Склонность к к хрупкому разрушению путем

Г. В. Ужик [48] рекомендует оценивать склонность стали к хрупкому разрушению путем анализа диаграмм статического изгиба образцов с надрезом Менаже. Судя [c.54]

В настоящей главе в развитие и дополнение известных [9, 29, 331 методов оценки склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению при ударном нагружении изложены новые результаты таких исследований [94, 97,102 —104], а также дается описание установки для регистрации параметров ударного разрушения. При этом описывается методика оценки склонности материала к хладноломкости путем испытания на ударное растяжение цилиндрического образца с кольцевой трещиной, а также показывается применение подобных образцов для ударных испытаний конструкционных материалов. [c.164]

Проведенные ниже экспериментальные исследования по определению критической температуры хладноломкости путем ударного растяжения цилиндрических образцов с кольцевыми треш,инами показывают, что данный метод является простым и эффективным средством оценки склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению. Поэтому указанный метод может быть рекомендован для широкого использования. [c.174]

Весьма перспективными направлениями исследований в этой области следует считать изучение микромеханизмов разрушения и трещиностойкости вязких сталей рассмотрение субструктуры, и склонности к хрупкому разрушению сплавов развитие идеи комбинированного упрочнения деталей машин, сочетающего объемное повышение вязкости разрушения с нанесением износостойких покрытий изыскание путей создания оптимальных субструктур сплавов при комбинированном упрочнении, обеспечивающих их повышенную трещиностойкость. [c.7]

На этом основан простой практический метод оценки пластичности и склонности к хрупкому разрушению литых и других малопластичных сплавов при мягких напряженных состояниях, путем вдавливания шарика в диск, до разрушения диска (см. гл. 15). Подобный же метод возможен для оценки хрупкости тонких поверхностных слоев при испытании микротвердости. [c.267]

Таким образом, имеется существенное различие между сопротивлением пластической деформации (в частности, ат) и сопротивлением разрушению 5 . С повышением ат опасность хрупкого разрушения увеличивается повышение же 5к всегда повышает и пластичность, и вязкость, и сопротивление разрушению. Диаграмма механического состояния также показывает, что с повышением (т при прочих равных условиях увеличивается склонность металла к переходу от вязкого разрушения путем среза к хрупкому путем отрыва. [c.21]

Снижение нижнего предела текучести особенно резко в тех диапазонах температур, где происходит существенное изменение степени блокировки дислокаций. В о. ц. к. металлах, например, резкая температурная зависимость сУт наблюдается ниже 0,2 Гпл (рис. 75), что как раз и обусловливает их склонность к хрупкому разрушению при низких температурах (см. 1гл. IV). Неизбежность температурной зависимости От° вытекает из физического смысла его составляющих. Действительно, ог должна зависеть от температуры, поскольку напряжения, необ- ходимые для преодоления сил трения, падают с повышением температуры из-за облегчения обхода барьеров путем поперечного скольжения и переползания, а также наличия температурной зависимости силы Пайерлса— Набарро. Степень блокировки дислокаций, определяющая величину Ку VI, следовательно, слагаемого Куй р в формуле (67), также должна уменьшаться при нагреве. В о. ц. к. металлах это обусловлено размытием примесных атмосфер уже при весьма низких температурах из-за высокой диффузионной подвижности примесей внедрения. [c.153]

Для стали явление старения имеет два аспекта. С одной стороны, это отрицательное явление, приводящее к снижению пластичности и вязкости стали, к определенной степени нестабильности ее свойств во времени. Это имеет особенно большое значение для низкоуглеродистой стали обычного качества, объем производства которой составляет до % от общего производства стали. В этом случае проблема старения решается путем изыскания способов уменьшения интенсивности процесса старения, способов получения нестареющей стали. С другой стороны, старение можно использовать как упрочняющую обработку, позволяющую в определенных условиях заметно повысить несущую способность изделия или конструкции без опасного увеличения склонности к хрупкому разрушению. В этом случае стремятся [c.4]

В современных методах оценки склонности к хрупкому разрушению стремятся к наибольшей локализации деформации, используя характеристики, получаемые непосредственно в процессе разрушения или испытывая образцы с заранее полученной трещиной. Таким путем удается получить более универсальную характеристику, почти не зависящую от остроты исходного надреза, и, кроме того, оценить воздействие на материал наиболее опасного дефекта — трещины. [c.457]

Методы, оценивающие характеристики, которые получают непосредственно в процессе разрушения (метод Робертсона, Пел-лини и др.), относятся главным образом к оценке хладноломкости сталей и не получили применения для алюминиевых сплавов, склонность к хрупкому разрушению которых оценивается испытанием образцов на изгиб или растяжение (осевое или двухосное) с заранее полученной трещиной. Исходную трещину для испытания на изгиб создают путем повторного изгиба, а для испытания на растяжение — путем повторного растяжения. [c.457]

При сварке плавлением технического молибдена сварные швы имеют крупнокристаллическое строение (рис. 11-13, а), что обусловливает их хрупкость. Склонность сварных швов молибдена к хрупкому межкристаллитному разрушению при нормальных температурах может быть существенно уменьшена путем легирования их определенными элементами в количествах, достаточных для создания пересыщенного твердого раствора при высоких температурах и выделения второй мелкодисперсной фазы в процессе кристаллизации сварного шва. [c.679]

Рассматривая в совокупности изложенные выше представления о соответствующем балансе между электрохимической активностью и пассивностью, можио считать, что локализованная коррозия возникает различными путями и является следствием проявления ряда различных механизмов, вызывающих коррозионное растрескивание. Если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются непрерывные области сегрегации или выделений (обычно по границам зерен), отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, тогда потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии (МКК) может быть под действием механических напряжений реализована в межкристаллитное разрушение. В том случае, когда предварительно существующие активные участки находятся в пассивном состоянии, тогда деформация может активизировать их за счет разрушения защитной пленки и, возможно, за счет растворения возникающих ступенек сдвига, обладающих повышенной электрохимической активностью. В последнем случае решающая роль напряжений или деформации проявляется для таких сплавов, которым присуща недостаточная пластичность и склонность к хрупкому разрушению. Энергия, необходимая для хрупкого разрушения, может быть уменьшена за счет или адсорбции специфических компонентов, или образования хрупких фаз в вершине трещины, или внедрения водорода в решетку впереди вершины развивающейся трещины. Предполагают, что эти три различных механизма коррозионного растрескивания должны рассматриваться как протекающие непрерывно с постепенным переходом от одного механизма к другому, поскольку постепенно над коррозионным процессом начинают преобладать процессы, обусловленные действием напряжений или деформации. Переход от одного механизма к другому может быть следствием изменения или характеристик самого сплава, или условий внешней среды. [c.231]

Холодные трещины — наиболее распространенный, дефект. Одной из причин большой склонности соединений серого чугуна к образованию холодных трещин является наличие графита в металлической матрице. Графит играет роль надреза. Под действием растягивающих напряжений у вершин графитных пластинчатых включений созидается перенапряжение, которое и может вызвать разрушение. У серого чугуна практически отсутствует запас пластичности, поэтому разрушение происходит хрупко, путем отрыва и в основном по графитовым включениям. Присутствие в чугуне цементита, ледебурита и мартенсита повышает хрупкость и способствует образованию трещин. [c.322]

В лабораторных условиях замедленное разрушение удается воспроизвести, если исследуемый материал (образец) имеет нестабильную или неоднородную структуру или если неоднородны исходные условия испытаний, к которым можно отнести нарушение оптимальных условий термической обработки (перегрев, отсутствие отпуска и др.), наводороживание, местную пластическую деформацию, воздействие жидких сред, в том числе коррозионно-нейтральных, наличие хрупких слоев на поверхности, а также неоднородность поля напряжений (перекос, внецентренность и др.) и т. д. Общим для всех этих состояний и условий является понижение пластической энергоемкости тела в целом (образца). При переходе к испытаниям тех же материалов, но в условиях или состояниях, способствующих равномерному распределению деформации по объему во времени, склонность материала к замедленному разрушению исчезает или уменьшается. Так, например, С. С. Шуракову [24] удалось наблюдать временную зависимость прочности при испытании образцов из стали ЗОХНЗА только в закаленном без отпуска состоянии (рис. 19.7). Я. М. Потак [17] установил временную зависимость прочности стали ЗОХГСА в закаленном без отпуска состоянии при осевом растяжении только у надрезанного образца на гладком образце из стали в том же состоянии склонность к замедленному разрушению не проявилась. Удалось воспроизвести замедленное разрушение на образцах из стали ЗОХГСА в структурностабильном состоянии, после закалки и отпуска при 510° С, но в условиях резкой исходной неоднородности поля напряжений. Образцы имели острые кольцевые надрезы, в вершине надрезов были созданы предварительным нагружением трещины, испытание проводили путем растяжения с перекосом на податливых испытательных машинах. [c.151]

Особенно ценным является метод определения склонности стали к хрупкому разрушению, производимый путем серии испытаний на удар (предложенный Н. Н. Да-виденковым и его школой). Известно, что под влиянием понижения температуры удар- . ая вязкость обычной конструкционной стали падает и потому вязкую при комнат- [c.296]

При испытаниях с постоянной скоростью деформирования склонность к коррозионному растрескиванию оценивают путем сравнения относительного сужения после разрыва относительного удлинения после разрыва максимальной нагрузки, предшествующей разрушению образца работы, затраченной на разрушение образца времени до разрушения. Наиболее часто оценивают стойкость материала против коррозионного растрескивания по величине относительного сужения после разрыва, а также по величине относительного удлинения, которая, как и величина относительного сужения, пропорциональна времени до коррозионного растрескивания. Значения данных критериев можно получить с надлежащей точностью для систем металл — среда, в которых после испытаний наблюдают квазихрупкий излом (относительное сужение после разрыва 1,5% 15 %). Для систем металл — среда, в которых при разрушении наблюдают хрупкий излом — относительное сужение после разрыва не превышает 1,5 %, предпочтительным является оценка стойкости по величине работы, затраченной на разрушение образца, или по величине максимальной нагрузки (или напряже1шя). [c.108]

Ввиду ТОГО, что два явления по своей физической природе принципиально различны, методика их экспериментального опре-.аеления будет освещена раздельно. В первую очередь рассмотрим методику испытаний на статическую тепловую хрупкость. Склонность стали к хрупкому разрыву в условиях статической нагрузки выявляется путем испытания на длительную прочность гладких или надрезанных образцов. О характере разрушения металла в большинстве случаев можно судить уже по внешнему виду излома, а также по величине остаточного удлинения и поперечного сужения. Как уже отмечалось в главе III, некоторые жаропрочные материалы разрушаются при длительных испытаниях с удлинением в 1 /о и даже менее. [c.328]

Если 1, то в целом материал имеет склонность к хрупкому разрушению путем отрыва. Прочность таких материалов при растяжении меньше прочности при сл<атии. [c.552]

Однако практическое использование интерметаллидов в качестве жаропрочного материала ограничивается из-за их склонности к хрупкому разрушению. Считают, что этот барьер можно преодолеть путем микро-или макролегирования. Действительно, удалось, например, пластифицировать интерметаллид NiaAl путем микролегирования бором. Эффект связывают с тем, что бор имеет тенденцию сегрегировать к границам зерен. При этом примеси бора в приграничных областях приводят к образованию сплошной разунорядоченной зоны по границам зерен, что способствует передаче скольжения через границу зерна. Если же скольжение [c.255]

Сварные узлы, выполненные без трещин, могут подвергаться хрупкому разрушению при работе конструкции в условиях сложного напряженного состояния и низких температур. Причинами разрушений могут быть конструктивные недостатки — наличие макроскопических концентраторов напряжений и дефекты сварных соединений — раковины, поры, шлаковые включения, подрезы по краю швов, существенное изменение структуры металла в результате сварочного тепла и возникновения остаточных напряжений. Склонность материалов к хрупкому разрушению оценивают путем испытаний различных видов. [c.50]

СОПРОТИВЛЕНИЕ ОТРЫВУ — среднее растягивающее напряжение в момент разрушения путем отрыва. Хотя одновременный отрыв по всему сечению соответствует бесконечной скорости развития трещины и потому никогда не осуществляется, С. о. является полезной хар-кой кон-струкц. материалов. При прочих равных условиях с ростом С. о. склонность к хрупкости падает, а конструктивная прочность растет. С. о. для хрупких при растяжении материалов совпадает с обычным пределом прочности. Для оценки С. о. материалов, пластичных при растяжении, необходимо воздействие охрупчивающих факторов понижение темп-ры или увеличение скорости нагружения введение надрезов или трещин переход к двухосному растяжению. В этих случаях оценка С. о. не всегда является бесспорной. С. о. большей частью сильно повышается с измельчением структуры. Многие факторы различно, иногда противоположно, влияют на С. о., и сопротивление пластич. деформации, напр., с повышением содержания углерода в низко-отпущенных сталях С. о. падает, а твердость растет (см. Отрыв, Излом отрыва). [c.180]

Ковочные штампы больших размеров, изготовленные из стали марок К12—К14 с 3—5% Сг, хорошо азотируются в аммиачной газовой среде со степенью диссоциации около 30 7о- Под влиянием термической обработки (12 ч при 500°С+12 ч при 520° С) образуется азотированный слой толщиной приблизительно 0,2—0,25 мм (толщина пленки химического соединения 10—15 мкм), имеющий поверхностную твердость НУб= lOOO-f-1200, Поверхностная твердость сталей типа NK не превышает HV 550. Расходы на азотирование в газовой среде в течение относительно продолжительного периода времени составляют 2—8% от стоимости инструмента. Продолжительность азотирования в газовой среде может бьиъ сокращена путем повышения температуры обработки. Однако с точки зрения оптимальности свойств более целесообразно начинать азотирование при низких температурах и заканчивать при несколько больших (но более низких, чем температура отпуска) температурах. В процессе азотирования, осуществляемого при низких температурах, твердость сердцевины не (иеняется и, если меняется, то совершенно незначительно, однако при этом в небольшой степени (5—25% ) уменьшается вязкость. Ударная вязкость образцов с азотированным слоем вследствие образования хрупкого поверхностного слоя убывает в значительной степени. Инструмент ковочных штампов, обработанный азотированием, чрезвычайно стоек к износу. Одинаковый износ (0,1—0,3 мм) инструмента, подвергшегося азотированию, наблюдается после штамповки приблизительно в 2,5—3 раза большего количества деталей по сравнению с неазотированным инструментом. Однако азотирование не увеличивает долговечность инструмента, имеющего склонность к разрушению и образованию трещин, так как еще сильнее увеличивает хрупкость инструмента. Поэтому инструмент с азотированным поверхностным слоем нельзя быстро охлаждать, например в воде, потому что под влиянием такого охлаждения азотированная поверхность растрескивается. [c.253]

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]

Порог хладноломкости, определяется путем испытания ударным изгибом надрезанных образцов при разных температурах, В результате этих испытаний строят кривую зависимости ударной вязкости от температуры испытания (так называемая сериальная кривая по И. Н. Давидепкову). Чаще на кривой Ап — /пип наблюдается постепенный переход от вязкого к хрупкому состоянию, т. е. имеется критический температурный интервал хрупкости. Поэтому различают верхнюю (Гв) и нижнюю (7 ) границы порога хладноломкости. В этом интервале температур происходит переход от вязких волокнистых к хрупким кристаллическим изломам (см. рис. 32) с низким значением пластичности и вязкости. Чем выше порог хладноломкости, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Часто порог хладноломкости определяют по температуре испытания, когда в изломе 50% вязкой волокнистой составляющей [c.71]

Наблюдаемый одновременно эффект охрупчивания (снижение энергоемкости разрушения, повышение температуры хладноломкости и т. д.) менее удовлетворительно объясняется существующей теорией деформационного старения [7]. Блокирование дислокаций примесными атомами должно увеличивать вероятность возникновения и развития хрупких трещин, так как уменьшается возможность релаксации упругих напряжений за счет пластической деформации. При этом, как показано в работах [43, 44, 45, с. 157], возрастает интенсивность температурной зависимости предела текучести по сравнению с деформированным состоянием, что обычно связывают с увеличением склонности к хрупкому разрушению при снижении температуры нагружения. Однако хрупкость деформационно состаренной стали обьйчно оказывается более высокой не только по сравнению с деформированным, но и по сравнению с исходным состоянием (например, отожженным). В то же время блокировка дислокаций после отжига должна быть более сильной, чем после деформационного старения или, по крайней мере, одинаковой. Поэтому понимание природы охрупчивания при деформационном старении требует, по-видимому, более тщательного изучения природы влияния самой деформации на хрупкость. Это можно сделать, например, с помощью энергетических схем вязкого и хрупкого разрушения [46]. С возрастанием плотности дислокаций увеличивается величина упругой энергии, запасенной в металле. Эта величина, а следовательно, и плотность дислокаций не может превосходить определенного критического значения, которое определяется наступлением разрушения. С учетом неоднородности распределения дислокаций уже небольшая предварительная деформация может создать в отдельных объемах критическую плотность дислокаций. Если при последующем нагружении только некоторые из них релаксируют в трещину, то вследствие локальности процесса разрушения это уменьшит работу зарождения трещины. Степень релаксации упругих напряжений путем пластической деформации при развитии трещины будет меньше в деформационно состаренной стали не только вследствие блокировки дислокаций примесными атомами, но и вследствие более высокой исходной плотности самих дислокаций. Другими словами, достижение критической плотности дислокаций в деформационно состаренной стали требует меньшей дополнительной деформации, чем достижение указанной плотности в исходном (отожженном) состоянии. Это можно учесть в предлагаемых уравнениях хрупкого разрушения [7] через уменьшение величины эффективной поверхностной энергии стали после деформации и старения. [c.28]

Содержание водорода в стали усиливает склонность к хрупкому разрушению и уменьшает сопротивление отрыву [39, 49, 50, 213]. Так, например, по результатам исследования Я. М. Потака [49], наводороживание образцов из стали ШХ15 путем травления в 20%-ной серной кислоте без тока в течение 60 мин. снижает [c.23]

В настоящей монографии с единых позиций рассмотрены некоторые вопросы хрупкости и усталости металлов и сплавов и пути повышения сопроти влбния усталости и снижения склонности к хрупкому разрушению, а именно [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...