Трещина микроскопическая

Как отмечено выше, при характеристике деформаций и прочности первого класса композитные материалы рассматриваются как однородные анизотропные тела, содержаш,ие, возможно, микроскопические трещины, но без макроскопических трещин. Микроскопические трещины представляют собой дефекты (т. е. поры, дислокации в металлах, разрушенные цепи в полимерах и т. д.), размеры которых малы по сравнению с характерными размерами исследуемого тела, и, следовательно, ими можно пренебречь в математической модели. Показано, что подобная идеализация вместе с континуальным анализом анизотропных тел [38, 39, 43] дает достоверные значения при прогнозировании сопротивления деформации композиционных материалов. Такой успех обусловлен тем, что деформация есть осредненная характеристика и может определяться средним значением по объему. [c.209]

Установлено, что при напряжении, равном пределу усталости, на поверхности циклически нагружаемых образцов можно обнаружить микротрещины [1]. Эти микротрещины появлялись даже при напряжениях меньших, чем предел усталости. Следовательно, предел усталости гладких тел можно понимать как напряжение, при котором трещины появляются, но не могут распространяться, т. е. предел усталости — это напряжение, при котором существующие трещины не развиваются. Чтобы трещина микроскопических размеров при соответствующей амплитуде напряжения не распространялась, коэффициент интенсивности напряжений не должен превышать пороговую величину Карг- в этом случае условие нераспространения имеет вид [c.224]

Так как на стадии II роста усталостной трещины микроскопическая скорость ее роста связана с АК квадратичной зависимостью [67, 68], то можно записать [69] [c.81]

Поверхностные и внутренние трещины — наиболее опасный дефект сварки они могут возникнуть в шве и околошовной зоне. Различают трещины микроскопические, имеющие очень небольшую глубину и протяженность, и макроскопические, часто распространяющиеся на всю толщину металла и имеющие значительную протяженность. В швах автоматической сварки трещины иногда совпадают с направлением кристаллизации (рис. 222, м) и являются в этом случае следствием повышенного содержания в металле шва углерода или серы (горячие, или кристаллизационные, трещины). [c.329]

II стадия — стадия обратимой повреждаемости, связанная с ростом числа субмикроскопических трещин последние возникают в тех объемах металла, где ранее всего достигнута критическая плотность дислокаций. Повреждаемость, возникающая в результате образования субмикроскопических трещин, может быть устранена путем восстановительного отжига. К моменту окончания И стадии в металле образуются трещины микроскопических размеров. Они могут служить эффективными концентраторами напряжения. Соответствующие напряжение и деформация (а и е ) могут быть названы напряжением и деформацией необратимой повреждаемости. [c.15]

Во всех рассмотренных исследованиях, связанных с определением влияния трещин усталости на критическую температуру хрупкости, не анализировался размер трещин. Очевидно, что эффективность влияния субмикроскопических трещин, микроскопических или макроскопических трещин на повышение критической температуры хрупкости будет различна. [c.100]

Переменные напряжения совсем не вызывают усиления общей коррозии. Ускоренное разрушение деталей происходит в результате появления сетки микроскопических трещин, переходящих в крупную трещину коррозионной усталости, механизм зарождения и развития которой сходен с таковым при коррозионном растрескивании, но приходится только на периоды растягивающих напряжений (рис. 236). Трещины коррозионной усталости могут быть как транскристаллитного, так и межкристаллитного типа. [c.337]

Развитие коррозионного процесса можно фиксировать фотографированием. В последние годы для качественной оценки коррозионного процесса привлечен и способ микрокиносъемки. Применение последнего способа позволяет исследовать кинетику коррозионного процесса, диффузионные явления, возникновение пассивности металлов, переход металлов в активное состояние, развитие коррозионных трещин и других сложных яв.леиий. Способ микроскопического исследования позволяет использовать, возможности убыстренной и замедленной съемки. [c.335]

В катодно заряженных образцах монокристалла сплава 3 % Si—Fe в результате скопления водорода на благоприятных участках кристалла образуются микроскопические трещины длиной около 0,02 см, параллельные плоскости (100) [55]. [c.150]

Объемные несовершенства кристаллов могут быть вызваны микроскопическими порами, трещинами, инородными включениями. [c.473]

Шаг усталостной бороздки S имеет размерность длины, а прирост трещины рассматривают по отношению к одному циклу нагружения, поэтому в этом случае микроскопическая скорость роста трещины AL/AN и S связаны следующим соотношением [c.189]

ДК<А - микроскопическая скорость роста трещины. [c.306]

Рассматривая теории прочности, мы считали материал изотропным и однородным, но в реальных материалах всегда имеются нарушения структуры в виде дислокаций, пор, трещин и др. Наличие микроскопических дефектов не мешает нам считать материал однородным при определении [c.72]

Разрушение тел, изготовленных из хрупких материалов, развивается иначе. Микроскопические трещины в таком материале имеются уже в ненагруженном состоянии. При возрастании нагрузки размеры трещин и их количество быстро увеличиваются, чему способствует, в частности, резкая концентрация напряжения у краев трещин (см. 2.10). В конечном счете тело разделяется на части. [c.41]

При действии же переменных многократно повторяющихся напряжений в окрестностях точек с пониженной прочностью возникают микроскопические трещины. У концов этих трещин (а также у трещин, имевшихся в материале еще до его нагружения) возникает высокая концентрация напряжений (см. 2.10), приводящая к развитию трещин по мере увеличения числа циклов. Если рабочая площадь сечения элемента в результате развития трещин уменьшается настолько, что сечение не выдерживает возникающего в нем усилия, происходит разрушение элемента. [c.547]

Мало чувствителен к местным напряжениям чугун, для него А, близок к единице. Это объясняется структурой чугуна и наличием микроскопических включений графита, играющих роль внутренних трещин, создающих высокие местные (структурные) напряжения. [c.52]

Усталостная природа изнашивания. Последние годы все большее распространение получает усталостная (кумулятивная) теория износа, когда основная причина разрушения поверхностных слоев связывается с возникновением усталостных трещин и отделением микроскопических чешуек материала или его окислов. При этом процесс изнашивания рассматривается как кумулятивный, т. е. суммирующий действие отдельных факторов при многократном нагружении фрикционных связей, что приводит в итоге к отделению частицы износа. Как правило, наличие пленки смазки, возникновение окислов, тепловой эффект и ряд других факторов влияют на интенсивность развития усталостного процесса, не изменяя его природы. Для объяснения физической сущности явлений усталости можно использовать исследования процессов развития усталостных трещин на базе представлений о вязкости разрушения при циклическом нагружении [2041. [c.232]

Согласно гипотезе, принятой в современной теории, механизму усталостного разрушения дается следующее толкование. Вследствие концентрации напряжений в отдельных зонах материала происходит пластическая деформация, в то время как во всей детали напряжения не превышают предела упругости. При переменных напряжениях в 3(тих перенапряженных зонах происходит местное упрочнение (явление наклепа) и хрупкое разрушение материала в виде микроскопической трещины, дальнейшее разрастание которой приводит к разрушению детали. [c.151]

Микроскопические исследования поперечных шлифов, вырезанных в зоне усталостного разрушения, обнаружили большое количество трещин, перпендикулярных границе покрытия с основным металлом. Обычно трещины проходят через частицу и останавливаются у границы, разделяющей частицы. Эта особенность характерна как для хрупких покрытий, так и для пластичных. [c.32]

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]

Поэтому для определения предельного состояния элемента конструкции необходимо не только учитывать наличие начального дефекта на масштабном микроскопическом уровне, но и в последующем процессе увеличения длины трещины возникает возможность проведения контроля с обоснованной периодичностью для ее своевременного выявления. Используемые в расчетах коэффициенты запаса прочности при установлении ресурса по критерию усталостной прочности несут на себе смысловую нагрузку наиболее полного учета всех возможных несоответствий между предполагаемыми условиями эксплуатационного нагружения и условиями, воспроизводимыми в испытаниях. Они включают многообразие факторов, влияющих на рассеивание усталостной долговечности, в том числе и при наличии малых по величине дефектов типа трещин. [c.47]

Начальный процесс подрастания трещины развивается на масштабном микроскопическом уровне, поскольку прирост трещины за цикл нагружения соизмерим с параметрами кристаллической решетки. На этом масштабном уровне имеет место высокая чувствительность структуры материала к развитию усталостной трещины. Поэтому этот этап развития разрушения называют структурно чувствительным [2]. [c.132]

След распространяющейся по поверхности детали усталостной трещины имеет криволинейную траекторию, что обусловлено сдвиговым разрушением материала у поверхности детали, приводящим к формированию скосов от пластической деформации (см. главы 3 и 6). Наиболее интенсивное формирование скосов от пластической деформации (СПД) происходит на мезоуровне П с переходом к нестабильному развитию трещины. Поверхность СПД ориентирована под углом 45° к поверхности детали и представляет собой поверхность наклонной усталостной трещины. Если на первой стадии роста трещины (микроскопический масштабный уровень) размер скосов мал и их влиянием на развитие трещин можно пренебречь, то на последующих этапах разрушения (мезоскопический масштабный уровень) пренебрегать влиянием СПД на процесс роста трещин нельзя. Использовать зону СПД в управлении кинетикой устал ост- [c.455]

Обращает на себя внимание тот факт, что в охрупченном состоянии в сплаве ЭИ437А уже при остаточных деформациях, равных 2%, возникают субмикроскопические трещины. Для закаленной стали 1X18Н9 при деформировании при комнатной температуре субмикроскопические трещины (обратимые повреждения) возникают при значительных деформациях 22%, а трещины микроскопических размеров (необратимые повреждения)— при достижении 58%. При горячем деформировании (600°) значение уменьшается до 11%, а е —до 17% (см. табл. 5). [c.18]

Эта задача была решена в работах [81—82] для сталей 15кп и ЗОХГСА. В основу исследования была положена диаграмма усталостного разрущения [40]. Было показано, что повреждаемость в результате возникновения субмикроскопических трещин является обратимой , так как она может быть устранена последующей термической обработкой. С другой стороны, возникновение трещин микроскопических размеров, когда они могут служить концентраторами напряжений, приводит к необратимой повреждаемости, которую нельзя устранить с помощью той или иной термической обработки [82]. То, что эффективность промежуточного отжига зависит от степени развития процесса усталости, подтверждается данными работы [7], в которой наблюдали возврат внутреннего трения после промежуточного отжига (затухание оценивали по изменению резонансной амплитуды). Эффект восстановления внутреннего трения зависит от характера полученных усталостных повреждений. Даже в случае уменьшения резонансной амплитуды на 70% последующий нагрев при 220° в течение 1 час приводит к полному восстановлению внутреннего трения до исходного значения. При уменьшении же резонансной амплитуды на 90% восстановления внутреннего трения в результате отжига не наблюдается в этом случае в изломе всегда обнаруживается усталостная трещина. [c.111]

При переходе сплава из жидкого состояния в твердое происходит усадка, сопровождаемая уменьшением удельного объема зерна. В результате усадки между зернами в местах сощшкосновения растущих дендрнтов, в междуосных пространствах возникают микропустоты, которые могут заполняться неметаллическими включениями (сульфидами, фосфидами и т. п.) или оставаться микроскопическими усадочными раковинами и порами. Такие включения и поры ухудшают механические свойства сплава, так как ири его нагреве и приложении к нему нагрузок становятся очагами развития трещин, надрывов и тому подобных дефектов. [c.8]

Изгибаюи ие напряжения в сравнительных испытаниях легко создать в пластинчатых образцах с помощью скоб, изготовляемых из эбонита (рис. 338). Поместив напряженные таким образом образцы в коррозионную среду, отмечают появление на них коррозионных трещин и время их разрушения. Испытания обычно сопровождаются микроскопическим исследованием образцов. [c.450]

Влияние состояния поверхности. Состояние поверхности деталей зависит от качества механи-ческсй обработки. Так как разрушение материала от периодически изменяющихся нагрузок начинается с образования на поверхности микроскопических трещин, то очевидно, что их образованию способствует наличие на поверхности острых рисок и царапин. Последнее приводит, естественно, к уменьшению предела выносливости материала. [c.229]

При микроструктур ном анализе (микрранализ) исследуется структура металла при увеличении в 50—2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, засоренность металла неметаллическими включениями (оксидами, сульфидами), величину зерен металла, изменение состава металла при сварке, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. [c.153]

Усугубляющим снижение надежности при сварке однородными электродами является то, что возникшие холодные трещины имеют микроскопическое раскрытие (слипшиеся трещины), поэтому они не всегда могут быть обнаружены методами неразрушающего контроля и могут явиться ( лелс г вием развития трещин при термической обработке изделия Процесс эксплуатации таких сварных соединений опасен. В особенности опасны околошовные зоны перегрева по линии сплавления, имеющие наиболее крупнозернистое строение. [c.78]

Исследование микроструктуры. Исследование микроструктуры дает возможность более глубоко изучить структуру основного металла и характерных зон сварного соединения, чем исследование макроструктуры. По микроструктуре обследуемого объекта можно установить 1) характер изменения структуры металлов и сплавов после деформации, различных видов термической обработки и других технологических операций, а также коррозионных или эрозионных воздействий на материал рабочей среды в аппарате 2) установить форму и размер структурных составляющих, микроскопических трещин и т.п. повреждений металла 3) структуру наплавленного металла, структуру, образовавшуюся в зоне термического влияния 4) примерное содержание углерода в основном и наплавленном металле и в различных участках шва 5) приблизительный режим сварки и скорость ох.1тажде-ния металла шва и зоны термического влияния 6) количество слоев сварного шва и дефекты шва и структуры. [c.308]

В настоящее время кавитацией называют нарушение сплошности жидкости, т.е. образование под действием динамического давления в ней полостей - кавитационных пузырьков или каверн, заполненных газом или паром этой жидкости или их смесью [1,2]. В кинетической теории жидкости [31, которая объясняет явление кавитации, и во многих других работах [2, 4-7] указывается, что разрыв при растяжении жидкости всегда начинается в каком-либо "слабом месте - кавитационном ядре, например, на поверхности микроскопического пузырька, у трещин в стенке устройства, в мехпри-меси и т.д. При растяжении жидкости под действием разности давлений, вызванной динамикой течения жидкости или волновыми колебаниями в ней, объем полости пузырька увеличивается, а от давления сжатия кавитационный пузырек уменьшается и в заключительной стадии смыкания, которая происходит с высокой скоростью. [c.144]

Следует отметить, что в последние годы появилось очень большое число монографий по механике разрушения. Упомянем семитомный переводной труд энциклопедического характера Разрушение , монографии Морозова и Партона, Черепанова, ряд переводных сборников. Многие авторы понимают под механикой разрушения именно и только механику распространения трещины. Но в теории трещин предполагается, что материал остается упругим и не меняет своих свойств всюду, кроме окрестности конца трещины, которая или стягивается в точку в линейной механике, или рассматривается как пластическая область или область больших упругих деформаций. Такая точка зрения далеко не исчерпывает многообразия реальных процессов разрушения. При переменных нагрузках, например, уже после относительно небольшого числа циклов в материале появляются субмикроскопические трещины, которые растут и сливаются в макроскопические трещины, приводящие к видимому разрушению. Не вдаваясь в детали микроскопической картины, этот процесс можно представить как накопление поврежденности, характеризуемой некоторым параметром состояния. Кинетика изменения этого параметра должна быть включена в определяющие уравнения среды. Такая точка зрения лежит в основе того, что можно назвать механикш рассеянного разрушения. Соответствующая теория развивается применительно к усталости металлов и длительной прочности при высоких температурах. [c.653]

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]

Обычно структура материалов типа металлов упорядочивается по элементам атом — кристалл (блок мозаики) — зерно. Дефекты в твердых телах можно разделить на две группы 1) искажения в атомно-молекулярной структуре в виде вакансий, замещения, внедрения, дислокации и т. п. 2) трещины — разрывы сплошности. Эти дефекты — локальные искажения однородности — совместно со сложностями структуры создают концентрацию напряжений. Что касается трещин, то их условно по размерам разделяют на три разновидности мельчайшие (субмикроскопические), микроскопические и макроскопические (магистральные). Вопросы взаимодействия локальных дефектов между собой и их роль в образовании субмнкроскопических и микроскопических трещин более относятся к физике твердого тела и являются одним из основных направлений физики разрушения. Не останавливаясь на детальном описании этих специальных вопросов, отметим, что в результате приложения внешних нагрузок в теле возникают дополнительные к силам межатомного взаимодействия силовые поля, приводящие в движение различные дефекты, которые, сливаясь, образуют субмикроскопические, а в последующем и микроскопические трещины. [c.182]

Эксперименты, в которых трещины известной длины создавались с помощью стеклорезного алмаза, оказались в очень хорошем соответствии с уравнением (ж). Было также экспериментально показано, что если принять меры предосторожности для исключения микроскопических трещин, можно получить прочность, намного превышающую обычную. Некоторые стеклянные стержни, испытанные Гриффитсом, показали предел прочности порядка 60 000 кГ1см , который составляет более половины вышеупомянутой теоретической прочности. [c.265]

Изучение развития усталостных трещин показало, что энергетический баланс напряженного состояния в зоне трещины (теория Грифита) тесно связан с особенностями развития дислокационной структуры материала. Электронно микроскопический анализ позволил установить, что в зависимости от механических свойств [c.232]

Опытом установлено, что при длительном действии циклических напряжений детали машин и сооружений (даже из пластичных материалов) разрушаются внезапно без заметных бста-Т0Ч1НЫХ деформаций при напряжениях, меньших предела прочности и даже предела текучести. Разрушения такого рода существенно отличаются от разрушений при действии статических или малое число раз повторяющихся нагрузок. Их особенность заключается в том, что задолго до разрушения в материале начинается процесс постепенного развития микроскопических трещин, возникающих в отдельных кристаллитах и вырастающих затем (В одну большую трещину, распростраияющую-ся на значительную часть сечения детали. Образовавшаяся тре- [c.148]

На основе этих композиций были получены стеклокерамические покрытия толщиной 15—20 мкм на подложках из нтхкеля, нержавеющей стали и ситалла СТ-50 кратковременным обжигом при температуре 780—800 С в течение 2 мин. Микроскопическил исследованием образцов при ПО.МОЩИ микроскопа МИМ-7 с увеличением Х240 было выявлено, что покрытия, содержащие наполнитель в пределах 60— 80 мае. %, имеют прочное сцепление с подложкой, получаются гладкими и сплошными, не имеют сколов и трещин. Покрытия, содержащие более 80 мас.% наполнителя, плохо сцепляются с подложкой, образуют трещины и сколы, а покрытия с 50 мас.% (и менее) наполнителя имеют микропоры, и распределение наполнителя в них менее равномерно. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...