению, большой чувствительностью к острым надрезам на поверхности изделий. Усталостные трещины в такой стали будут быстро распространяться из-за локализации напряжений у вершины трещины и приводить к внезапному хрупкому разрушению при напряжениях меньше предела текучести. Сталь с высокими значениями пределов прочности и текучести, но низкой сопротивляемостью распространению трещины невозможно использовать в высоконагруженных конструкциях. [c.391]

Испытания на чувствительность к острому надрезу Ц7 [c.117]

Испытания на чувствительность к острому надрезу и на развитие трещин [c.117]

Образовавшаяся трещина в одних случаях может существовать, не развиваясь дальше илн развиваясь очень медленно, в других — она распространяется почти со скоростью звука (в охрупченных сталях). Для надежной эксплуатации сварных конструкций важно, чтобы металл шва и металл конструкции были не чувствительны к острым надрезам и хорошо сопротивлялись развитию трещины. [c.117]

Серый чугун является самым дешевым из литейных материалов. Механические свойства чугуна зависят от величины зерна металла, от размера и характера распределения включений графита, а также от соотношения между общим, связанным и свободным углеродом (графитом). В обычном сером чугуне графит кристаллизуется в виде пластинок. Эти пластинки в чугуне расчленяют основную металлическую массу и действуют как внутренние трещины. По этой причине серый чугун с пластинчатым графитом обладает низкой прочностью и лишен пластичности. Однако наличие графита в чугуне придает ему меньшую чувствительность к внешним надрезам. Вследствие этого в чугунной отливке острые углы, резкие переходы, неметаллические включения, небольшие газовые раковины и поры лишь в очень малой степени понижают ее конструкционную прочность. [c.132]

Основными достоинствами мартенситно-стареющих сталей являются способность упрочняться старением практически без поводки значительно меньшая чувствительность, чем у среднелегированных высокопрочных сталей, к острым надрезам и трещинам работоспособность до 450 °С и хорошая свариваемость, в том числе и в упрочненном состоянии. [c.331]

Несмотря на удовлетворительную ударную вязкость и пластичность, детали из высокопрочных сталей иногда склонны к хрупким преждевременным разрушениям. При этом почти всегда констатируется, что такие разрушения не имеют прямой связи с общепринятыми механическими свойствами они большей частью не связаны также с температурой хладноломкости, так как почти все качественные высокопрочные стали обнаруживают малое изменение значений ударной вязкости до —60 —70°С. По-видимому, более важной характеристикой для оценки работоспособности высокопрочных сталей является чувствительность их к острым надрезам и трещине, хотя нельзя еще утверждать, что такой способ оценки является всеобъемлющим. [c.7]

Образцы с насаженными втулками значительно чувствительнее к масштабному эффекту по сравнению с гладкими образцами или образцами с острыми надрезами. Масштабная зависимость усталостной прочности образцов с насаженными деталями на базе 10 циклов описывается следующей формулой [c.30]

В графиках фиг. 8—42 даны теоретические коэффициенты концентрации, полученные исходя из допущений теории упругости. Применяемое при этом допущение о бесконечно малых размерах частиц материала, из которого выполнена деталь, приводит к ошибкам в случае малой абсолютной величины радиуса закругления по дну концентратора (острый надрез), соизмеримой с размерами частиц реального материала. Поэтому при малой абсолютной величине радиуса по дну концентратора (при коэффициентах концентрации, больших 3—4) следует [5] учитывать а) структуру материала, определяющую чувствительность материала к концентрации напряжений б) наличие значительной относительной деформации в зоне концентрации. [c.448]

Если уменьшение упрочнения происходит медленно, считают, что материал имеет слабую чувствительность к надрезу. Если пластичность образцов с надрезом уменьшается, но даже у образцов с острым надрезом разупрочнение незначительно, считают, что материал имеет среднюю чувствительность к надрезу. Если уменьшение упрочнения происходит в сильной степени, легко [c.154]

Анализ причин хрупких разрушений показывает, что трещины обычно начинаются от надрезов, являющихся концентраторами напряжений. Надрезом является любое нарушение непрерывности металла. К надрезам относятся дефекты сварных соединений (пористость, непровар, пустоты по сечению шва), поверхностные царапины, неметаллические включения, газовые раковины. В месте надреза пластическая деформация стеснена, что приводит к увеличению сопротивления пластической деформации, т, е. к росту Чем острее и глубже надрез, тем больше стеснена пластическая деформация, тем выше а . Под влиянием надрезов металл разрушается хрупко при более высокой температуре (табл. 13.3). Чувствительность к концентрации напряжений является важной характеристикой надежности материала, по которой более прочный металл чаще уступает менее прочному. [c.604]

Чувствительность стали к надрезу возрастает с увеличением прочности стали. Наибольшее возрастание коэффициента чувствительности к надрезу по абсолютной величине получается при наличии мягких надрезов и малом коэффициенте концентрации напряжений, тогда как наибольшее возрастание по относительной величине происходит при наличии острых надрезов и большом коэффициенте концентрации напряжений. С увеличением радиуса дна надреза чувствительность к надрезу возрастает, причем в области малых радиусов это возрастание происходит особенно интенсивно. [c.123]

Если учесть растущее применение высокопрочных материалов, чувствительных даже к малым трещинам, станет ясной необходимость проведения испытаний в условиях начавшегося разрушения, т. е. образцов с трещиной. Если при испытании таких образцов вследствие большой локальной пластичности происходит притупление трещины в процессе пластической деформации, результаты, получаемые на образцах с острым надрезом и с трещиной, могут оказаться близкими. При переходе же к высокопрочным материалам, обладающим пониженной локальной пластичностью, выявляется существенно большая чувствительность испытаний образцов с трещиной по сравнению с испытанием образцов даже с весьма острым надрезом. [c.94]

Сплавы титана не чувствительны к воздействию коррозионных сред в условиях переменных нагрузок. Пассивность титана обусловлена наличием на его поверхности защитной окисной пленки, не имеющей пор. Существует мнение, что в окисных пленках возникают остаточные напряжения сжатия. По некоторым данным, в растворах хлоридов при наличии острого концентратора типа трещины или острого надреза невосприимчивость титановых сплавов к воздействию среды исчезает. Долговечность образцов с трещиной в морской воде ниже долговечности на воздухе. [c.159]

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]

Влияние скорости нагружения иа чувствительность к концентрации напряжений различно для различных материалов. Большинство пластичных металлов обладает свойством упрочняться при увеличении скорости нагружения, даже при наличии такого острого надреза, каким является трещина, это наблюдается и у материалов, чувствительных к трещине. [c.135]

Почти у всех реальных материалов О < <7 < 1. У конструкционных сталей обычно 0,6 0,8 у крупнозернистых сталей <7 = 0,1 0,2. Коэффициент чувствительности к надрезу зависит от формы образца и заметно уменьшается при переходе к образцам с острым надрезом, хотя слабо зависит от диаметра образца и от радиуса пологих надрезов (рис. 21.10). Причина зависимости д от радиуса острых надрезов заключается в более [c.187]

Так как детали машин, как правило, работают в условиях концентрации напряжений в местах галтелей, выточек, резьбы и т. д., то и в лабораторной практике необходимо предусматривать испытания, которые определили бы сопротивление исследуемогО металла концентрации напряжений. Для этого подвергают испыта- чию образцы с надрезом (рис. 246). На рис. 247 приведены в полулогарифмических координатах данные, показывающие влияние острого надреза на величину предела усталости стали при разных температурах. Надрез снижает предел усталости в среднем в два раза. Однако для больщинства сталей чувствительность к концентрации напряжения с повышением температуры уменьшается. Детальное исследование этого вопроса было проведено С. В. Серенсеном [108] на низколегированной стали испытуемые образцы имели сопряжения типа буртов, шлиц и поперечных отверстий коэффициенты концентрации напряжений в этих образцах составляли от 1,64 до 2,22. Испытания показали снижение коэффициентов концентрации напряжений при температуре 600° по сравнению с нормальной температурой на 10—15 /о. У многих высокожаропрочных сплавов наблюдается вообще малая чувствительность к концентрации напряжения при высоких температурах. [c.282]

За послеХние годы достигнуты серьезные успехи в разработке и осйоении высокопрочных мартенситностареющих сталей, упрочняемых путем нагрева до 450—550° С. Основными достоинствами этих сталей являются способность упрочняться старением практически без поводки, значительно меньшая чувствительность, чем у среднелегированных высокопрочных сталей, к острым надрезам и трещинам, работоспособность до 450° С и хорошая свариваемость, в том числе и в упрочненном состоянии. [c.225]

Прн оценке чувствительности материала к концентрации напряжений важно получить острый надрез без существенного изменения свойств материала. Этого достигают с пoмoш lЮ абразивного материала, нанесенного на вольфрамовую нить соответствующего диаметра. При этом получают надрезы с радиусом закругления от [c.138]

В существующих определениях ударной вязкости и вязкости разрушения материала существует некоторая нечеткость. В общем случае при ударных нагрузках материалы разрушаются хрупко, т. е. с небольшими пластическими (неуиругими) деформациями до разрушения или при их полном отсутствии. Наиболее просто при высокоскоростных испытаниях, таких как ударные испытания по Шарпи или по Изоду, измеряется энергия маятника, затрачиваемая на разрушение, или общая площадь под кривой нагрузка — время, если испытательный прибор снабжен приспособлением для записи усилий в маятнике. Хорошо известно, что маятниковые методы дают результаты, очень чувствительные к форме и размерам образца и обычно трудно коррелируемые с поведением материала в реальных условиях. В принципе, эти методы являются первой попыткой измерения стойкости материала к росту трещины, а нанесение острого надреза в образце — попыткой исключения энергии инициирования трещин из общей энергии разрушения. Надрез в образце также обусловливает разрушение по наибольшему дефекту известных размеров и исключает влияние статистически распределенных дефектов в хрупком теле. Развитие механики разрушения поставило методы оценки вязкости разрушения хрупких тел на научную основу, однако ударные маятниковые методы все еще широко используются и при соблюдении определенных условий могут давать для композиционных и гомогенных материалов результаты, сравнимые с по- [c.124]

Ударная прочность образцов с надрезом всегда меньше, чем без надреза [172, 233, 235, 245]. Главная причина этого состоит в том, что надрез является концентратором напряжения. Наибольшая концентрация наблюдается в случае острых надрезов с малым радиусом кривизны у их вершины [см. уравнение (5.13)]. Однако есть и другие причины, по которым надрез уменьшает ударную прочность, причем у одних полимеров более резко, чем у других. В образце без надреза деформация развивается по всей длине, а в образцах с надрезом большая часть деформации развивается вблизи вершины надреза, так что материал в надрезе претерпевает чрезвычайно высокую скорость деформации по сравнению с образцом без надреза [1, 245]. При высоких скоростях деформации пластичный материал может разрушаться хрупко, и его ударная прочность понижается. Поэтому различие в ударной прочности между образцами с надрезом и без надреза обычно больше для пластичных, чем для хрупких материалов [246]. Еще один фактор, обусловливаюш,ий чувствительность материала к надрезу, связан с тем, что процесс разрушения состоит из зарождения и роста трещин. В образце с надрезом трещина уже создана, и количество энергии, поглощенной при разрушении, определяется только энергией роста трещин. В случае образцов без надреза энергия, затрачиваемая на инициирование трещины, складывается с энергией, затрачиваемой на рост трещины. [c.184]

Т. с. д, ж. не чувствительны к коицсптра-ции напряжений ирп растяжении при наличии острого надреза (а , = 4,5). При комнатной темп-ре о , 0,5 Oj,, С повышением темп-ры до 500 а , снижается примерно на 20%. Иа рис. приведена зависимость динамич. и статич. модулей упругости Т. с. д. ж. от темп-ры. Коэфф. Пуассона этих сплавов составляет 0,33—0,34. [c.328]

Наиболее простым и распространенным методом оценки хладноломкости является испытание стандартных образцов на удар на обычных маятниковых копрах. На рис. 17.26 [17.21] приведены результаты сериальных испытаний гладких образцов и образцов с надрезом. Точка I на рис. 17.27, а определяет (при испытании гладких образцов) начало перехода из вязкого состояния в хрупкое. При испытании образцов с надрезом (рис. 17.26, б) этот переход распределяется на значительно больший интервал температур. Как было впервые показано Н. Н. Давиденковым [17.22], снижение температуры испытания обрезает в первую очередь работу разрушения, т. е. эта величина является наиболее чувствительной к температуре испытания. Поэтому для лучшего выявления охруп-чивающего влияния низкой температуры следует испытывать образцы, у которых основную долю в обш,ей работе разрушения занимает развитие трещины Лр (см. выше), т. е. образцы с наиболее острый надрезом — тип 11 по ГОСТ 9454—78 или, если это позво- [c.295]

Влияние усталости на хрупкое разрушение изучалось на многих примерах (Век, 1953, 1956 гг. Нибберинг 1966, 1967 гг. Ходсон и Бойд, 1958 г.). Усталостные треш,ины, бесспорно, имеются в судах, но огромное большинство их обнаруживается при осмотре и устраняется при ремонте, прежде чем они становятся опасными. При тш,ательном изучении хрупких разрушений установлено, что лишь некоторые из них начинались от усталостных треш,ин. Однако циклическое изменение напряженно-деформированного состояния может облегчить возникновение хрупких разрушений, если другие условия вызывают их. В частности, вероятно, что циклические деформации в местах конструкции напряжений могут локально повредить материал (Майло-нас, 1959 г.) и, таким образом, облегчить возникновение хрупкого разрушения при низких номинальных напряжениях. Нибберинг (1966, 1967 гг.) показал, что фактор усталости необходимо учитывать при наличии острых надрезов (треш,ин), которые могут вызывать хрупкие разрушения в чувствительном к концентрации напряжений материале. [c.363]

Теплоустойчивые котельные стали перлитного класса чувствительны к воздушной закалке при различгных технологических операциях, овязаиных с нагревом, склонны к хрупкому разрушению при остром надрезе и к нестабильности свойств при эксплуатации энергоустановок. [c.116]

Тензодатчики характеризуются размерами базы, величиной номинального сопротивления и коэффициентом тензочувствительности, способом соединения с объектом, материалом и видом чувствительной части датчика, материалом подложки. По величине базы датчики делятся на датчики с нормальной (15—20 мм), средней (10—15 мм) и малой базой (от 0,5 до 5 мм). Малобаз-ные датчики применяются при решении задач, связанных с исследованием напряжений в условиях больших градиентов (трещина, острый надрез, зона контакта). Наиболее распространен приклеиваемый тип датчика, при этом используется тот же клей, которым проволока клеится к подлон ке (целлулоидный, карбинольный, бакелитовый, БФ-2, БФ-4 и другие клеи). Во многих отношениях удобен клей ЦИАКРИН-30, не требующий длительной выдержки для сушки. [c.176]

Что касается пластичности при растяжении надрезанных образцов, то она всегда оказывается сильно пониженной, прежде всего вследствие значительного уменьшения пластически деформированной зоны. Так, например, среднее сужение в надрезе для остро надрезанных образцов с радиусом закругления в вершине надреза 0,1 мм и глубиной надреза 1 мм на сторону у закаленной и отпущенной стали ЗОХГСА имеет величину порядка 8%, у стали 40ХН2МА 6—10% в зависимости от плавки и обработки, т. е. в 6—8 раз меньше, чем у гладких образцов из тех же сталей. У дюралюминия эта величина составляет 15%, у высокопрочных легких сплавов при Ов = 55 -4- 60 кгс/мм — примерно 8% [19]. Так как пластичность (сужение шейки) гладкого образца у легких сплавов около 25—35%, т. е. гораздо меньше, чем у сталей, то очевидно, что относительное уменьшение пластичности (деформационная чувствительность к надрезу) при переходе от гладких к надрезанным образцам у легких сплавов меньше, чем у сталей. [c.110]

Проба Багсара [105]. Это разновидность испытания на эксцентричное растяжение. Применяется для оценки качества судостроительных сталей. Образец для испытаний приведен на рис. 94. При испытании изменяют эксцентриситет нагружения и радиус основания надреза. Наиболее острый надрез получают вдавливанием ножа из твердого сплава в предварительно полученную прорезь. По величине разрушающей нагрузки и полной работе деформации оценивают чувствительность стали к надрезу. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...