Разрушение длительное статическое

Роль взаимодействия усталостного и длительного статического повреждения при малоцикловом нагружении с выдержками существенно зависит от температуры, С ее повышением быстрее убывает сопротивление длительному статическому разрушению,чем усталостному. В соответствии с этим, при таком нагружении с ро стом температуры происходит переход от преобладающей роли усталостного повреждения к длительному статическому, и только в некотором интервале температур их роль сопоставима. В качестве примера на рис. 7 приведена температурная зависимость разрушающего числа циклов при малоцикловом нагружении с частотой 18 циклов/мин для кобальтового сплава [8], чувствительного к тем-пературно-временным влияниям. На графике нанесены кривые, определяющие разрушение усталостное по уравнению типа (4) и разрушение длительное статическое по уравнению типа (6) с пересчетом на число циклов согласно зависимости jVp = tpv. При температурах до 600° С определяющим оказывается усталостное разрушение (участок /), для температур выше 650° С — длительное статическое (участок III), т. е. область взаимодействия повреждений двух типов (участок II) ограничивается в данном случае 50°. Об ограниченности области такого взаимодействия свидетельствуют и другие данные. [c.12]

При других типах разрушения (длительное статическое, усталостное) также различают отрыв и срез. Так, при длительных нагружениях разрушение по границам зерен обычно считают [c.348]

Для анализа критических параметров и характера разрушения материала при длительном статическом и циклическом нагружениях целесообразно суммировать рассмотренные здесь механические и физические особенности процесса разрушения в виде схемы, приведенной на рис. 3.2, где линия 1 соответствует внутризеренному характеру разрушения по механизму, свойственному данному виду нагружения. При этом критические параметры (количество циклов до разрушения Nf при циклическом нагружении или пластическая деформация Zf при статическом нагружении) не зависят от скорости деформирования Кривая 2 соответствует межзеренному разрушению, для которого характерна чувствительность критических пара- [c.153]

Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации е/ или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик (см. гл. 2). [c.155]

Можно так>ке, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины Z — 1о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с и). Запас на докритический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, повторном циклическом нагружении и др. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность. [c.293]

Для области повышенной и высокой температур эксплуатации, вызывающих уменьшение сопротивления пластическим деформациям и разрушению за счет деформаций ползучести и накопления длительных статических повреждений, запасы прочности п<з, Un и Пе ока- [c.97]

В области высокой температуры для данного уровня напряжений разрушение (в этом случае носящее характер длительного статического) определяется длительностью нагружения Тр, т. е. [c.161]

На рис. 7.24 показана схема кривых предельных напряжений при повышенной Гг и высокой Ti температурах по параметру тр. При температуре Ti для рт— -0 разрушение определяется в основном временем, которое слабо зависит от частоты, и при Оа=0 <Тт=(з,)г1, где (з т1 — предел длительной статической прочности при температуре Ti и времени тр. С уменьшением От возрастает амплитуда Оа, достигая при От=0 предела выносливости при симметричном цикле ( r-i)ri для времени Тр, получаемого по кривой усталости, наносимой в координатах и монотонно спадающей с рос- [c.162]

Для изготовления дисков турбин и защищающих их от температурного воздействия плоских дефлекторов необходимы материалы с высокой жаропрочностью, которая должна быть реализована в течение длительного периода эксплуатации. Имевшие место в эксплуатации полные или фрагментарные разрушения дисков свидетельствовали о том, что в некоторых случаях при низкой жаропрочности материала может иметь место потеря длительной статической прочности материала в пределах существующего ресурса. Такие случаи единичны и они в большей степени относятся к состоянию материала, которое корректируют применительно к реализуемому процессу производства деталей. Случаи потери длительной статической прочности дисков не будут рассмотрены в данной монографии, которая посвящена только процессу усталостного разрушения. [c.535]

Лопатки турбин в условиях эксплуатации, как правило, накапливают повреждения более устойчиво, чем лопатки компрессора. Это связано с тем, что они подвергаются постоянному нагреву при длительном статическом растяжении под действием динамической нагрузки от вращения ротора. В этом случае возможно возникновение такого явления, как ползучесть или термоциклическое разупрочнение материала в результате теплосмен по циклу ПЦН. Каждый механизм исчерпания долговечности лопатки имеет свою длительность действия, и поэтому разрушение лопатки на разных стадиях эксплуатации отвечает разным критериям прочности. В результате этого распределение долговечности лопаток может иметь не один, а несколько максимумов по числу случаев разрушения, в зависимости от того, какие виды механизмов разрушения могут последовательно доминировать при исчерпании ресурса лопатки. [c.567]

Такой же вывод следует и из анализа распределения случаев возникновения трещин в лопатках по наработке. Наибольшее число случаев удовлетворяет нормальному закону распределения, но лопатки, наработка которых превышает 60 % от назначенного им ресурса, явно выходят за рамки распределения по наработке остальных лопаток. Имеет место только два случая разрушения лопаток (из 48 всех случаев возникновения трещин), когда их наработка существенно превысила наработку всех остальных лопаток — 12006 и не менее 14676 ч. Такая ситуация не может быть отнесена к особенностям повреждения материала лопаток. В лопатке с максимальной наработкой не было выявлено признаков нерекристаллизованных зерен, поэтому возникновение в ней первоначальной межзеренной трещины из-за длительного статического разрушения обусловлено естественной утратой лопаткой своего ресурса. Поэтому две лопатки с максимальной наработкой в эксплуатации, существенно отличающихся от всех остальных лопаток, следует относить к другому распределению. Они характеризуют рассеяние непосредственно лопаток без повреждений в тех условиях эксплуатации, в которых начинается исчерпание долговечности лопаток по критерию длительной статической прочности. Это подтверждается и сечением разрушения последней лопатки с максимальной наработкой. Расстояние от основания лопатки до плоскости разрушения составило 148 мм, что находится в середине диапазона (121 177)/2 = 149 мм для всех лопаток с трещинами. [c.618]

Необходимо отметить, что смена механизма разрушения в лопатке свидетельствует о достижении критического уровня коэффициента интенсивности напряжения материала. Поэтому переход к усталостному разрушению при длине статической трещины около 2,5 мм происходит в результате превышения пороговой величины Kff,. Следовательно, достижение начальной статической трещиной длины около 2,5 мм соответствует возможности материала реализовывать процесс длительного статического разрушения до момента достижения порогового уровня [c.621]

Существующие наработки лопаток около 10000 ч и указанные выще характеристики процесса разрушения лопаток из-за ползучести при термических циклах нагружения в пределах указанной выше наработки после ремонта позволили утверждать, что потеря длительной статической прочности лопаток была связана с повышенными монтажными напряжениями в сечениях, прилегающих к бандажным полкам лопаток. [c.623]

С точки зрения оценки предельного состояния лопаток в эксплуатации представили интерес две разрушенные лопатки № 4, в которых развитие усталостных трещин произошло от первоначально сформированной зоны межзеренного разрушения в результате потери лопаткой длительной статической прочности. Причем наработка лопаток 7357 и 8650 ч в эксплуатации приблизилась к существующему их предельному ресурсу в 12000 ч. [c.623]

Характер разрушения зависит от частоты и температуры при малых частотах и высоких температурах повреждаются (так же, как это происходит при длительных статических нагрузках) главным образом зоны вблизи границ зерен, т. е. статическая повреждаемость предшествует усталостной. [c.264]

Разрушение по механизму ямочного разрыва наблюдается при различных видах нагружения однократном и длительном статическом, на определенных стадиях усталостного. [c.20]

Изломы длительного статического нагружения имеют ряд общих черт в своем строении. На этих изломах, как правило, не выявляется (или выявляется с большим трудом, иногда в виде целой зоны) локальный очаг разрушения. Это является следствием того, что разрушение начинается одновременно или почти одновременно из многих центров. Значительно участие в образовании излома физико-химических процессов. [c.22]

На изломах длительного статического нагружения фокус разрушения выявляется с трудом из-за того, что зернистое строение излома макроскопически однородно, рубцы , указывающие направление развития разрушения, как правило, отсутствуют (см. рис. 62) или имеют очень нечеткие очертания. Отсутствие рубцов связано в основном с множественностью очагов, первичных и дополнительных вторичные очаги могут возникать не только у поверхности, но и как результат внутреннего растрескивания. Установлению месторасположения первичного очага во многих случаях помогает его большая по сравнению с другими участками излома окисленность. В деформируемых сплавах, в которых четко проявляется зернистость излома, очаги определяют по наличию чисто межзеренного разрушения. Вместе с тем следует иметь в виду, что в материале с разнозернистой структурой разрушение может начаться как внутрикристаллический скол в крупном зерне, при этом часто отмечается пониженная долговечность . [c.91]

На изломах длительного статического и однократного нагружения отмечался разный характер связи расположения пластичных ямок с частицами упрочняющих фаз если при длительном нагружении более пластичный характер разрушения наблюдается, как правило, в области расположения мелких частиц упрочняющих фаз, то при однократном нагружении локальное повышение микропластичности разрушения связано с наличием более крупных по размеру частиц. [c.94]

Обычно повторное нагружение с малой частотой приложения нагрузок сопутствует какому-либо другому виду нагружения — многоцикловой усталости, длительному статическому нагружению и поэтому не всегда учитывается. Однако в настоящее время стало ясно, что повторно-статическое нагружение, или так называемая малоцикловая усталость, оказывает существенное влияние на несущую способность материалов в конструкциях. Разрушения от повторно-статического нагружения встречаются в силовых элементах самолетов, кораблей, деталях систем управления, периодически запускаемых двигателях, сосудах давления и т. д. [c.97]

I — очаг 2 — участок длительного статического разрушения [c.144]

Резким нарушением нормальных условий работы, а именно забросом температуры на 300—400°С выше регламентированной, повышением вибраций было вызвано образование смешанных по строению изломов, на которых без определенной последовательности располагались отдельные участки усталостного, длительного статического и однократного статического разрушения (рис. 128). [c.157]

I — усталостное разрушение 2 — длительное статическое разрушение 3 — однократное [c.158]

Изменение характера разрушения в зависимости от температуры цикла наблюдалось в алюминиевом сплаве AK4-ITI при режимах 185 20°С разрушение было практически целиком внутризеренным при 250 < 20°С — со значительной долей по границам зерен аналогичная картина наблюдалась при соответствующем изменении температуры длительного статического нагружения. При сравнимых условиях испытания в литых ни-кель-хромовых жаропрочных сплавах при наличии крупнозернистой разнородной макроструктуры с грубыми выделениями карбидных фаз по границам зерен трещины имели межзеренный характер, в сплаве с меньшим размером зерна и более однородной структурой трещины проходили по телу зерен [12] на не благоприятное влияние на термостойкость крупнозернистой структуры указывалось в работе [8]. [c.163]

Преждевременному разрушению, главным образом при переменном и длительном статическом нагружении малопластичных материалов, в сильной степени способствует наличие внутренних остаточных растягивающих напряжений [50, 52]. [c.178]

Для случая квазистатического (длительного статического) повреждения используется в качестве предельного состояния равенство односторонне накопленной и разрушающей деформации при простом растяжении [188], причем в первом приближении для пластичных материалов e t) = е,,. ( ) и условие квазистатического разрушения выражается равенством [c.20]

Так, испытания на ползучесть (рис. 1.2.1, а) дают оценку предельного состояния по критерию длительного статического разрушения. При этом, как и в ряде работ [29, 267, 285] по длительной прочности, предполагалось, что критерием разрушения является достижение предельной деформации, соответствующей разрушению при ползучести. [c.22]

Весь объем полученных по схемам нагружения (рис. 1.2.1, а — г) экспериментальных данных обработан в терминах уравнений (1.2.8) и (1.2.9). Предельное состояние определяется при этом накопленным повреждением (рис. 1.2.2, а, точки 2). Разброс данных укладывается в достаточно узком диапазоне повреждений от 0,7 до 1,4. На рис. 1.2.2, а кроме того показана кинетика накопления повреждений для случаев, когда сопоставимы циклическое и длительное статическое повреждения и когда одно из них превалирует. Разрушение (образование макротрещины) наступает при достижении накопленным (суммарным) повреждением предельной величины. [c.24]

Рассматриваемая гипотеза длительного циклического разрушения учитывает наличие зависимости располагаемой пластичности материала, получаемой в условиях длительных статических испытаний, от времени деформирования при высоких температурах. При этом тип испытания не должен оказывать существенного влияния на зависимость располагаемой пластичности от времени. [c.24]

При этом в определенных условиях возможно накопление перед разрушением в процессе циклического неизотермического нагружения деформаций, близких величинам статического однократного разрыва (квазистатический или длительный статический характер циклического разрушения), а в ряде случаев наблюдается разрушение термоусталостного характера без выраженной со- [c.48]

Предполагается, что разрушение при термоусталостном нагружении обусловливается, так же как и при изотермическом длительном малоцикловом деформировании, накоплением и взаимосвязью усталостного и квазистатического (длительного статического) повреждений. [c.49]

На первых этапах развития механики коррозионного разрушения длительную статическую трещипостойкость обычно оценивали по зависидюстям долговечности образцов с искусственными трещинами от значений коэффициента интенсивности напряжений в начальный момент испытания [К или Кщ). При понижении время до разрушения образцов увеличивается. На основании такой диаграммы определяется значение А с или Кисе, ниже которого докритическпй рост трещин отсутствует. Величина Ки — важный параметр системы материал — среда ), позволяющий [c.361]

Нормы содержат основную часть и рекомендуемые приложения. В основной (обязательной) части приведены расчет по выбору основных размеров расчет на статическую прочность, устойчивость, циклическую прочность, сопротивление хрупкому разрушению, длительную статическую прочность, длительную циклическую прочность, прогрессирующее формоизменение, сейсмические воздействия, вибропрочность методики определения механических свог1ств и испытаний для определения характеристик прочности. [c.2]

В начале 70-х годов началось интенсивное развитие специального раздела механики разрушения, посвященного вопросам трещипостойкости металлов и сплавов в условиях совместного воздействия коррозионных сред и длительных нагрузок. Первые исследования сопротивления росту коррозионных трещин с применением коэффициентов интенсивности напряжений касались длительного статического нагружения (коррозионного растрескивания). Было показано, что такие традиционно считающиеся мало активными среды, как вода, спирты, масла и т. п. вызывают докритический рост трещин в высокопрочных сталях при значениях коэффициента интенсивности напряжений К, существенно меньших вязкости разрушения Ki . В дальнейшем кардинальное воздействие коррозионных сред на докритический рост трещин было подтверждено и для ряда других высокопрочных сплавов. Исключение составляет рост трещин в условиях ползучести при повышенных температурах, а также в высокоуглеродистых низко-отпущенных сталях с мартенситной структурой. В последнем случае фактором замедленного разрушения может быть водород, оставшийся в металле после металлургического передела. [c.337]

Особенности кинетических диаграмм разрушения. В первых исследованиях, касающихся оценок кинетики докритического роста трещип при длительном статическом нагружении в водных средах, рассматривались преимущественно закаленные низкоот-пущенные стали с пределом текучести выше 1500 Н/мм . Было показано, что скорость распространения трещины прямо пропорциональна коэффициенту интенсивности напряжении растущей коррозионной трещины. Дальнейшее распространение подходов линейной механики разрушения па более широкий круг высокопрочных материалов и коррозионных сред выявило более сложный характер зависимости viK). Типичная кинетическая диаграмл1а коррозионного растрескивания в координатах gv-K представлена на рис. 42.3. На участках I и III скорость роста трещины увеличивается с повышением X, а в пределах участка II, охватывающего значительный диапазон значений К, наблюдается стабилизация скорости. Существуют различные суждения о причинах четко выраженных участков диаграммы коррозионного растрескивания. Их связывают с влиянием в пределах каждого участка доминирующего механизма воздействия среды. Второй горизонтальный участок часто связывают с релаксацией напряжений в вершине трещины вследствии ее интенсивного ветвления. Характер зависимости v K) во многом зависит от структуры сплава и типа среды. Для высокопрочных сталей с мартенситной структурой с пределом текучести 1500 Н/мм и выше на кине- [c.341]

Такое предположение позволяет сделать сопоставление данных работ [61] и [96]. В обеих работах исследовали один и тот же Ti-сплав с параметрами структуры, характеризуемыми крупными а -пла-стинами в первичных (3]5,-зернах размером 0,5-1 мм. В работе [43] при выдержке материала под нагрузкой в течение нескольких минут изменения СРТ по сравнению с х = О не отмечали. В работе [96] при выдержке произошла смена механизма разрушения с вязкого внутризеренного, которому отвечал бороздчатый рельеф излома, на межсубзеренный с фасеточным рельефом излома, что сопровождалось сокращением в 16 раз периода роста трещины. В связи с фактом возрастания скорости роста трещин было подчеркнуто [96] наличие в материале 0,004 % Н2. Это количество Н2 достаточно мало по массе, но в другой работе [81] при длительном статическом нагружении образцов из сплава 0Т4 по схеме Трояно при объемной доле Н2 в 0,003-0,005 % наблюдали их замедленное разрушение и увеличение СРТ при высоком уровне напряжений. Такое разрушение, как говорилось выше, сопровождалось образованием гидридов и развитием трещин по ним. Но в работе [61] снижение долговечности было объяснено диффузией имеющегося в материале Н2 в полосы скольжения. Если это так, то при выдержке данный процесс должен сопровождать и рост трещины, способствуя охрупчиванию материала, однако это в работе [60] не наблюдалось. Поэтому только наличием в сплаве Н2 нельзя объяснить снижение периода зарождения трещины и увеличение СРТ. По всей вероятности, имелась некоторая субструктурная особенность состояния материала по межфазпым границам, которая вызывала рост трещины по ним в течение выдержки под нагрузкой или охрупчивание по плоскостям скольжения в монофазном материале. [c.368]

Последовательность процессов разрушения может быть рассмотрена с единых позиций на основе диаграммы, описывающей влияние в агрессивной среде асимметрии цикла на области формирования усталостных бороздок в сплавах, для которых проявляется сужение области формирования усталостных бороздок. Для таких сплавов в области высокой асимметрии цикла нагружения исчезает понятие порогового КИН. Это связано с тем, что в агрессивной среде, при наличии начального концентратора напряжений или дефекта развитие трещины при длительном статическом растяжении начинается с достижения пороговой величины Kis [143, 146, 151]. Поэтому рост трещин в условиях исчезающе малых амплитуд нагружения будет иметь место при достижении Kis Kf - В связи с этим карта областей разрушения материала при разной асимметрии цикла нагружения может быть представлена в виде (рис. 7.39). Область формирования усталостных бороздок либо не достигается вовсе, либо ограничена низкой асимметрией цикла R < 0,8. Пороговая величина КИН перестает существовать при приближении к величине Kis в рассматриваемой агрессивной среде. [c.395]

Рис. 63. Разрушение образца из сплава ЖС6У а — при длительном статическом растяжении, 950" С. а-0,22 ГН/м т=1б9 ч / — зона длительного разрушения (межзеренныА излом) 2 — зона долома (внутризеренный излом) б — при однократном растяжении. ЮЗО С (внутризеренный излом). Х12

Рис. 69. Разрушение детали из сплаваAK4-ITI при длительном статическом нагружении

Характер разрушения в ряде случаев зависит от последовательности приложения нагрузок. Так, на стали 12Х18Н10Т было показано [65], что при последовательном нагружении термоцик-лнрование (600° г 300С) плюс длительное статическое растяжение (600°С) или при тех же температурных режимах длительное статическое нагружение плюс термоциклирование, а также попеременное приложение термоциклического и статического напряжения — разрушение всегда проходило по границам зерен, в то время как при чистых испытаниях на тех же температурных режимах возможно было смешанное, а при высоких уровнях нагрузки — внутризеренное разрушение. [c.164]

На смешанных изломах, возникших от одновременного действия неременной и постоянной нагрузок ири высокой температуре, усталостные участки менее окислены, чем участки длительного статического разрушения. [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...