Хрупкое разрушение 77, 78, ИЗО влияние условий эксплуатации

До недавнего времени существовало мнение, что поверхностный наклеп, повышая прочность соединений, может оказать отрицательное влияние на их сопротивляемость хрупким разрушениям в условиях эксплуатации при низких температурах и ударных нагрузках. В ЦНИИ МПС и ЦНИИСК проведены исследования сопротивления поверхностно наклепанных элементов усталостным и ударно усталостным нагрузкам при отрицательных температурах. [c.246]

Коэффициент условий работы т учитывает своеобразие работы конструкций, обусловленное изготовлением и эксплуатацией. Он может учитывать опасность хрупких разрушений, неблагоприятное влияние агрессивной среды и других факторов. [c.29]

При некоторых тяжелых условиях эксплуатации конструкций, возможных при действии низких температур и при наличии предельно резких изменений формы, вызывающих высокую концентрацию напряжений, происходит снижение работоспособности конструкций, которое характеризуется наличием хрупких разрушений и снижением прочности. В этих условиях решающее влияние на прочность 9 131 [c.131]

Обоим подходам к расчету присущи некоторые ограничения. Прежде всего можно утверждать, что в материале должна образоваться трещина достаточно большой длины с тем, чтобы размер зоны пластических деформаций у края трещины был на порядок меньше длины трещины (х /), либо при малом размере трещины или в случае начала разрушения от неглубокого острого надреза должна быть ограничена способность материала к пластической деформации у края дефекта в результате местного охрупчивания материала, или влияния какого-либо иного фактора. Только после этого может начаться развитие хрупкого разрушения. Это означает, что для развития разрушения в данном случае необходимы условия, которые редко встречаются при эксплуатации стальных деталей. Переход от среднего напряжения о в теле 456 [c.456]

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]

В процессе эксплуатации инструмента из шлифовальной шкурки, и прежде всего конечных и бесконечных лент, важной технологической характеристикой является их вытяжка. Большая вытяжка ведет к существенному изменению условий обработки, преждевременному затуплению абразивного покрытия и сбегу ленты со шкивов. Вытяжка зависит от прочностных свойств шлифовальной шкурки, условий и режимов шлифования. В частности, авторами исследовано влияние нагрева на прочность и относительное удлинение наиболее употребляемых шлифовальных шкурок. Нагрев ленты до 120 °С снижает их прочность на 45—60 % и существенно изменяет вытяжку. Для уменьшения вытяжки следует создавать предварительное натяжение, рабочую нагрузку на основу и абразивное покрытие ленты в пределах упругих деформаций. Доля упругих деформаций при растяжении некоторых шлифовальных шкурок разных заводов-изготовителей приведена в табл. 1.2. Из таблицы видно, что упругие деформации шлифовальных шкурок изменяются в широком диапазоне и составляют 0,17—0,43 от общей деформации. При этом характер кривых растяжения зависит от состояния абразивного покрытия. Ленты и шкурки с хрупким абразивным покрытием имеют ломаную, пилообразную кривую растяжения. Абразивное покрытие покрывается густой сеткой трещин. В момент разрушения абразивного покрытия происходит релаксация напряжения и образуется кривая. растяжения 1 (рис. 1.2). Обычно бесконечные ленты из таких шлифовальных шкурок имеют низкую стойкость. Они преждевременно [c.11]

Неравномерная сушка вызывает искривление форм, сушка при температуре выше 70" способствует разрушению их вследствие дегидратации гипса. Прочность форм зависит от качества гипса. Из очень загрязненного гипса получаются хрупкие формы. Срок службы гипсовых форм зависит от условий их эксплуатации (бережное обращение, своевременная и равномерная сушка, хранение в сухом помещении). В процессе эксплуатации прочность форм снижается, на поверхности образуются углубления и в местах соединения частей формы увеличиваются зазоры. Формы изнашиваются от трения твердых частиц, находящихся в массе, и под влиянием электролитов шликера. Кроме того, поверхностные слои гипсовой формы постепенно растворяются в воде. Для равномерности растворения большое значение имеет одинаковая плотность формы по всей поверхности, а также однородность состава гипса. [c.482]

Определение взрыва как крайне быстрого выделения энергии, связанного с внезапны.м изменением состояния вещества, сопровождаемого разбрасыванием и распространением в среде особого рода воз.мущения — ударной или взрывной волны, вполне подходит к критическому состоянию многих случаев механического разрушения. Поэтому неслучайно резкое механическое разрушение в условиях эксплуатации называют взрывным [64]. Например взрывы реактивных самолетов типа Комета , лавинообразное, хрупкое разрушение цельносварных судов типа Либерти , резервуаров, крупных трубопроводов, нагруженных внутренним давлением жидкости и особенно газа и др. Подобные разрушения крупных сооружений привлекли внимание ис-с,педователей к запасу упругой энергии, накопленной в системе и ее влиянию на прочность и характер разрушения [37]. [c.186]

Значительное влияние на изменение пластических свойств сварных конструкций и на их сопротивление образованию трещин оказывает температура эксплуатации изделий. Стандартные образцы из малоуглеродистой стали хорошо сохраняют свои пластические свойства при понижении температуры испытаний, однако лишь до некоторого предела. При испытании стандартных образцов из малоуглеродистых сталей хрупкое разрушение в условиях одноосно напряженного состояния наступает лишь при низкой температуре (минус 60—80°). При производстве испытаний в условиях двух-осио напряженного состояния пластические свойства ухудшд-ются, а критическая температура перехода из пластичного в хрупкое состояние повышается. Наличие концентрации напряжений может вызвать образование хрупких разрушений при еще более высоких температурах. Это подтвердили испытания, проведенные в Институте электросварки им. Е. О. Патона. На фиг. 116, —в, изображены образцы с резкими концентраторамй напряжений, расположенными на участках с высокими местными [c.215]

В условиях работы при постоянной температуре композиция аустенитнога металла шва (на железной или никелевой основе) не оказывает влияния на характер разрушения разнородных сварных соединений. В то же время испытания последних при циклически изменяющихся температурах показывают преимущества электродов на никелевой основе с точки зрения уменьшения вероятности хрупких разрушений в зоне сплавления. Поэтому для сварных соединений из разнородных сталей, имеющих в процессе эксплуатации большое количество пусков и остановок и работающих при температуре выше 400—550°, наиболее целесообразным является применение аустенитных электродов на никелевой основе. [c.50]

Участок межкритического интервала зоны термического влияния может явиться также местом преждевременных хрупких разрушений сварных соединений ма.тоуглеродистых и низколегированных молибденовых сталей вследствие протекания при высокотемпературной эксплуатации процесса графитизации. Причиной его развития является нестабильность структур межкритического интервала при высоких температурах и распад в этих условиях цементита с выделением свободного углерода в виде графита. Графитизация явилась причиной разрушения паропровода из 0,5-процентной молибденовой стали после 5,5 лет его работы при температуре 480" С. Характерной особенностью поверхности излома является точное его расположение по участку межкритического интервала с повторением очертания сварочных валиков. На этом участке шириной 0,3—0,4 мм обнаруживается интенсивная графитизация с расположением графита в виде цепочек по границам зерен. Следы графитизации были обнаружены также в сварных соединениях ряда других паросиловых установок и в крекинг-аппаратах. [c.80]

Порог хладноломкости характеризует влияние снижения температуры на склонность материала к хрупкому разрушению. Его определяют по результатам ударных испытаний образцов с надрезом при понижаю-ш ейся температуре. Сочетание при таких испытаниях ударного нагружения, надреза и низких температур — основных факторов, способствуюш их охрупчиванию, важно для оценки поведения материала при экстремальных условиях эксплуатации. [c.229]

Практика технического металловедения убедительно показала, что величина ударной вязкости при комнатной температуре испытаний не может служить мерой сопротивления разрушению материалов в различных ужесточенных условиях испытаний (например, при понижении их температуры) и во многих случаях не может выявить влияние различных структурных и металлургических факторов, ответственных за ухудшение эксплуатационных характеристик. Это обусловлено тем обстоятельством, что при вязком разрушении чувствительность к структурным факторам охрупчивания резко снижается. В то же время изменение условий нагружения, способствующее хрупкому разрушению, позволяет четко выявить отрицательное влияние тех или иных структурных факторов. Такое изменение условий может быть достигнуто путем снижения температуры испытаний, обеспечивающей в ряде о. ц. к. металлов выявление вязко-хрупкого перехода. Определяемая таким образом температура хладноломкости достаточно адекватно отражает склонность сталей к опасному хрупкому разрушению в различных экстремальных условиях эксплуатации. Температуру хладноломкости, вопреки встречающимся ошибочным воззрениям, нельзя рассматривать как константу материала она зависит от конфигурации и размеров образцов, остроты надреза и вида испытаний (рис, 19.1). Положение порога хладноломкости, четко детерминированное для низкоуглеродистых сталей, становится трудноопределяемым при повышении их прочности в связи с увеличением содержания углерода (рис. 19.2) или снижением температуры отпуска после закалки. Тогда в ряде случаев в связи с пологим характером температурных зависимостей ра- [c.326]

К настоящему времени в СССР и за рубежом усилиями многих ученых осуществлены важные исследования явлений хрупкого разрушения твердых тел как в плане решения соответствующих краевых задач механики и создания физически более обоснованных критериев разрушения, так и в области разработок методов оценки склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению (см., например, обзоры в работах [9, 82, 118, 145]). Необходимость в таки исследованиях обуслоЬ-лепа, с одной стороны, тем, что высокопрочные конструкционные материалы (например, жаропрочные сплавы, упрочненные стали, металлокерамические материалы, некоторые пластмассы), как правило, являются хрупкими материалами, т. е. такими, которые уже при нормальных температурах и малых скоростях нагружения разрушаются путем распространения трещины без предварительных пластических деформаций макрообъемов тела. (При низких температурах, повышенных скоростях нагружения, воздействии некоторых поверхностно-активных сред, наводороживании и в других условиях, приводящих к ограничению пластического течения конструкционного материала, его разрушение путем распространения трещины доминирует). С другой стороны, реальные условия эксплуатации конструкции всегда предусматривают наличие некоторой жидкой или газовой среды. Эта среда проникает в деформируемое тело (элемент конструкции) через его структурные несовершенства — дефекты (макро- или микротрещины, границы зерен, включений) и особенно интенсивно взаимодействует с участками тела, деформированными за предел упругости. К таким участкам относятся окрестности резких концентраторов напряжений (трещины, остроконечные полости или жесткие включения и др.). Именно в окрестности подобных дефектов среда, изменяя физико-механические свойства деформируемого материала, в первую очередь его сопротивление зарождению и развитию трещины, оказывает существенное влияние на служебные свойства (несущую способность) рабочего тела в целом. [c.9]

Стандартизация методов определения характеристик трещиностойкости (у, Ki , бк) конструкционных материалов в реальных условиях эксплуатации требует подбора таких силовых схем нагружения образцов с трещинами, которые были бы просты в экспериментальном осуществлении и соответствовали бы теоретическим моделям механики хрупкого разрушения. Наиболее перспективной из таких силовых схем является растяжение цилиндрического образца с внешней кольцевой трещиной. Цилиндрическими образцами давно пользовались [12, 110, 194, 208, 232, 259] при изучении прочностных свойств конструкционных материалов, в частности для выяснения влияния надреза. Цилиндрический образец обладает тем преимуществом, что его легко изготовить и на нем легко создать исходный кольцевой надрез необходимой глубины и остроты. В отличие от схем, когда применяются плоские образцы, эта силовая схема реализует локальное состояние плоской деформации вдоль всего контура трещины, что соответствует расчетным моделям. Кроме того, цилиндрический образец может быть успешно применен для оценки склонности материала к хрупкому разрушению как при статическом, так и,глри ударном нагружении. [c.134]

Характерные релаксационные свойства металлов, их ползучесть, своеобразное влияние температуры на механизмы пластичности и упрочнения лежат в основе как процессов механической и термической обработки металлов, так и их эксплуатации в изделиях и деталях машин, особенно в условиях новой техники, предъявляющей исключительно высокие требования к материалам, например, при высоких температурах. Этим объясняется особое внимание в наших работах к адсорбционным эффектам на металлах — адсорбционному пластифицированию, т. е. облегчению пластических деформаций, адсорбционному понижению прочности — возникновению хрупкого разрушения при весьма малых интенсивностях напряженного состояния, вплоть до самопроизвольного диспергирования вместе с тем в последнее время нами были обнаружены новые важные особенности адсорбционных эффектов на металлах под влиянием малых примесей или в присутствии тончайших покрытий легкоплавкого поверхностно-активного металла в условиях легкоподвижности его атомов в процессе двумерной миграции. Эти новые проблемы, связанные с возможностью [c.15]

В заключение люжно сказать, что вопрос масштабного эффекта применительно к прочности деталей п конструкций в условиях хрупкого разрушения является многосторонним. Здесь необходимо рассматривать отдельно условия образования трещины хрупкого разрушения малой протяженности и условия внезапного хрупкого разрушения детали в целом. В первом случае при уменьшенном масштабе образца оказывают существенное влияние увеличенная неравномерность распределения деформаций, напряженное состояние в детали и свойства поверхностного слоя металла. Во втором случае важную роль играет запас потенциальной энергии деформации, накопленной в детали и ухудшение характеристик материала в сечениях больших размеров, по которым происходит разрушение. С учетом этого нельзя рассчитывать на возможность охарактеризовать масштабный эффект какой-либо постоянной материала без учета формы детали и распределения напряжений в ее объеме или каким-либо коэффициентом, полученным для данной формы детали в предположении совершенно упругого материала без учета его структуры и текстуры. В зависимости от форлп детали и условий ее изготовления и эксплуатации может преобладать тот или иной из факторов, с которыми связано наличие масштабного эффекта. Конструктор может правильно использовать результаты испытаний стандартных образцов малых размеров при проектировании и расчетах деталей и конструкций больших размеров только на основании рассмотренных выше зависимостей. [c.374]

Следует отметить, что применение изделий больших толщин, содержащих значительный запас энергии, анизотропные свойства, объем1ный характер поля напряжений, низкая температура эксплуатации, создают условия, при которых вероятность хрупких разрушений повышается. Сказанное относится к конструкциям, работающим в основном под статическими нагрузками. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность будет рассмотрено в главе XI. [c.226]

Полученные в последние годы данные показывают, что зернограничная сегрегация примесей при развитии отпускной хрупкости приводит не только к снижению вязкости разрушения стали и повышению температуры хрупко-вязкого перехода, но и значительно повышает склонность к другим видам охрупчивания, существенным для условий производства и эксплуатации энергетического, металлургического, химического, машиностроительного и другого оборудования. Речь идет о склонности стали к водородной хрупкости и межкристаллитной коррозии под напряжением, межкристаллитному растрескиванию при повышенных температурах, например, при ползучести, в процессе сварки или поелесварочной термической обработки, наконец, к охрупчиванию при усталостном нагружении. Получила также значительное распространение гипотеза о сегрегационной природе влияния фо(4)ора в низколе [c.6]

Важность изучения упругой деформации обусловлена прежде всего тем, что именно с нее начинается всякий процесс деформирования. И пластической, и высокоэластической деформации, и разрушению в той или иной мере всегда предшествует упругая деформация. Как у очень мягких металов типа свинца, которые начинают деформироваться пластически при напряжениях, измеряющихся долями 1 кгс/мм , так и у весьма хрупких материалов, например у стекол, точными измерениями всегда можно обнаружить хотя бы небольшую область упругой деформации. Поэтому изучение упругой области деформирования имеет большое практическое значение [8] как для хрупких состояний тел в условиях обработки и эксплуатации, так и для пластических и высокоэластических состояний материалов, для которых упругое деформирование оказывает существенное влияние и на последующее развитие неупругих процессов. Это влияние двоякое исходное упругое напряженное и деформированное состояния определяют ход пластического или высокоэластического процессов в ходе развития названных процессов упругое состояние (обычно в измененном виде) продолжает оказывать существенное влияние на условия пластического и высокоэластического деформирования. [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...