Воздействие внешних сред на рост трещин

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВНЕШНИХ СРЕД НА РОСТ ТРЕЩИН [c.325]

Важно также отметить, что результаты, полученные для сравнительно прочных сталей (рис. 3), аналогичны наблюдавшимся для сталей с более низкой прочностью. Например, возрастание концентрации марганца в трубных сталях Х52 и Х70 от 1,35 до 1,60% значительно повышало их чувствительность к КР в кипящем растворе 20% нитрата аммония при катодной поляризации [25]. В дополнение к только что рассмотренным данным по /Сыр [15, 21, 22] и испытаниям на растяжение [24] неплохо было бы провести систематическое исследование скорости роста трещин в зависимости от содержания марганца, однако и так, по-видимому, можно полагать, что с точки зрения стойкости к воздействию внешней среды присутствие марганца нежелательно [7, 14, 15]. Поэтому, например, к введению больших количеств марганца с целью повышения прочности конструкционных сталей (в частности, сталей для трубопроводов и оборудования газовых и нефтяных скважин) следует относиться с осторожностью, если материал предполагается использовать в агрессивных средах. [c.54]

На основании общей теории в данном случае докритический рост трещин контролируется величиной Г. При этом основной характеристикой данной системы материал — внешняя среда будет диаграмма К — Г, снятая при стационарных внешних нагрузках V — скорость роста трещины). Наличия такой единой диаграммы следует ожидать в тех случаях, когда адсорбционное воздействие внешней среды и нелокальные транспортные эффекты в полости трещины пренебрежимо малы. Последнее всегда имеет место для трещин скольжения, так как их фронт недоступен для внешней среды. Поэтому для трещин скольжения диаграмма F — Г не зависит от внешней среды и целиком определяется свойствами самого материала. [c.94]

В последнее время развит метод индикации механизма воздействия коррозионных сред, основанный на сравнении скоростей роста трещин при испытаниях с отсутствием и наложением катодной поляризации [128]. Считается, что если внешняя поляризация приводит к усилению кинетики роста трещины, то доминирующим механизмом является водородное охрупчивание. [c.345]

Согласно модели в агрессивной среде значение 8с может понизиться, вызывая разрушение объемов в результате химического воздействия на внешний его периметр со скоростью Os. Под скоростью Os следует понимать скорость растворения, хотя химическое воздействие может быть процессом, который снижает несущую способность этих объемов. Модель показывает, что эта скорость растворения о может быть очень небольшой и составлять 1% от наблюдаемой скорости роста трещины в области II на кривой v—К для алюминиевых сплавов, что позволяет считать уравнение (9) корректным. Данная модель не дает возможности рассчитать скорость роста коррозионной трещины в зависимости от коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. [c.285]

Окружающая среда наряду с усталостью (или без нее) может способствовать стабильному распространению трещины. Как уже выше было отмечено, явление и процесс самопроизвольного разрушения металлических тел под воздействием окружающей среды называется коррозией. В качестве коррозионной среды в условиях действия внешних нагрузок может выступать и водород, содержащийся в сталях. Для сталей источником водорода может быть вода или водяные пары при непосредственном с ними контакте чистой поверхно-сти. Как показывают экспериментальные исследования, в атмосфере очищенного водорода при давлении 0,098 МПа докритический рост трещины в стали Н-11 происходит при меньшем значении коэффициента интенсивности напряжений, чем в обычных условиях. При этом трещина имеет большую скорость роста, чем в полностью увлажненной среде очищенного аргона (рис. 1.16). Это и есть непосредственная форма водородного охрупчивания [6]. Как известно, в стали водород может находиться в атомарном, а иногда и в ионном состоянии. При нормальных условиях в свободном состоянии водород находится в молекулярном состоянии. В то же время водород может диссоциировать в результате хемосорбции на железе. Это позволяет предположить, что причиной хрупкости железа может быть абсорбированный водород. Хемосорбция водорода на железе происходит мгновенно, что подтверждается отсутствием инкубационного периода развития у инициированной трещины. [c.38]

Энергия разрушения однонаправленных волокнистых композиционных материалов очень сильно зависит от наличия пустот и воздействий внешней среды. Бимон и Харрис [109] показали, что 5% пустот снижает ударную вязкость по Шарпи материалов на основе высокомодульных углеродных волокон на 30% при росте трещины в направлении, перпендикулярном ориентации волокон, и на 50%—в параллельнОхМ направлении. Воздействие на эти материалы паров воды уменьшает энергию разрушения таких материалов на 14% в случае необработанных и на 44%—в случае поверхностно обработанных промышленным способом волокон. Как уже говорилось, обработка стеклянных волокон кремний-органическими аппретами значительно снижает энергию разрушения ориентированных стеклопластиков, однако она повышает их стойкость к действию воды [131]. Граница раздела при этом становится недоступной для воды, и их прочность при изгибе и энергия разрушения снижаются значительно меньше. [c.130]

Исследование скорости развития трещины в зависимости от уровня нагружения, свойств материала, среды и внешних факторов (поляризации, давления и температуры) [8,50]. При таком подходе данные о закономерностях роста трещин иод воздействием агрессивной среды и механических напряжений представляют в виде зависимостей скорости роста трещин при статическом (ко розионное растрескивание) или- динамическом (коррозионная усталость) нагружении от максимального (амплитудного) коэффициента интенсивности К цикла. При этом данные для построения указанных зависимостей (диаграмм разрушения) получают при испытании стацдаргных образцов с трещинами, образовавшимися на образцах в процессе периодического (усталостного) нагружения их на воздухе. Подрастание трещины во времени измеряют по изменению электросопротивления образца, оптическим методам по податливости материала и т. п. Испытания проводят iipn заданной температуре среды, накладывая, по необходимости, на образец анодную или катодную поляризацию. По полученнь м данным рассчиты- [c.132]

Только в очень редких случаях эту характеристику можно описать в рамках концепции Кс, т. е. просто как изменение вязкости разрушения материала под воздействием среды ). В большинстве случаев внешняя среда не влияет на вязкость разрушения Ki , а влияет на скорость до критического роста трещин. Видимо, гораздо чаще влияние внешней среды можно свести к каталитическому или ингибирующему воздействию на хнмиче- [c.364]

Тем не менее значение КИН также необходимо знать, поскольку существует другая задача в анализе кинетики роста усталостных трещин в эксплуатации, которая относится к определению уровня напряжения. Именно при решении этой задачи возникает вопрос о том, какой именно уровень и какого напряжения определяется на основе анализа параметров рельефа излома. Реализованный процесс представляет собой реакцию материала на внешнее воздействие и поэтому является некоторой интегральной характеристикой поведения среды — металла — на всю совокупность параметров внешнего воздействия, выразившуюся в продвижении трещины на ту или иную величину на рассматриваемой ее д.иине. В такой постановке задачи изучение процесса развития усталостных трещин в элементах авиационных конструкций осуществляют рассматривая металл как некоторую открытую систему, которая в процессе распространения в ней усталостной трещины производит непрерывный обмен энергией с окружающей [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...