Полосы усталостные

Плотность газовая 41 Полосы усталостные 49 Предел выносливости (усталости) 11, 12, 51 [c.302]

Вероятно, расширение (раскрытие) линий сдвига в процессе усталостного нагружения свидетельствует о начале повреждаемости. Это подтверждается также и тем, что удаление устойчивых полос усталостного сдвига, примерно через каждые 25% от долговечности образца, значительно повышает общую долговечность [1]. [c.198]

Появление тонких трещин в структуре полос усталостного сдвига, которые можно наблюдать при помощи электронного микроскопа (рис. 21.17). [c.199]

При напряжениях меньше предела выносливости в области IV (между напряжениями 0я и 0 на рис. 7) у пластичных материалов в поверхностных слоях наблюдаются локальные полосы скольжения и могут зарождаться микротрещины (нераспространяющиеся усталостные микро трещины), которые, однако, не достигают критической длины и с ростом числа циклов прекращают свое развитие, достигая линии БЕ. Ниже будут рассмотрены более детально процессы накопления усталостных повреждений в каждом из периодов и стадий в условиях циклического деформирования. [c.20]

Рис. 25.13. Остаточные полосы интерференции у конца усталостной трещины. Увеличено в 36 раз.

Разрушение при температуре жидкого гелия происходит всегда в результате образования и развития усталостной трещины во всем возможном диапазоне напряжений. Усталостные трещины зарождаются, как правило, в полосах сдвига, появляющихся при прерывистом течении материала в первых циклах нагружения и развиваются по телу зерен. Окончательное разрушение происходит, как и при однократном нагружении, сколом под углом 45 град к оси образца. [c.113]

Чтобы более точно установить, на какой стадии появления или развития трещины действует коррозионная среда, были проведены исследования поверхности испытанных образцов (при долговечностях, близких к появлению трещины) под электронным микроскопом [ 142,155]. Определено, что коррозионная среда резко ускоряет процесс подрастания трещины. В то же время место начала появления усталостной трещины и на воздухе, и в коррозионной среде одно и то же —вдоль полос скольжения через ач])азу или через двойники. На первой стадии микроскопические трещины распространяются главным образом по линиям сдвигов. [c.160]

Рис. 3.24. Последовательность (а)—(г) состояний материала в вершине усталостной трещины при монотонном растяжении пластины в колонне растрового электронного микроскопа, и схема (д), (е) образования трещины по одной из полос скольжения в результате вращения объема металла перед вершиной трещины

Формирование систем скольжения с высокой плотностью дислокаций, сопровождающих формирование усталостных бороздок, было продемонстрировано методами просвечивающей электронной микроскопии [70, 82, 135]. Системы скольжения располагаются под углом 45° к поверхности излома. Профиль и ширина блоков полос скольжения, которые наблюдали на поверхности образца, подобны профилю и шагу усталостных бороздок [82]. Этот факт был положен в основу многих разработанных моделей формирования усталостных бороздок [70, 82, 133, 134, 136-142]. Рассмотрены были оба полуцикла нагружения материала, в которых реализуются два разных процесса (1) пластическое затупление вершины трещины, и (2) разрушение материала. Оба процесса соответствуют восходящей ветви нагрузки и приводят к формированию каждой усталостной бороздки в каждом цикле приложения нагрузки. В полуцикле разгрузки происходит подготовка материала перед вершиной трещины к последующей реализации указанных выше двух процессов деформации и разрушения. [c.164]

Форма профиля усталостных бороздок была исследована на образцах из алюминиевого сплава 2017-Т4, испытанных при разной асимметрии цикла нагружения [158]. Профили усталостных бороздок были получены по специальной технологии, в которой был реализован их срез в плоскости перпендикулярно излому (рис. 3.34). На представленном рисунке дана схема выявленных ориентировок полос скольжения в плоскости среза. Очевидно, что ориентировка полос скольжения указывает на процесс формирования усталостных бороздок в результате ротаций объемов материала от вершины трещины, как это было рассмотрено выше. Существенно подчеркнуть, что в рассматриваемой работе механизм формирования усталостных бороздок не обсуждался. [c.177]

Рис. 3.34. Профили (а), (6) усталостных бороздок, выявленные в работе [158], (в) профиль бороздок, образованный при естественном срезе участка излома образца из титанового сплава ВТ5, и (г) схема сечения по профилям указанных бороздок с ориентировкой полос скольжения от дислокационных трещин (см. рис. 3.27а)

Рис. 7.24. Зависимости (а) скорости роста усталостных трещин d /dNи б) шага усталостных бороздок 8 от эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений в образцах из сплава ВТ8, (в) их сопоставление с кинетическими кривыми для сплава ВТЗ-1, а также (г) полоса разброса для указанных выше параметров относительно единой кинетической кривой (сплошная линия) для сплавов титана

В пределах ступичной части излома диска были выявлены два типа рельефа волнистый рельеф внутризеренного разрушения со следами выраженной пластической деформации материала в виде пересекающихся полос скольжения и усталостные бороздки. Зоны с усталостными бороздками представляли собой участки, окруженные волнистым рельефом, и их доля в изломе составила по площади около 50 %. [c.494]

На следующем участке (условно участок № 2) излом имеет форму изогнутой линии протяженностью примерно 18 мм. На этом участке также часть поверхности излома пластически деформирована, однако непосредственно вблизи спинки сохранилась узкая полоса исходной поверхности излома. Сохранившаяся часть излома представляла собой зону долома, образованную в результате практически сквозного прорастания усталостной трещины, зародившейся на предыдущем участке (№ 1) излома пера лопатки. [c.575]

Рис. 12.19. Структура усталостных линий в виде узких полос статического надрыва материала (выделена пунктиром) вблизи границы перехода к ускоренному разрушению лонжерона № 1

Он позволяет установить роль конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов в разрушении деталей и конструкций. По усталостным полосам в большинстве случаев можно выявить очаг разрушения и подвергнуть его тщательному 4. схема развития тре-анализу. тин усталости [c.45]

Полосы деформации представляют собой последовательные положения внутризеренного фронта трещины после каждого цикла нагружения. По расстоянию между полосами можно судить о скорости распространения фронта трещины в тех случаях, когда они имеют правильное расположение (в железе, низкоуглеродистой стали, алюминиевых сплавах). Однако рассчитанная по расстоянию между полосами скорость распространения трещины не на всех стадиях роста трещин вполне соответствует скорости, полученной при усталостных испытаниях. Это связано с тем, что на каждый цикл фронт трещины продвигается не на одинаковое расстояние по всей длине. Наряду с усталостным происходит хрупкое разрушение с образованием плоских гладких участков и перлитных сколов, что приводит к быстрому локальному продвижению фронта трещины. Кроме того, на стадии быстрого роста возможно развитие боковых трещин. [c.49]

Характер шероховатости излома заметным образом меняется при переходе из одной макроскопической зоны в другую, иногда такой переход может быть резким. Так, в частности, наблюдается резкое возрастание шероховатости в пределах макроскопических усталостных линий или периодически Возникающих кольцевых полос на изломах замедленного разрушения. [c.16]

Расстояние между отдельными сдвигами увеличивается с увеличением уровня переменного напряжения (см. рис. 123) и с увеличением длины усталостной трещины. Часто наблюдается чередование широких и узких сдвиговых полос (рис. 125), что связано, по-видимому, с обычно наблюдаемой при различных видах нагружения периодичностью в развитии разрушения. Из-за нечеткости очертания границ отдельных микроскопических сдвигов, как правило, не представляется возможным измерить расстояние между ними. Однако в ряде случаев возможен подсчет ширины усталостных линий, выявляемых при увеличениях оптического микроскопа между шириной этих полосок, представляющих собой полоски другого (нижнего) порядка, и уровнем действующего напряжения наблюдается определенная зависимость. [c.154]

Переход к ротационным эффектам у вершины трещины на мезоскопическом масштабном уровне при образовании свободной поверхности подтверждается результатами исследования in situ [99]. Исследования процесса деформации материала у кончика усталостной трещины выполнены при монотонном растяжении пластины толщиной в несколько десятых долей миллиметра. Полученная серия фотографий в последовательно осуществлявшемся растяжении пластины указывает, что в момент страгивания трещины образуются две системы скольжения по границам растянутого элемента материала в вершине трещины (рис. 3.24). Одновременно с этим имеет место небольшое пластическое затупление вершины трещины. Образование трещины по одной из наметившихся к разрушению полос скольжения происходит в результате потери устойчивости растягиваемого элемента внутри образованных полос скольжения за счет вращения его объема. Выполненные измерения углов по фотографиям, представленным в работе [99], свидетельствуют о вращения объема металла [c.160]

Вместе с тем следует подчеркнуть, что использование полос скольжения, выявленных на поверхности образца, для объяснения процесса формирования усталостных бороздок является не вполне корректным. У поверхности пластичных материалов, для которых наиболее типично наблюдент е полос скольжения у вершины трещины, имеет место процесс разрушения при доминировании сдвига, что приводит к формированию скосов от пластической деформации [143, 144]. Ориентировка полос скольжения под углом 45° к линии продолжения плоскости трещины перед ее вершиной на поверхности пластины отвечает этому процессу, а не формированию усталостных бороздок. В п.тос-кости сечения материала применительно к середине фронта трещины были выявлены две системы полос скольжения перед вершиной трещины, которые пересекаются между собой под углом 90° [82]. Выявленные две системы скольжения отвечают процессу пластического деформирования материала как на восходящей, так и на нисходящей ветви нагрузок, что соответствует процессу на мезо-уровне (см. параграф 3.2). [c.165]

В полуцикле разгрузки образца материал в вершине усталостной трещины и за ней находится под действием остаточных растягивающих напряжений [151]. Перед вершиной трещины материал находится под действием сжимающих напряжений. В такой ситуации вполне естественно ожидать реализации дислокационной трещины перед вершиной трещины на некотором расстоянии от нее и разрыва соединяющей их перемычки, как это рассмотрено в работе [64]. Возникновение дислокационной трещины перед вершиной магистральной трещины (рис. 3.26) обусловлено тем, что наибольшее неренапряжение материала в цикле нагружения достигается именно на некотором расстоянии перед вершиной трещины на восходящей ветви нагрузки, где имеет место объемное напряженное состояние. Ориентировка полос скольжения для рассматриваемой ситуации соответствует возникновению дислокационной трещины в момент перехода от восходящей к нисходящей ветви нагрузки. В связи с этим последующее формирование свободной поверхности в результате разруи е-ния материала становится естественным в резулт.- [c.167]

Выявленные закономерности роста усталостных трещин в алюминиевых сплавах на стадии I, когда определяющую роль играют процессы продольного и поперечного скольжения при формировании псевдобороздчатого рельефа излома, позволили рассчитать последовательность скачков трещины. В частности, для диапазона приростов трещины в пределах размеров, совпадающих с размерами ступенек сброса в полосах скольжения, получена последовательность 2,3 2,77 3,5 3,34 [c.227]

Изменения в режимах колебания дефлекторов в процессе роста трещин отразились в формировании регулярных, более четких, и нерегулярных, менее выраженных, усталостных микролипий. Рельефные линии образованы зонами вытягивания и характеризуют границу перехода от меньшего к существенно более высокому уровню нагрузки. Наиболее глобальные изменения в напряженности дефлектора связаны с его нагружением при запуске двигателя, что подтверждается всеми случаями разрушения дефлекторов в момент выхода на взлетный режим и пробега ВС по взлетной полосе. Поэтому наиболее рельефные, регулярные усталостные линии (см. рис. 10.2) относят к ситуации регулярно повторяющегося цикла запуска двигателя, а расстояния между двумя соседними, регулярными линиями — к одному полету ВС. [c.538]

Сопоставление результатов измерения шага усталостных бороздок с данными о закономерности формирования блоков усталостных макролиний показало следующее. В районе сформированных линий, расстояние между которыми составляет несколько десятых долей миллиметра, имеет место резкое снижение шага бороздок. Структура самих линий такова, что они по мере приближения к этапу быстрого распространения трещины представляют собой узкую полосу ямок (рис. 12.19). В последующем, при возрастании длины на две-три десятых доли миллиметра, происходит быстрое нарастание шага, так что на общей закономерности изменения шага бороздок эту ситуацию можно рассматривать как естественный разброс измеряемых величин. Тем не менее, именно на интервале длины 10-15 мм существенные колебания измеренных величин шага усталостных бороздок обусловлены резкими сменами величин параметров рельефа излома сразу же за усталостными линиями и внутри самих линий. [c.660]

Зарождение трещин связано с возникновением больших растягивающих напряжений в результате скопления дислокаций, образующихся у препятствий или расположенных вдоль полос скольжения, коагуляции вакансий, возникновения экструзий и эитрузий (выдавливания тонких лепестков металла толщиной менее 1 мкм) в полосах скольжения. Известны две основные схемы роста усталостных трещин первая заключается в повторном раскрытии и закрытии трещины, вторая —в слиянии микротрещин или пор с магистральной трещиной. [c.9]

В общем случае (В. С. Иванова и Л. А. Маслов) в изломе выделяют три основные зоны />—зона чисто усталостного разрушения, характеризующаяся наличием усталостных полос (макро- и микрополос, наблюдаемых в электронном микроскопе) U — зона перехода или зона смешанного разрушения ( ямочное как результат локальных разрушений впереди трещины, хрупкие участки и усталостные полосы) и, наконец, /г — зона долома. Длина усталостного пятна l)=ia+ld. Исчезновение зоны I, свидетельствует о том, что с увеличением напряжения происходит смена напряженного состояния, реализуемого в локальном объеме впереди трещины. Хруп- кое разрушение в условиях плоской деформации сменяется на квазивяз-кое. Для оценки микрорельефа поверхности и профиля излома в институте металлургии им. А. А. Байкова разработано оригинальное телевизионно-аналоговое устройство. [c.45]

Характер тонкой структуры поверхности излома при усталостном разрушении определяется положением порога хладноломкости стали [37]. При разрушении выше порога хладноломкости в зоне усталостного разрушения отмечается значительная пластическая деформация. В зоне долома имеется вязкое разрушение с четко выявленными на микрофрактограммах участками чашечного излома. При разрушении внутри порога хладноломкости в зоне уста- лостного разрушения полосы деформации выражены слабее, появляются участки хрупкого разрушения. Зона долома имеет смешанный характер — участки вязкого и хрупкого разрушения. При разрушении ниже порога хладноломкости как в зоне усталостного разрушения, так и в зоне долома не обнаруживается следов пластической деформации. [c.47]

При количественной оценке параметров усталостного излома фиксируют ширину и высоту мнкраполос, углы наклона учасгкоп профиля по отношению к направлению действия наибольших растягивающих напряжений, относительные углы ориентации соседних микроучастков. Увеличение скорости распространения трещины приводит к образованию на поверхности излома более грубых полос. Данные подвергают статистической обработке. [c.48]

В зависимости от асимметрии цикла, структурного состояния и величины приложенного напряжения на поверхности разрушения можно наблюдать усталостные микрополосы, области скола и следы возникших в процессе усталости пор. Области с характерной полос- [c.48]

В зоне усталостного разрушения наблюдается характерная аю-лосчатость, концентрически расходящаяся из очага излома. Усталостные полосы образуются, когда напряженное состояние в локальных объемах у вершины развивающейся трещины соответствует условиям плоской деформации. [c.49]

Усталостные полосы, бороздки, линии остановки фронта трещины или, как их еще называют, криволинейные метки на поверхности усталостного разрушения характерны тем, что они а) практически взаимно параллельны и расположены под прямым углом к локальному направлению раопространения трещины б) отстоят друг от друга на расстоянии, изменяющемся с изменением амплитуды цикла в) по количеству равны числу циклов нагружения г) как правило, объединяются в группы, внутри которых все метки непрерывны и имеют длину, увеличивающуюся по мере ухода из очага излома. [c.49]

В деформируемых пластически материалах усталость есть результат серии сложных процессов, первым из которых является зарождение усталостных трещин от непрерывно развивающихся полос скольжения (в качестве обзора по возможным механизмам внутреннего зарождения усталостных трещин от развивающихся полос скольжения можно указать работы [1, 18]). Такие трещины развиваются прерывисто в течение каждого цикла путем накопления необратимых пластических искажений у кончика трещины (см., например, [17]) до тех пор, пока они не станут доста- [c.175]

Авторы работы [2] изготавливали аналогичные композиты с полиэфирной смолой на основе во.иокон типа I, которые они затем испытывали на воздухе и в воде. Так как они использовали меньшие объемные доли волокон, полученная ими прочность неизбежно оказывалась ниже, чем у Оуэна и Морриса однако, когда они на графике привели прочность к безразмерному виду, разделив усталостную прочность на статическую, все результаты попали в единую полосу разброса, включаюгдую и влажные , и сухие образцы. [c.370]

Подобное чередование шероховатости на изломах ЗР в виде периодически повторяющихся полос или кольцевых линий наблюдалось на образцах из титанового сплава 0Т4-1, эксплуатационных изломах стали Х15Н5Д2Т (рис. 38, а) и др. На поперечных образцах из сплава 0Т4-1 (содержание водорода 0,05%) в зоне замедленного разрушения, которое развивалось от созданной усталостной трещины, наблюдались перемежающиеся участки матового волокнистого строения и участки в виде блестящих полосок гладкого строения. Кольцевые линии наблюдались в конце зоны замедленного разрушения. [c.62]

Усталостная зона изломов имеет грубо складчатую, сильно шероховатую поверхность, состоящую из пересекающихся под разными углами, наклонных по отношению к направлению главных растягивающих напряжений, площадок (рис. 117,а). Такое строение наблюдается как непосредственно в очаге, так и в зоне развития усталостной трещины. С уменьшением уровня напряжения уменьшается количество наклонных площадок в очаге, излом часто приобретает вид косого излома на рис. 117,6 показана траектория усталостной трещины при 20°С. На наклонных площадках регулярно расположены борозды, гребни, ступени, образующиеся по множественным полосам и плоскостям скольжения. В ряде случаев у одного из краев наклонных площадок располагается небольшой гладкий участок (или несколько таких участков) —локальный фокус разрушения. На площадках, представляющих собой очаг излома и расположенных в большинстве случаев у поверхности образца (детали), гладкий начальный участок разрушения Рыражен наиболее четко. [c.147]

Вследствие образования множественных поверхностных очагов макростроение изломов круглых образцов, испытанных на термоусталость, отличается от макростроения усталостных изломов подобных образцов таким образом, как это схематично показано на рис. 136. В пределах усталостной зоны обнаруживается характерный усталостный рисунок в виде складчатости, нерезко очерченных расходящихся от очагов рубчиков и слабо выраженных концентрических колец, представляющих собой узкие полосы с более крупной, чем на соседних участках, шероховатостью. По мере продвижения трещины шероховатость в усталостной зоне постепенно увеличивается, зон с резко очерченными границами, т. е. резкого изменения характера излома не наблюдается. Эта черта отличает рассматриваемые изломы от высокотемпературных чистоусталостных, на которых, как правило, резко выделяется начальная зона в форме глазка. Особым признаком излома при термоциклическом нагружении, отличающим его от излома механической усталости, является также большая сглаженность, нерезкость, некоторая оплавленность рельефа. Для алюминиевых сплавов этот макроскопический признак вида излома может быть основным, так как в остальном излом мало отличается от обычных усталостных (рис. 137). [c.168]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...