Смыкание микротрещин

Эффект адсорбционного понижения прочности особенно заметно проявляется в условиях действия знакопеременных нагрузок. При циклическом нагружении происходит расклинивание поверхностных микрощелей. При этом адсорбированные слои выдавливаются из микрощелей, но не полностью оставшееся адсорбирующее вещество мешает полному смыканию микротрещины. Последовательное раскрытие и смыкание приводит к росту трещин и к разрыхлению поверхностного слоя. Сопротивление усталости металла в поверхностно-активных средах резко снижается (адсорбционная усталость). [c.52]

Рассмотрение термообработки цилиндрических деталей было ограничено закалкой в кольцевом индукторе с движением вдоль оси. Закалка больших цилиндрических поверхностей индуктором, расположенным вдоль образующей цилиндра отдельными смыкающимися поясами ЗОЯ закалки или по винтовой линии, не рекомендуется, так как в зонах смыкания, нахлеста закаленных слоев могут образоваться микротрещины, зоны низкой твердости. [c.25]

На срок службы трубопровода оказывают большое влияние также микротрещины на внутренней его поверхности, которые при переменных внешних деформирующих силах получают при заполнении трубы жидкостью благоприятные условия развития. Это обусловлено тем, что при растяжении этой поверхности в результате деформации трубопровода адсорбированные вещества проникают в микрощели и затрудняют смыкание последних, способствуя тем самым их расклиниванию. [c.576]

Усталостное изнашивание — результат усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала и поверхностного слоя детали. Данный процесс изнашивания наступает через определенное время, зависящее от физико-механических свойств материала, действующих нагрузок, условий работы детали и характеризуется следующими периодами изменения свойств поверхностного слоя детали под действием сил трения. В начальный период в материале поверхностного слоя происходит накопление упругопластической деформации, способствующей все возрастающему упрочнению материала. В дальнейшем при действии значительных контактных напряжений происходит исчерпание пластических свойств материала, вследствие чего возникает период последовательного развития разупрочнения материала, в котором со временем в кристаллических структурах наименьшей прочности образуются поверхностные субмикротрещины и в зонах их расположения за счет концентрации значительно возрастают действующие напряжения. Это приводит к быстрому росту микротрещин, их смыканию и возникновению множественного локального [c.18]

Как уже указывалось, внутренние поверхности в микрощелях могут становиться более лиофильными, т. е. толщины сольватных слоев жидкости, связанных с поверхностью молекулярными силами, могут увеличиться под действием первого адсорбционного слоя. Однако, вследствие весьма малой скорости капиллярного впитывания, расклинивающее давление таких толстых слоев в процессе деформации не может играть заметной роли. Сольватные слои жидкости не успевают за время деформации продвинуться далеко вглубь деформируемого тела по микротрещинам, всегда оставаясь лишь в наиболее широкой их части — в устьях. Роль таких сольватных слоев жидкости, проникших в микрощели, значительно возрастает, однако, при снятии нагрузки с деформированного тела, в процессе смыкания микрощелей под действием молекулярных сил. Так как в этом случае накопление энергии расклинивающего действия происходит за счет работы внешних сип, то величина этой энергии ограничивается лишь [c.11]

Адсорбированные молекулы облегчают развитие микротрещин и препятствуют их смыканию при разгрузке (явление расклинивания). Этот эффект и является причиной, снижающей усталостную прочность металлов. [c.669]

Возвращаясь к упруго-хрупким телам, надо указать, что при смыкании всех зародышевых трещин (кроме основной трещины разрушения) после разгрузки тела при его разрыве вся поверхностная энергия в результате смыкания микротрещин рассеивается в тепло. С этим и связано весьма низкое значение коэффициента полезного действия процесса разрушения или, соответственно, высокое значение коэффициента пропорциональности между работой образования единицы внеш-не11 поверхности твердого тела в этом процессе и его удельной поверхностной энергией. [c.13]

Большое значение в эффекте адсорбционного понижения прочности, особенно в условиях циклического нагружения, детально тгяутаттного Г. В. Карпенко и его сотрудниками, имеет также задержка смыкания микротрещин во время разгрузочной части цикла, наряду с облегчением их развития под влиянием проникшего в них адсорбционного слоя. Вследствие этого при циклических нагружениях в адсорбционно-активной среде дефектность или степень разрыхленности твердого тела, подвергаемого испытаниям на усталость, непрерывно растет. [c.13]

Возникновение высоких локальных температур, которые при больших местных давлениях могут достигать значений, соответствующих фазовым превращениям в поверхностных слоях, или приводящих к расплавлению металла (появлению мостиков сварких ). Сочетание повторных механических и термических напряжений может вызвать появление микротрещин, смыкание которых на некоторой глубине ведет к отделению материала [c.233]

В горных породах с большой концентрацией дислокаций имеет место переносное разрушение, когда трещинообразование определяется смыканием отдельных микротрещин и его скорость соответствует скорости распространения упругой волны. Для исследования процесса применим косвенный метод, когда с помощью герметизированных электродов канал разряда в образце формируется на фиксированном расстоянии от поверхности и оптической скоростной фоторегистрацией определяется время прорыва на поверхность продуктов электровзрыва, а осциллографической регистрацией - динамика изменения электрического сопротивления канала разряда в предположении, что моменту выхода трещин на поверхность будет соответствовать его резкое падение за счет разгрузки. Полученные результаты на ряде горных пород подтверждают механизм переносного разрушения с фронтом акустической волны. [c.67]

Жидкая среда, контактируя с образцом в процессе усталостных испытаний при циклическом нагружении, может изменять и ослаблять саморазогрев материала, изменять характер и кинетику релаксационных процессов в субмикро- и микротрещинах, препятствовать частичному смыканию и залечиванию микротрещин и т. п. Сложность явления обусловливает определенную противоречивость имеющихся в литературе немногочисленных экспериментальных данных и их теоретическую трактовку по исследованию усталостного разрушения жестких полимерных материалов в контакте с жидкими агрессивными средами. В некоторых случаях усталостная прочность полимеров в контакте с жидкостью выше, чем на воздухе в других — контакт с жидкостью значительно снижает долговечность при циклическом нагружении. [c.177]

Для ряда образцов было зафиксировано образование питтингов на поверхностях трения. Характер процессов, протекающих в контакте в динамических условиях, и механизм образования питтингов может быть различным. Как известно, реальная поверхность металла характеризуется повышенной концентрацией дефектов строения - вакансий, дислокаций и т.п. При интенсивном деформировании поверхностных слоев металла при трении дефекты служат концентраторами напряжений и являются очагами зарождения микротрещин. В результате многократного циклического деформирования происходит развитие микротрещин, их смыкание, отслаивание частиц износа и образование пит-тйнгов вследствие контактной или фрикционной усталости металла. Большую роль при этом играет, как указывалось выше, адсорбционное понижение прочности поверхностных слоев металла вследствие эффекта Ребиндера, химическая коррозия, вызываемая серосодержащими лрисадками, а также электрохимическая питтинговая коррозия, возникающая в местах скопления поверхностных дефектов в результате пробоя пассивирующей поверхности пленки окисла. О механизме образования питтингов можно было в какой-то степени судить по их виду. Питтинги усталостного происхождения имели неправильную форму, неровные края, от которых могли отходить поверхностные трещины. Такие питтинги наблюдались для эфира 2-этилгексанола и фосфорной кислоты. Серосодержащие присадки ОТП и Б-1 вызывали появление большого количества мелких питтингов, В присутствии хлорсодержащих присадок хлорэф-ДО и совол возни- [c.43]

Усуи, Гьюрэл и Шоу проанализировали применимость эффекта Ребиндера для процесса резания металлов и других процессов, в которых имеется скольжение. Они предложили объяснение механизма действия таких жидкостей, как четыреххлористый углерод, который может ослаблять поверхность металла за счет предотвращения смыкания поверхностных микротрещин. Так предварительно отполированная алюминиевая проволока подвергалась волочению в среде четыреххлористого углерода. Усилие волочения при этом не изменилось. С другой стороны, стержень, подвергнутый механической обработке в среде четыреххлористого углерода, в дальнейшем стал чувствительным к влиянию четыреххлористого углерода при его волочении. Авторы объяснили это явление тем, что при механической обработке на поверхности стержня образовались поверхностные трещины, ослабляющие поверхностные слои. В обычных условиях эти трещины могли сомкнуться, завариться . В присутствии четыреххлористого углерода граничные пленки хлоридов предотвращают смыкание трещин, ослабляют поверхность и снижают коэффициент трения. [c.91]

В работе [275] представлены материалы Исследования механизма смыкания берегов трещины методом двухступенчатых реплик в технически чистом титане. Оказалось, что смыкание вызвано отклонением траектории трещины и появлением участков сдвигового разрушения. Смыкание трещины препятствует уменьшению коэффициента инт сивности напряжений до минимального значения цикла и происходит не по всей длине трещины, а лишь в отдельных точках ее поверхности. Для изучения этого явления Пеллу и др. [276] использовали электронную фрактографию. Они установили, что в условиях плоской деформации эффекты смыкания в алюминиевых сплавах незначительны. Исследование смыкания берегов трещины в вакууме показало [277], что оно больше, чем на воздухе. Возможно, это связано с большой зоной пластической деформации при вершине усталостной трещины. Известно, что закрь1тие трещины сопровождается распространением крупных усталостных трещин. Оно рассматривается как основной фактор, определяющий влияние коэффициента асимметрии цикла при низких скоростях распространения трещины (da/dN 10 м/цикл), при которых его роль возрастает вследствие уменьшения размаха коэффициента, интенсивности напряжений [278]. Это позволяет предположить, что закрытие трещины должно иметь важное значение в процессе распространения микротрещин в прйпороговой области, причем оно может быть болёе значительным, чем в случае крупных трещин. [c.181]

Сольватные слои в устье микротрещины будут оказывать сопротивление сжатию, все более нарастающее по мере утонь-чения пленки жидкости. Адсорбционные слои в более глубоких (узких) частях трещины, вместе с сольватными слоями, находящимися в устье трещины, будут способствовать ее росту в процессе циклического нагружения как в результате адсорбционпого давления в полупериоде растяжения, так и в результате образования адсорбционного слоя и расклинивающего давления, препятствующих смыканию трещины, в полупериоде сжатия. [c.172]

В отличие от этого случая наши клиновидные микротрещины в упруго-хрупких телах, объясняющие возможность обратного смыкания и обратимого адсорбционного эффекта, обладают поверхностной энергией, резко падающей от наибольшего значения, соответствующего свободной поверхности вполне развившейся в устье трещины, до нуля в тупиковой части—вблизи границы трещины, что и определяет возможность смыкания, т. е. самозалечивания после разгрузки. Попытка рассмотрения таких тупиковых трещин была сделана Я. И. Френкелем, а затем Д. И. Шилькрутом. Впервые с необходимой строгостью теоретический анализ особенностей развития и равновесия таких обратимых тупиковых микротрещин был проведен Г. И. Баренблаттом. [c.12]

Адсорбция поверхностно-активных веществ из внешней среды при отсутствии химического взаимодействия может значительно понижать предел упругости, прочность и твердость, облегчать диспергирование хрупких тел или увеличивать пластичность материалов. Так как при деформации тцердого тела в его поверхностном слое развиваются клиновидные микротрещины, способные смыкаться после. снятия нагрузки, то адсорбционные слои, мигрируя по поверхности, достигают устья микротрещин и препятствуют их смыканию. [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...