Критическая температура хрупкости дефектов

Сложность решения указанной задачи состоит в том, что размеры зон пластических деформаций (в том числе и в местах концентрации) в лабораторных образцах и в конструкциях могут существенно превышать размеры дефектов. В этих условиях, описываемых нелинейной механикой разрушения, наиболее перспективными оказались энергетические J ) и деформационные (ek, бс) критерии разрушения, а также критические температуры хрупкости. [c.21]

Сопротивление хрупкому разрушению обеспечивается расчетом по критическим температурам хрупкости и критериальным характеристикам механики разрушения (критические значения коэффициентов интенсивности напряжений или разрушающие напряжения для заданных размеров гипотетических дефектов). [c.37]

Малые значения энергии сопротивления развитию дефектов предопределяют преимущественно кристаллический излом ударных образцов, малую долю вязкой составляющей и соответственно высокие значения первой критической температуры хрупкости нр1, определяемой по 50 % вязкого волокна в изломе. Действительно, для областей ЗТВ HP HPi pi равна соответственно 28 и 15 °С, тогда как для рулонной стали она составляет — 42 °С (рис. 3). [c.368]

Материал сварного соединения области ИП и ЗТВ НП, обладая высоким сопротивлением развитию трещин в области положительных температур, резко снижает способность противостоять распространению дефектов при отрицательных температурах. Материал концевой части (поковки) и зоны термического влияния в поковке от наплавки в области отрицательных температур обладает более высокими значениями величин работы развития дефектов. Значения первой критической температуры хрупкости (рис. 4) составляют соответственно для металла поковки О °С, ЗТВ НП — 5 °С, НП и ЗТВ П — 15 °С. [c.368]

Следует также иметь в виду, что появление дефектов в материале подчиняется вероятностным законам, вследствие чего прочность имеет статистическую природу. Чем больше размер образца, тем больше опасность присутствия в нем опасных дефектов, развития ликвации, пористости, различия в размерах зерен, меньшей степени проработки структуры при ковке, прокате или термической обработке. Так, например, из-за слабой прокали-ваемости в больших сечениях критическая температура хрупкости может повышаться на 20 °С и более. Все это увеличивает склонность к хрупким разрушениям. [c.603]

К основным факторам, влияющим на развитие дефектов, относятся напряженно-деформированное состояние, коэффициент жесткости схемы напряженного состояния, температура, градиент температур, остаточные напряжения, количество растворенного в металле водорода, критическая температура хрупкости материала, цикличность изменения температур и нагрузок, внешняя среда. [c.114]

Кривая Г = / (о) является предельной кривой остановки развития трещины для данных формы и размеров детали и служит огибающей целого семейства кривых критической температуры хрупкости со стороны высоких температур, и таким образом Г = = Г ,ах. Если температура детали выше критической температуры хрупкости, то ни исходный дефект материала, ни тре[цина не могут самопроизвольно развиваться в трещину быстрого разрушения. Это положение является наиболее надежным определением критической температуры хрупкости. Однако экспериментальное определение этой температуры представляет значительные трудности, так как требуется испытывать специальные образцы на машинах большой мощности. Наибольшая машина такого типа, имеющаяся в ЧССР, развивает растягивающее усилие 7 ООО ООО кГ. Для целей практики критическую температуру хрупкости обычно определяют на малых образцах, испытываемых на изгиб. [c.284]

Согласно гипотезе, выдвинутой акад. А. Ф. Иоффе, критическая температура перехода материала в хрупкое состояние на графике напряжение — температура определяется точкой пересечения кривых, изображающих зависимость хрупкой прочности материала (сопротивления отрыву) и предела текучести от температуры (рис. 1). Отсюда следует, что с повышением предела текучести (под влиянием изменения состава, внутреннего строения или состояния сплавов, а также из-за увеличения скорости деформирования) критическая температура хрупкости смещается к более высоким температурам (кривая 2 рис. 1). К такому же результату приводит понижение сопротивления отрыву отр под влиянием, например, увеличения в материале внутренних дефектов. [c.62]

Плавность гофр и вмятин (радиус изгиба стенки трубопровода в зоне дефекта), условия их отбраковки можно объективно оценить используя критическую температуру хрупкости [1]. [c.180]

Перегрев металла характеризуется увеличением размера зерен металла при нагреве выше критической температуры. Чем крупнее зерна, тем меньше поверхность сцепления между ними и тем выше хрупкость металла. Поэтому перегретый металл шва обладает повышенной хрупкостью и низким сопротивлением ударным нагрузкам. Дефект, вызванный перегревом металла шва, исправляют последующей термической обработкой. [c.240]

Продолжительность инкубационного периода связана с временем, необходимым для образования оксидных пленок критической толщины. Термоциклирование, связанное со снижением температуры до 20°С, приводит к появлению низкотемпературных пленок в местах дефектов, а также к обратимости водородной хрупкости. Рост оксидных пленок в концентраторах напряжений способствует возникновению в пленках контактных напряжений сжатия, исключающих появление трещин. [c.77]

В связи с этим оценка склонности реакторных сталей к хрупкому разрушению по результатам испытаний стандартных образцов на ударную вязкость принималась необходимой, но недостаточной для предотвращения опасности хрупкого разрушения. В конце 50-х-начале 60-х годов в СССР, США и Англии были проведены испыгания крупногабаритных образцов толщиной от 50 до 250 мм и шириной от 200 до 1200 мм [2, 7, 14, 16]. Эти образцы имели острые надрезы типа дефектов и трещин, сварные швы часть образцов подвергалась предварительному деформационному старению. Для испытаний таких образцов были использованы уникальные установки с предельными усилиями от 1500 до 8000 тс (15-80 МН), По результатам проведенных испьпаний была определена область критических состояний, характеризуемых резким уменьшением прочности и пластичности реакторных сталей как для стадаи возникновения, так и для стадии развития хрупких трещин. В последнем случае при температурах ниже критических разрушающие напряжения оказывались весьма низкими (0,05-0,15 от предела текучести). При наличии высоких остаточных напряжений от сварки разрушения крупногабаритных образцов с дефектами также происходили при низких номинальных напряжениях от нагрузки. Этими оп<,пными данными была обоснована необходимость расчета прочности атомных реакторов [5] по критическим температурам хрупкости и разрушающим напряжениям кр хрупких состояниях с введением запасов [ДГ] и кр соответственно, а также важность проведения термической обработки для снятия остаточных напряжений. [c.39]

Причиной радиационного упрочнения и охрупчивания является ограничение подвижности дислокаций радиационными дефектами или снижение сопротивления отрыву из-за стимулированного радиацией перераспределения и обогащения примесями внутренних микроповерхностей (границ зерен, субзерен, комплексных радиационных дефектов). Радиационное охрупчивание по" второму механизму имеет место в железе и сталях перлитного класса, загрязненных фосфором, сурьмой, оловом, мышьяком. Никель и марганец способствуют, а молибден препятствует сегрегации этих примесей и, следовательно, радиационному охрупчиванию,, Медь, марганец и никель усиливают упрочнение и охрупчивание указанных материалов за счет увеличения плотности комплексных радиационных дефектов. За меру радиационного охрупчивания корпусных сталей перлитного класса обычно принимают прирост критической температуры хрупкости (табл. 8.46). [c.301]

Близкие значения критических температур хрупкости у сталей 12МХ и 15Х5М, установленные по критериям Тц и Ту, свидетельствуют о том, что после продолжительного воздействия эксплуатационных температур их способность к сопротивлению распространению дефектов примерно одинакова. В то же время существенная разница между значениями критической температуры хрупкости, определенными по критерию K V, может означать, что в результате длительного воздействия повышенной температуры на сталь 15Х5М, которая была, кстати, более высокой, чем у стали [c.77]

Выделяют две критические температуры хрупкости. Если материал находится в вязком состоянии, то дефекты не развиваются. Первая критическая температура характеризует точку перехода материала из вязкого состояния в квазихрупкое. С понижением температуры хрупкость материала увеличивается. Вторая критическая температура 1кр2 характеризует точку перехода материала из квазихрупкого состояния в хрупкое. [c.114]

В дальнейшем при описании методики оценки опасности дефекта будем рассматривать только первую критическую температуру хрупкости материала и будем называть ее как критическая температура хрупкости материала в исходном состоянии [5] - Тко- Учитывая, что критические температуры хрупкости для образцов отличаются от критических температур для элементов конструкции [4,5], критическую температуру хрупкости материала элемента конструкции будем определять по формуле Тк=Тко+АТт+АТм+АТн2, где ДТт - сдвиг критической температуры хрупкости вследствие температурного старения [c.115]

Экспериментальные исследования и анализ хрупких разрушений элементов конструкций показывают, что критическая температура хрупкости для них обычно бывает выше, чем получается на основании результатов определения ударной вязкости надрезанных образцов из используемого материала. Причиной этого является, с одной стороны, то, что характеристики материала реальной конструкции больших размеров с большой толщиной стенок отличаются от характеристик материала термически обработанных образцов малых размеров. С другой стороны, очагом разрушения конструкции обычно является сварное соединение, причем неоднородность материала в зоне соединения, высокий уровень остаточных напряжений и наличие дефектов сварки обычно вызывают повьинение критической температуры хрупкости. В связи с этим более высокая рабочая температура конструкции по сравнению с критической температурой хрупкости, определенной по данным испытаний ударной вязкости надрезанных образцов, еще не гарантирует от возмож1юсти хрупкого разрушения [c.289]

При низких температурах изменяются механические свойства наплавленного металла. Однако критическая температура хрупкости сварного шва, выполненного электродами типа Э42 и, особенно, типов Э42А, Э46А или Э50А, ниже, чем у основного м еталла, что обеспечивает надежную работу сварных швов при низких температурах. Необходимо иметь в виду, что при низких температурах надежно работают только те сварные соединения, которые не имеют концентраторов напряжений. Этими концентраторами могут быть дефекты в сварном шве или конструктивные дефекты. При наличии концентраторов и понижении температуры может произойти хрупкое разрушение конструкций даже от остаточных сварочных напряжений (см. главу XII). [c.110]

Существует значительное разнообразие методов оценки склонности материала к хрупкому разрушению, среди которых наиболее широко распространен метод ударной вязкости, позволяющий не только устанавливать количественные значения вязкости материала при ударном нагружении, но и определять температурный шорог хладноломкости (критическую температуру хрупкости). Кроме того, ударная вязкость оказалась весьма ценной технологической пробой, так как различные дефекты структуры значительно сильнее сказываются на величине а , чем на других механических свойствах, определяемых при статических испытаниях. [c.49]

Результаты сравнительных испытаний биметаллических образцов с подплакировочным дефектом (ЭТ2-1), образцов из материала основы той же геометрии (ЭТ2-2) и со снятой плакировкой (ЭТ2-3) представлены на рис. 5.35. На рис. 5.35, а даны зависимости критических значений К(, для верхней и нижней вершин надреза (указано стрелками) от температуры испытаний. Как видно из приведенных графиков, переходная температура хрупкости примерно одинакова для всех типов образцов и составляет около 100 К. Значения К в биметалличе- [c.153]

На конференции под председательством Эндрю Маккенси присутствовало 52 эксперта и заинтересованных представителя, в том числе Лоуренс Брэгг, который вместе с отцом, Вильямом Брэггом, является основоположником рентгеновской кристаллографии, Сэр Джеоффрей И. Тейлор автор дислокационной теории, профессор, Н. Ф. Мотт, работы которого по физике металлов широко известны, и многие другие выдаюш иеся ученые и специалисты. Конференцию открыли профессор Дж. Ф. Бейкер, руководитель Инженерного факультета университета, и доктор Типпер. В своих докладах (1945 г.) они сформулировали проблему так, как они ее понимали особое внимание они уделили влиянию температуры на хрупкое разрушение. Г-н Дж. Л. Эдем, представитель британской корпорации Классификационного обш ества охарактеризовал разрушения, которые произошли на судах. Г-н В. Барр, главный металлург ведуш их британских металлургических заводов, представил доклад, в котором подчеркнул, что американские специалисты объясняют аварии главным образом высоким содержанием углерода в стали, и предложил контролировать процентное соотношение содержания марганца и углерода. Профессор Мотт теоретически проанализировал влияние энергетических состояний на разрушения, продолжая концепции Гриффитса (1920, 1924 гг.) применительно к вязким поликристаллич-ным материалам. В частности, Мотт показал, что скорость хрупкого разрушения должна стремиться к постоянному предельному значению. Доктор Е. Орован представил критический обзор работ о разрушении металлов в свете более поздней работы Лудвика (1924 г.). В введении он отметил, что с 1885 г. неоднократно отмечалась хрупкость материала с дефектами. [c.393]

При увеличении температуры от 20 до 800 °С наблюдается возрастание относительной прочности коэффициента однородности как для образцов без покрытий, так и для образцов с покрытием (см. рис. 40). Полученные результаты можно интерпретировать следующим образом. Твердые сплавы по своей природе хрупкие, причем их повыщенная хрупкость при комнатной температуре в значительной степени определяется дефектностью связующей фазы. По мере роста температуры влияние внутренних концентраторов напряжений, связанных с дефектностью связующей фазы, заметно сглаживается вследствие приобретения ею некоторой пластичности. В результате указанного вероятность разрушения снижается, так как рост локальных напряжений задерживается, а уровень средних напряжений еще не достигает критических значений. Пластичная связующая фаза как бы более равномерно распределяет напряжение между отдельными зернами карбидов вольфрама и титана, что и является главной причиной некоторого повышения прочности твердых сплавов с покрытием и без покрытия по мере роста температуры в указанном диапазоне. Очевидно, заметная стабилизация свойств твердых сплавов по мере роста температуры (см. рис. 40) также объясняется снижением влияния внутренних дефектов и, в частности, значительным снижением вероятности роста и развития трещин в более пластичной связующей фазе. Г. С. Креймер [50] отмечает, что при температурах выше 600 °С пластичность кобальтовой (связующей) фазы настолько высока, что трещины в зернах карбида уже не влияют на прочность кобальтовых прослоек и сплава в целом. [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...