Инкубационный период разрушения

Еще более сложным оказывается реакция металла на эти воздействия. В течение инкубационного периода разрушение носит локальный характер, т.е. зависит в основном от нагружения и деформирования металла в малой окрестности рассматриваемой точки. При развитой эрозии, когда поверхность имеет горную структуру, большое значение приобретает растекание капель по поверхности с большой скоростью и существование водяной пленки, амортизирующей удары капель, т.е. реакция ма- [c.459]

Заметим, что вершина трещины, начиная свое дви>кение, проходит расстояние, равное начальному размеру концевой зоны (ввиду малости которой, этим периодом пренебрегают). В дальнейшем неустойчивые трещины медленно подрастают до критического размера (когда начинается спонтанное развитие). В связи с этим выделим две последовательные фазы разрушения. Вначале элемент сплошной среды переходит в некоторое промежуточное состояние (концевая зона), а затем трещина, попадая в концевую зону, производит окончательное разрушение элемента. Детали этого процесса таковы, что па начальном этапе трещина двигается по уже сформированной концевой зоне (предполагается, что к моменту i = 0 в теле уже существует трещина h с концевой областью do), и поэтому берега разреза уже имеют дополнительное раскрытие за время инкубационного периода. На последующем основном этапе развития трещины такой ситуации уже нет. Трещина разрывает сплошной материал, формируя перед этим концевую область. Раскрытие берегов разреза в концевой области начинается с момента попадания вершины в соответствующую точку вязкоупругой среды (обозначим этот момент через t ). Тогда уравнение медленного роста трещины на этом этапе получим, полагая, что в любой момент выполняется условие (39.3) [c.317]

Рис. 41.2. Диаграмма замедленного разрушения (ИП — инкубационный период, МРТ — медленный рост трещины).

Оценка периода роста усталостной трещины с учетом предполагаемого нагружения гидроцилиндров свидетельствует о том, что даже на этапе роста трещины при формировании усталостных бороздок на длине более 1 мм от очага разрушения количество полетов (четыре нагружения в цик.яе ЗВЗ формируют четыре усталостные бороздки) составляет для рассматриваемых гидроцилиндров соответственно 7500 и 8000. Это более чем в 5 раз превышает количество полетных циклов нагружения, которые гидроцилиндры испытали в процессе эксплуатации из условия их нормального функционирования. Применительно к гидроцилиндру № 4 указанное расхождение превышает 20 раз. Помимо того, следует иметь в виду, что длительность распространения трещины на начальном этапе до формирования усталостных бороздок не оценивалась. Не было проведено оценки наличия инкубационного периода до зарождения усталостной трещины, а также факта зарождения трещины сначала от одного отверстия к другому. С учетом этого становится очевидным, что предполагаемая частота нагружения гидроцилиндров ниже реально реализуемой и может отличаться от нее на один-два порядка. [c.757]

Рис. 17 показывает, что характеристики композитов с 25 и 45 об.% волокон бора после отжига при 833 К близки. В течение инкубационного периода различие между ними больше, но, если разупрочнение зашло достаточно далеко, они практически совпадают. В обоих случаях деформация разрушения разупрочненных композитов достигает почти постоянного значения 3,3-Ю- . Если в 15 раз изменить масштаб времени, то кривые для 778 и 833 К совпадут таким образом, при повышении температуры с 778 до 833 К скорость реакции возрастает в 15 раз. [c.175]

Пряжением в воде происходит на внутренних структурных дефектах решетки стекла. Длительный инкубационный период, составляющий свыше 95% долговечности стекловолокна, объясняется накоплением гидроксильных ионов вплоть до критического значения pH, при котором химическое взаимодействие на внутренних дефектах стекла приобретает автокаталитический характер, способствуя повышению концентрации концевых катионов, что приводит к разрушению решетки 5102. Так как на 1 см стекловолокна приходится более 10 внутренних дефектов, то единственный способ устранить коррозию под напряжением в воде — это предотвратить увеличение количества воды и гидроксил-ионов на поверхности волокна. [c.27]

Несмотря на то, что электрохимическая коррозия имеет значение уже в начале инкубационного периода, определяющим фактором является прежде всего механическое воздействие воды при разрушении паровых полостей. Известно, что кавитации подвержены неметаллические материалы, например стекло. Случайные пики давления при разрушении полостей составляют несколько тысяч. мегапаскалей. [c.27]

Закаленная сталь изнашивалась в условиях трения со смазкой при упругом контакте по схеме кольцевой цилиндр — плоскость. Зависимость макронапряжений от пути трения приведена на рис. 9. Величина макронапряжений колеблется вокруг определенного уровня, который определяется, как и твердость, внешними условиями, в частности нагрузкой. При меньших нагрузках остаточные напряжения и твердость меньше. Спад макронапряжений авторы объясняют разрушением материала. Зависимость объемного износа от пути трения (рис. 10) имеет две точки перегиба. Участок ОА — интенсивный износ в результате соударения высоких неровностей с контртелом и их отделения АВ — период приработки, во время которого происходит упрочнение и увеличение фактической плош ади контакта. Усталостный износ начинается в точке В. Влияние нагрузки на путь трения до начала усталостного износа представлено на рис. И. Если перейти от большей нагрузки к меньшей, то до наступления усталостного износа требуется инкубационный период. При переходе от меньшей нагрузки к большей этого периода нет. Поскольку такое поведение износа аналогично характеру распространения усталостной трещины при изменении напряжения, авторы считают, что износ происходит в результате усталостного разрушения поверхностного слоя. [c.29]

Так как окалина действует как эффективный катод, что приводит к значительным локальным разрушениям — язвам и кавернам, удаление окалины и шлифовка поверхности металлических изделий служат вспомогательными методами уменьшения коррозионного действия агрессивной среды. При повышении чистоты обработки поверхности металла увеличивается инкубационный период коррозии, т. е. время до начала появления первых коррозионных пятен. [c.34]

Существует мнение ), что дальнейший рост образовавшихся трещин происходит в связи с диффузионными явлениями. Поскольку и клиновидные трещины и цепочки пор ) располагаются на границах зерен, роль необратимых деформаций в инкубационном периоде процесса разрушения оказывается большой. [c.593]

Процесс усталостного разрушения можно расчленить на три периода [Л. 90]. В первом инкубационном периоде происходит накопление искажений кристаллической решетки. На обобщенной диаграмме усталости, показанной схематически на рис. 6-10, первому периоду соответствует область ниже ломаной A B D E. Во втором периоде зарождаются субмикроскопические трещины, развивающиеся до размеров микротрещин (область между [c.269]

В литературе известны лишь качественные объяснения вида кривой износа, основанные на представлениях об изменении характера взаимодействия между каплей и поверхностью в результате изменений рельефа эродированной поверхности. Согласно этим представлениям по истечении инкубационного периода на поверхности появляются и накапливаются небольшие разрушения (начальный этап износа), возрастают глубина впадин (этап высокой скорости износа), углубление впадин до нескольких диаметров капель и заострение перемычек между кавернами (замедление износа), формирование сотовой и иглообразной формы поверхности, типичной для эрозии турбинных лопаток (участок минимальной скорости износа). [c.280]

Ударные воздействия, характеризующиеся областью диаметров и скоростей соударения капель, расположенной ниже порога повреждения (кривая 1), не вызывают эрозионных повреждений поверхности. Область выше порога разрушения (кривая 2) характерна отсутствием инкубационного периода, износ материала наступает с первыми ударами капель. Область между граничными кривыми характеризуется усталостным механизмом разрушения. [c.290]

Чрезвычайно важным фактором в оценке кавитационной эрозии является время. Чем больше продолжительность воздействия кавитации на направляющую поток поверхность, тем большему разрушению она будет подвергнута. Однако развитие эрозии во времени происходит нелинейно., Как показали опыты [21, 77, 111], кавитационное разрушение материала начинается не сразу, а по истечении времени, которое обычно называют инкубационным периодом. В течение этого периода происходят, как правило, значительные пластические деформации поверхностного слоя материала без каких-либо существенных потерь объема или веса. [c.39]

Следует подчеркнуть, что термин внезапный является условным. На самом деле внезапному разрушению почти всегда предшествует более или менее длительный инкубационный период, когда [c.478]

Коррозионные процессы при механических нагрузках протекают через три последовательные стадии инкубационный период, отвечающий отсутствию видимых разрушений период образования очагов коррозии период быстрого масштабного разрушения. [c.137]

Отмечается, что в начальной стадии, когда в результате взаимодействия коррозионной среды на поверхности имеется или образуется защитная пленка, и до момента ее разрушения (в наиболее напряженных местах) действие напряжений незначительно зависит от их величины. Этот период называется инкубационным, и он часто превышает процесс самого растрескивания. Максимальному увеличению инкубационного периода в ряде работ уделяется большое внимание ввиду его большого практического [c.626]

Действительный процесс разрушения, обнаруживаемый с помощью дефектоскопии и физических методов исследования, как правило, начинается задолго до исчерпания несущей способности детали и в соответствии с современными представлениями проходит несколько стадий развития. В общем случае различают четыре кинетических периода разрушения 1) инкубационный период 2) торможение 3) стационарный период 4) заключительное ускоренное разрушение [91]. [c.231]

Н2О— -Fe (он) + Н" ". Кислый характер среды в вершине трещины способствует выделению водорода и его диффузии в глубь металла. Диффузионно подвижный водород концентрируется в области наибольших растягивающих механических напряжений, которой является вершина трещины, и способствует ее хрупкому разрушению. Инкубационный период зарождения и скорость роста трещины определяются составом и структурой металла, составом и свойствами коррозионной среды и, наконец, уровнем и характером механических напряжений. [c.8]

Приведенная формула позволяет получить хорошее совпадение расчетных и опытных данных. При гидроабразивном испытании металлов не обнаружен так называемый инкубационный период, который характерен для струеударного разрушения водой. Гидроабразивное разрушение начинается при значительно меньшем числе ударов. Из этого следует, что наличие в воде абразивных частиц способствует развитию процесса разрушения металла и приводит к более сложным закономерностям. [c.40]

Реакция Ti-сплавов на такие виды нагружения, как выдержка под нагрузкой и бигармониче-ское нагружение, неоднозначна. Неоднозначно поведение Ti-сплавов и при снижении частоты нагружения. Сплав с одинаковой структурой по контролируемым параметрам, имеющий допустимый химический состав, может реагировать по-разному на идентичные условия внешнего воздействия, проявляя или не проявляя чувствительность к такому воздействию. Степень различия в поведении одного и того же сплава может варьироваться в широких пределах, начиная от некоторого снижения инкубационного периода разрушения или увеличения СРТ и кончая многократным снижением долговечности за счет резкого сокращения всех этапов развития разрушения и сменой механизмов разрушения. [c.385]

Холодные трещины — один из случаев замедленного разрушения свежезакаленной стали. Закономерности замедленного разрушения следующие 1) разрушение носит межкристалличе-ский характер 2) разрушение происходит через некоторый инкубационный период после приложения нагрузки при условии деформирования с малыми скоростями (ё 10 " с ) или действия постоянного усилия 3) сопротивляемость замедленному разрушению значительно меньше кратковременной прочности и зависит от времени действия нагрузки (рис. 13.27) 4) сопротивляемость замедленному разрушению стремится к некоторому минимальному значению (ap.min), которое соответствует периоду времени 10...20 ч после окончания термического воздействия и приложения минимальной разрушающей нагрузки затем сопротивляемость разрушению возрастает в течение от 1 сут до 10 сут в результате так называемого процесса отдыха 5) склонность к замедленному разрушению полностью подавляется при охлаждении ниже 200 К, восстанавливаясь при последующем нагреве до нормальной температуры, заметно ослабляется при нагреве до 370...420 К и полностью исчезает при нагреве до 470...570 К. [c.530]

Наблюдаемое замедление разрушения может быть объяснено проявлением двух механизмов увеличения инкубационного периода (контролируется по параметру Nt) и уменьшения скоростя [роста трещины (по параметру т). Проявление первого механизма наиболее значительно при потенциалах, соответствующих регламентированным значениям катодной защиты. По мере снижения абсолютной величины потенциала влияние первого механизма на рост трещины уменьшается. С другой стороны, наиболее сильное проявление второго механизма отмечалось на образцах бев внешней поляризации. С увеличением аОсо- [c.36]

Как видно, процесс разрушения можно разбить на два этапа инкубационный период, когда внутри материала накапливаются микроскопические повреждения, и этап продвиженпя магистральной трещины, который заканчивается разрушением. Картина до чрезвычайности напоминает ту, которая наблюдается при длительном разрушении в условиях высоких температур, разница состоит в том, что субмикро- и микротрещины появляются в результате нопеременных пластических сдвигов в теле зерна, а не на границах зерен. Существуют теории накопления поврежден-ности при переменных нагрузках (Костюк), которые мы здесь не затрагиваем. Что касается роста трещины, то, как оказывается, скорость его определяется коэффициентом интенсивности напряжений, поэтому можно принять [c.682]

Важен и еще один факт, который связан именно с коррозионным растрескиванием детали. Слияние коррозионных трещин могло быть результатом потери тягой устойчивости. Они уже были в детали и слились между собой в момент потери устойчивости. Но после этого, в результате воз-никщей концентрации напряжений, должна была иметь место смена механизмов разрушения от коррозионного растрескивания и усталости металла. В этом случае должен иметь место инкубационный период, который в случае высокой концентрации нагрузки и высокого уровня напряжений соответствует области малоцикловой усталости, когда больщая часть долговечности соответствует периоду роста трещины. В рассматриваемом случае из условий нагружения соотношение долговечности и периода роста трещины 1100/1700(100) = 60 %. Такое соотношение вполне соответствует высокому уровню нагружения детали и выявленному шагу усталостных бороздок от 0,5 до 7 мкм. [c.745]

Ранее к третьему классу были отнесены системы, в которых реакция между упрочнителем и матрицей приводит к образованию слоя продуктов химического взаимодействия. Для композитов, изготовляемых диффузионной сваркой, реакция характеризуется коротким инкубационным периодом, в течение которого происходит-разрушение окисных пленок на поверхности каждого компонента. Напротив, в системах псевдопервого класса окисные пленки, по видимому, достаточно стабильны, и их разрушение, делающее возможной реакцию, происходит лишь после продолжительной выдержки при повышенных температурах. Почти мгновенное разрушение пленок в системах третьего класса обеспечивает высокую однородность толщины зон взаимодействия, а спорадическое разрушение пленок в системах псевдопервого класса ведет к крайней неравномерности реакции вдоль волокна и толщины зоньг взаимодействия. Это различие в форме реакционной зоны влияет на закономерности обусловленного реакцией понижения прочно- сти при продольном растяжении. [c.155]

Для композитов алюминий — бор было установлено, что отклонение технологических параметров от рассмотренных выше оптимальных значений приводит к снижению прочности. Кроме того, было показано, что к разупрочнению приводит и термическая обработка по режиму диффузионной сварки, но без приложения давления. В наиболее обширном исследовании, проведенном Штурке [33], образцы композита А16061—35 об. % В отжигали в течение до 5000 ч при 505, 644 и 811 К. Полученные результаты представлены на рис. 8 в гл. 3 они показывают, что разупрочнению при 505 и 644 К предшествует инкубационный период, однако при 811 К его продолжительно сть должна быть меньше, чем минимальная в этих экспериментах продолжительность отжига (1 ч). Штурке не исследовал поверхности раздела, но предполагает, что разупроч -нение обусловлено либо нарушением связи волокон с матрицей (из-за чего не возникает сложного напряженного состояния), либо взаимодействием между бором и алюминием, приводящим к снижению деформации разрушения волокон. [c.171]

Шмитц и Меткалф полагают, что инкубационный период включает постепенную адсорбцию воды и образование поверхностной пленки с концентрацией гидроксилов, достаточной для роста дефекта. Такое объяснение, однако, нельзя считать удовлетворительным, потому что при адсорбции воды на стекле гидратация катионных центров происходит постоянно, так что уже на ранних стадиях гидратации образуются высокощелочные центры. Таким образом, если щелочность считать критерием разрушения, то инкубационный период не должен существовать. На самом деле подвижность пленки адсорбированной влаги со временем увеличивается, и поэтому инкубационный период может представлять собой время, необходимое для образования пленки, способной передавать влагу, участвующую в процессе коррозци под напряжением. [c.106]

В коррозионном процессе участки с максимальными напряжениями будут работать активными анодами и могут быть центрами развития коррозионного растрескивания, или ножевой коррозии, а участки с минимумом напряжений будут работать катодами и защищаться вследствие растворения анодных участков. При этом следует ожидать концентрации коррозионного разрушения вблизи границы шва для малой погонной энергии. Напротив, в случае высокой погонной энергии сварки происходит сглаживание электрохимической гетерогенности, что приводит к увеличению инкубационного периода коррозионного растрескивания или ножевой коррозии. [c.222]

Не снижает до нуля стадию зарождения и большинство дефектов сварных соединений. Только при наличии в швах трещин, образовавшихся при сварке, или при наличии весьма острых непроваров можно ожидать сведения к минимуму С1адии инициирования усталостного разрушения. Однако здесь существенную роль играют остаточные напряжения. В частности, испытания крупномасштабных образцов со значительными острыми непроварами в средине шва (рис. 2, а, б) показали, что, когда дефект располагается в зоне высоких растягивающих остаточных напряжений (они создавались дополнительными наплавами), усталостные трещины зарождались и начинали развиваться практически после первых циклов нагружения образцов. Однако если такие непровары размещались в зоне сжимающих остаточных напряжений, началу зарождения трещины предшествовал значительный инкубационный период, соизмеримый с периодом ее развития [61. [c.186]

Установлено, что для сравнительной оценки рассмотренных случаев пригодны следующие показатели длительность инкубационного периода зарождения трещины, длина умеренно повышающихся участков и характерная для них скорость распространения трещин, а также число циклов до разрушения. Из трех показателей сопротивления материала термической усталости можно выделить в первую очередь второй фактор и скорость распространения трещины. Результаты свидетельствуют о том, что с помощью данного метода можно хорошо определить отклонения в поведении разных материалов при термической усталости. Например, для образцов толщиной 6 мм числа термических циклов до разрушения у различных сплавов были следующие для AIMgSi N = 2290 AlMgS N =1688 AlZnMgl N =532 и для Al 99,5 N =340. [c.408]

При коррозионном растрескивании детали и конструкции разрушаются вследствие зарождения на их поверхности и последующего углубления в материал трещин. Само разрушение происходит практически мгновенно в резуштате долома по месту наиболее глубокой трещины. Трещины при этом обычно направлены перпендикулярно к действию растягивающих напряжений, а при кручении — под, углом в 45°. Трещины могут иметь как транскристаллитный, так и межкристаллитный характер. Видимые на поверхности материала трещины появляются не сразу, их появлению предшествует скрытый (инкубационный) период. В развитии трещин растрескивания мбжно вьщелить три этапа зарождение трещины, собственно развитие трещины и мгновенное (спонтанное) разрушение металла. Продолжительность первого и второго этапов, учитывая, что третий протекает мгновенно, и определяет долговечность деталейи конструкций [8,17]. [c.41]

Зарождению трещин предшествует длительный инкубационный период, причем напряженность образца в начальный период коррозионных испытаний слабо отражается на рремени до разрушения. Подтверждает сущест- [c.180]

Лабораторная проверка катодной защиты проводилась на магнитострикционном вибраторе. Об эффектив- ности защиты можно судить из заимствованного из [Л. 99] рис. 49, из которого видно, что компенсацией возникающего при кавитации тока достигается уменьшение эрозионного разрушения. Еще лучшие результаты получены при создании контртока (защищаемая от разрушения деталь должна иметь отрицательный электрический заряд). Из рис. 49 видно, что катодная защита только удлиняет инкубационный период эрозионного разрудиения. Она не может полностью предохранить металл от эрозии, так как при ее применении тормозится только электрохимическое действие, на механическое же действие кавитации катодная защита влияния не оказывает. [c.84]

Легирование в значшельно большей степени влияет на сопротивление кавитационному разрушению у аустенитпых сталей. В качестве легирующих компонентов используют марганец и никель. По продолжительности инкубационного периода и кавитационной стойкости марганцовые стали существенно превосходят никелевые. Кавитационная стойкость резко повышается при распаде аустенита с образованием мар-тенситной структуры. Мартенсит, не содержащий углерод, обладает малой кавитационной стойкостью- Максимальная кавитационная сгойкость достигается при содержании углерода 0.4 %. Дальнейшее повышение углерода не нрн.воднт к повышению кавитационной стойкости. Мартенситная структура обеспечивает большую кавитационную стойкость не только в сталях, но и в медных и титановых сплавах [7]. [c.168]

Прежде всего, одним из главных определяющих факторов является агрессивность среды. Все коррозионные разрушения дисков происходят в зоне расширения пара, близкой к фазовому переходу. Здесь действуют те же механизмы концентрирования агрессивных примесей, которые рассматривались выше (см. 16.4) появление первых насыщенных агрессивными веществами капель конденсата, циклическое подсушивание и увлажнение отложений в застойных зонах (зазорах в шпоночных пазах, хвостовых соединениях и т.д.). Чем выше концен-трацш агрессивных примесей, тем менее коротким является инкубационный период и тем быстрее развивается возникшая коррозионная трещина. Очень большое влияние на инкубационный период оказывают напряжения, с ростом которых инкубационный период также сокращается. На рис. 17.16 показано совместное влияние агрессивности среды и напряжений на время до появления трещины коррозии под напряжением для роторных сталей ЦНД. В водном растворе NaOH в количестве 28—35 % инкубационный период снижается примерно в 10 раз по сравнению с испытаниями в чистом паре. [c.488]

Коррозионное растрескивание происходит при одновременном воздействии статических растягивающих напряжений (внешних и внутренних) и коррозионной среды. Подобно хрупкому разрушению, происходит практически без пластической де юрмации макрообъемов металла. Непременным условием такой коррозии является локализация процесса на наиболее напряженных местах поверхности в трещинах, в защитных покрытиях, на границах зерен, выходах дислокации. В зависимости от особенностей структуры металла и состава коррозионной среды коррозионное разветвление может быть меж- или транскри-сталлитным. В общем процессе развития коррозионной трещины (сильно разветвленной) различают инкубационный период (до появления зародышевой трещины), периоды развития трещины и хрупкого разрушения. [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...