Переход от хрупкого разрушения к вязкому

Следует также отметить, что прогнозируемая на основании моделей (4.56) и (4.57) зависимость Ki T) имеет не соответствующий экспериментальным данным большой скачок при переходе от хрупкого разрушения к вязкому. Указанные недостатки традиционных моделей, по нашему мнению, можно устранить, используя разработанные (см. подразделы 2.1.2 и 2.2.2) формулировки локальных критериев хрупкого и вязкого разрушений. [c.230]

ПЕРЕХОД ОТ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ К ВЯЗКОМУ [c.429]

ЛИЮ. в этой области наблюдается высокоскоростная холодная деформация. Область полной холодной деформации наблюдается также в диапазоне температур перехода от хрупкого разрушения к вязкому. Ниже указанных температур (см. рис. 239, а) наблюдается хрупкое разрушение, при этом пластичность минимальная. [c.455]

Для оценки работоспособности различных материалов в условиях, приближающихся к эксплуатационным, в последние годы стали широко привлекать механику разрушения. В этой книге рассмотрены методы оценки работоспособности материалов с точки зрения сопротивления их разрушению. Большое внимание уделено теоретическим аспектам разрушения, анализу поля напряжений у надрезов и трещин, а также применению механики разрушения к проблеме распространения трещин в условиях усталости и коррозии под напряжением. Приведены тщательно систематизированные данные о разрушении материалов в условиях линейно-упругой и упруго-пластической деформации. Описаны механизмы перехода от хрупкого разрушения к вязкому. [c.4]

На рис. 10 схематически показано изменение соотношения долей прямого Af и косого As изломов при увеличении толщины растягиваемой пластины. Если принять, что переход от хрупкого разрушения к вязкому происходит при Af/As= 1,то можно найти по экспериментальной зависимости Л от толщины пластины толщину, при которой плоский излом не реализуется [19]. При этом переходе изменяется плотность энергии деформации, необходимой для страгивания трещины. [c.36]

Водород тем сильнее влияет на температуру перехода от хрупкого разрушения к вязкому, чем меньше р-ста- [c.402]

На рис. 287 показано разрушение аналогичного образца, при котором развитие трещины прекратилось в зоне сварного соединения. При прекращении развития трещины или резком изменении скорости ее распространения направление трещины обычно изменяется таким образом, что трещина составляет угол 45° с направлением максимального напряжения растяжения. Это соответствует местному переходу от хрупкого разрушения к вязкому. [c.431]

Температурный интервал перехода от хрупкого разрушения к вязкому для некоторых сталей, а также значения критических напряжений, при которых наблюдается этот переход, приведены в табл. 39. [c.306]

ПЕРЕХОД ОТ ХРУПКОГО СКОЛА К ВЯЗКОМУ РАЗРУШЕНИЮ. УДАРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВЯЗКОЕ РАЗРУШЕНИЕ [c.191]

Переход от отрыва к срезу, а равно и от хрупкого разрушения к вязкому, может быть осуществлён как изменением вида напряжённого состояния, так и изменением свойств материала путём внешних (изменение температуры, скорости деформирования) и внутренних (изменение состава и структуры) факторов. При жёстких способах нагружения более вероятным является хрупкое разрушение путём отрыва, при мягких —разрушение путём среза после довольно значительной пластической деформации. Этим, в частности, объясняется склонность к хрупкому разрушению надрезанных образцов даже сравнительно пластичных материалов и, наоборот, склонность [c.789]

Все внезапные разрушения деталей машин, в которых образовались трещины усталости, являются в основном хрупкими разрушениями, так как развившаяся трещина вызывает значительную концентрацию напряжений, и в ослабленном сечении действуют повышенные номинальные напряжения. В некоторых случаях поверхность излома обнаруживает отчетливые следы изменения скорости распространения трещины или временного прекращения развития трещины в связи с изменением площади поперечного сечения, характера нагружения и запаса энергии упругой деформации в детали. Встречаются также изломы сме-п]анного типа, на которых ясно обнаруживается переход от хрупкого излома к вязкому или, наоборот, от вязкого излома к хрупкому. В зависимости от скорости распространения трещины поверхность излома может быть непрерывной или расчлененной. [c.26]

ПЕРЕХОД ОТ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ СКОЛОМ К ВЯЗКОМУ ВОЛОКНИСТОМУ РАЗРУШЕНИЮ [c.191]

Для некоторых металлов характерно хрупкое разрушение. Для других оно не наблюдается. Один и тот же металл может разрушаться в зависимости от условий и хрупко, и вязко. Скол как разновидность хрупкого разрушения характерен главным образом для низких температур. Возможность такого типа разрушения исключается при достаточно высокой температуре деформации. Таким образом, происходит переход от хрупкого к вязкому состоянию, который обычно осуществляется в очень узком температурном интервале. За температуру перехода от вязкого к хрупкому разрушению принимают какую-либо заранее оговоренную температуру в интервале перехода. При температуре перехода энергия, необходимая для разрушения образца, резко уменьшается (рис. 227). Температура перехода от вязкого к хрупкому разрушению не является постоянной для каждого данного металла. Она чувствительна к ряду параметров, наиболее важными из которых являются степень чистоты металла и вели- [c.429]

Существуют способы оценки склонности металла к возникновению хрупкого разрушения и его сопротивления распространению хрупкой трещины. Наиболее распространенным способом оценки склонности к хрупкому разрушению являются испытания серии образцов Шарпи с V-образным надрезом на ударный изгиб при различных температурах. Критерий оценки — критическая температура перехода от вязкого к хрупкому разрушению 7, или порог хладноломкости (рис. [c.545]

С понижением температуры элементы конструкции из пластичных материалов могут разрушаться хрупким образом. При понижении температуры предел текучести сГт и предел прочности Сц возрастают, но предел текучести возрастает быстрее и при очень низких температурах они практически совпадают. Удлинение при разрыве с понижением температуры уменьшается и при некоторой температуре происходит переход от вязкого разрушения к хрупкому. При динамическом деформировании предел текучести возрастает быстрее с понижением температуры и температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому повышается. Явление хрупкости стали при низких температурах получило название хладноломкости. [c.71]

Испытания на ударную вязкость позволяют выявить склонность к хладноломкости раньше, чем обычные методы испытания. Если при испытании гладких образцов на растяжение переход от вязкого разрушения к хрупкому наблюдается при очень низких температурах от —100 до —200°С, то в испытаниях на ударную вязкость этот переход наблюдается при более высоких температурах. Для малоуглеродистой стали в зависимости от обработки стали переход происходит в интервале от —20 до +40°С. [c.72]

Известно, что с уменьшением толщины металла в области вер шины движущейся трещины снижается степень стеснения пластических деформаций. Вследствие этого обеспечивается переход от хрупкого разрушения к вязкому При этом существенно повышается сопротивление материала распространению разрушения. Об этом, в частности, можно судить по результатам испытаний одной и той же стали, отличающейся своей толщиной. Общая толщина испытываемого пакета была постоянной. На рис. 3, а показано изменение переходных температур (отвечающих 80 %-ной вязкой составляющей) в зависимости от толщин пластин, которые изготавливались из листа толщиной 24 мм путем его сострагивания, на рис. 3, б — аналогичная зависимость, полученная по результатам испытания одной и той же стали в прокате толщиной 24, 16, 12, 8 и 4 мм. Разница между кри- [c.27]

Для многих металлов, в первую очередь имеющих обьемноцент-рированную кубическую и гексагональную- решетку, при определенных температурах измейяется механизм разрушения, вязкое разрушение при высокой температуре сменяется хрупким при более низкой. Температурный интервал изменения характера разрушения называется порогом хладноломкости. Для установления температурной зоны перехода от хрупкого разрушения к вязкому применяются различные виды испытаний (прямые и косвенные). Однако для каждого способа оценки степени вязкого разрушения и вида испытания построенные кривые могут заметно отличаться от кривых, полученных другим методом на том же самом материале (кривые смещаются по оси температуры вправо или влево, изменяются ширина и характер изменения температурного интервала переходной зоны). [c.21]

Ранее было отмечено, что на личие двух или трех участков зависимости da/dN — АК, харак- теризующихся различными углами наклона, некоторые ав-TOpi i объясняют изменением размеров пластической зоны впереди усталостной трещины. Мэддокс [317] отмечал наличие перегиба прямой da/dN — АК при достижении АК определенных значений, это ОН связал с изменением характера разрушения по мере увеличения длины трещины. Он установил, что изгибу зависимости da/dN - АК соответствует на поверхности Излома образца переход от хрупкого разрушения к вязкому. Однако [c.305]

Таблица 39 Температурный интервал перехода от хрупкого разрушения к вязкому, °С, и критическое напряжение, кПсм

В целом книга Дж. Нотта оставляет хорошее впечатление. В ней после краткого тщательно продуманного описания расчета напряжений у вершины надреза и трещины рассмотрены практические методы испытаний на вязкость разрушения, механика разрушения пластичных материалов, переход от хрупкого скола к вязкому разрушению и приложение механики разрушения к росту трещин в условиях усталости и коррозии под напряжением. Везде, где это возможно, дается физическая картина явления [c.6]

Прочность при низких температурах. Хрупкое разрушение стальных конструкций наблюдается особенно часто при низких температурах. Упомянутые выше случаи разрушения резервуаров а судов происходили при температурах ниже нуля. В условиях крайнего севера, где металлические конструкции и механизмы работаюг зачастую при температурах —40° и —50°, хрупкие разрушения, особенно часты, и проектирование сооружений, работающих в этих, условиях, требует особого внимания. Явление хрупкости стали при низких температурах получило название хладноломкости. Схематическое объяснение хладноломкости может быть следующее (А. Ф. Иоффе,. 1924 г.). Пластические свойства металла в сильной степени зависят от температуры, предел текучести с понижением температуры повышается. В то же время сопротивление отрыву практически не зависит от температуры. Поэтому при низких температурах условия перехода от хрупкого разрушения к пластическому меняются и отрыв становится возможным прежде, чем наступит пластическое состояние. В частности, и при растяжении может случиться, что образец разорвется прежде, чем появятся пластические деформации. Не у всех металлов оказывается возможным получить хрупкое разрушение при растяжении за счет понижения температуры металлы с гранецеитри-рованной решеткой сохраняют пластические свойства при весьма низких температурах, среднеуглеродистая сталь, весьма пластичная в обычных условиях, становится хрупкой при растяжении лишь при температуре жидкого водорода. При динамическом деформировании, предел текучести оказывается выше, чем при статическом, поэтому критическая температура хладноломкости, то есть температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому, повышается, В опытах Давиденкова Н. Н. (1936 г.), который испытывал на ударное растяжение цилиндрические образцы из среднеуглеродистой стали, критическая температура получилась —95° для крупнозернистой структуры и — 160° для мелкозернистой. При сложном напряженном состоянии, например в месте концентрации напряжений, условия перехода от пластического разрушения к хрупкому будут другими и критическая температура, определенная в этих условиях, отличается от критической температуры, найденной путем испытания гладких образцов иа растяжение. В настоящее время не существует теории, которая позволяла бы надежным образом производить расчеты на прочность в условиях низких температур с тем, чтобы предусматри вать возможность хрупкого разрушения, однако надлежащий выбор, материалов и соблюдение некоторых конструктивных и технологических предосторожностей позволяют избежать хладноломкости. [c.411]

Условие перехода от вязких разрушений к квазихрупким можно записать в виде F =- 0,5= 50 %, а температуру, при которой выполняется это условие, принять за первую критическую При t < t i разрушающие нагрузки Рс начинают снижаться. Когда номинальные разрушающие напряжения снизятся до предела текучести (огцс — 1), поверхность разрушения становится полностью кристаллической (Fs = 0), трещины распространяются с высокими скоростями (1500— 2500 м/с) в вершине трещин возникают только местные пластические деформации (ij3K < 0,01 е, шах < 0,1). Переход от квазихрупких разрушений к хрупким определяется второй критической температурой хрупкости <сг и условием Оис = От. При t < t i возникают хрупкие разрушения при номинальных упругих напряжениях (а с < 1), и величины Рс резко падают. [c.71]

Механизм ударно-абразивного изнашивания существенно различен в вязкой и хрупкой областях разрушения. На рис. 77 приведены результаты исследований зависимости износостойкости стали Д7ХФНШ от ее твердости в каждой из этих областей разрушения. Разделение характера разрушения стали на хрупкое и вязкое производили по ориентации площадки излома относительно оси цилиндрического образца диаметром 10 мм с надрезом. Образцы разрушались при центральном изгибе. При нормальном расположении площадки излома к оси образца происходит отрыв — хрупкое разрушение, а при наклонном срезе — вязкое разрушение. Для стали Д7ХФНШ граница перехода хрупкого разрушения и вязкое соответствует максимальным значениям хрупкой и вязкой прочности, наблюдаемым при-определенных температурах отпуска. [c.159]

Влияние скорости удара на ударную вязкость. Переход от статических испытаний к ударным для вязких металлов сопровождается повышением величин действующих напряжений почти при том же или даже более высоком удлинении. Возможное повышение величины работы пластической деформации сравнительно невелико увеличение скорости в 105 раз (переход от статического испытания к ударному) даёт увеличение работы пластической деформации в 1,6 раза. В случаях, когда увеличение скорости удара не вызывает хрупкого разрушения металла, величина практически не зависит от скорости при изменении последней в пределах, получающихся на обычных копрах. При переходе от обычных скоростей 3—7 м сек к скоростям 20—100 м1сек [c.40]

Как уже отмечалось, переход от вязкого разрушения к хрупкому связан с переходом от контролируемого влияния на разрушение неустойчивости мезокластеров (вязкое разрушение) к неустойчивости микрокластеров (хрупкое разрушение). Это определяет изменение вида поверхности разрушения, обусловленное сменой объекта фрактальности и фрактальной размерности структуры зоны предразрушения, и спонтанное изменение вида зависимости фрактальной размерности от поперечной деформации (переход от зависимости (231) к (232) при Х /. = 0,5). Изменение объекта фрактальности характеризуется переходом при = 0,5 от фрактальной поверхности при 2 D 3 к фрактальному фронту трещины при 1 D 2. [c.183]

Строение изломов в условиях водородного охрупчивания материала существенно зависит от его структуры и условий испытания. Однако можно выделить общую закономерность на стадии I выявляются большей частью фасетки межзеренного разрушения и отдельные участки поверхности разрушения, занятые фасетками квазискола на стадии II доминирует межзеренное разрушение с участием механизма зарождения, роста и коалесценции пор. Довольно часто при переходе от стадии II к стадии III излом представлен участками вязкого межзеренного разрушения и в меньшей степени участками хрупкого межзеренного разрушения [82]. На стадии III в изломе преобладает вязкий ямочный рельеф. [c.276]

Решающую роль играет величина напряжений от внешней нагрузки на образец, достаточная для быстрого преодоления сопротивления разрушению в наиболее напряженных точках, при котором не может иметь места значительная пластическая деформация в окрестности этих точек. В случае отсутствия таких условий наблюдается местный переход от хрупкого к вязкому разрушению, проявляющийся в характерном виде поверхности излома, на которой видны следы различных фаз развития трещины (рис. 189). Для возникновення и развития в металле трещины хрупкого разрушения необходимо наличие напряжения растяжения. Развитие трещины замедляется или полностью останавливается в зонах действия напряжения сжатия. [c.272]

Снижение температуры, переход от плосконапряженного состояния к плоскодеформированному, повышение предела текучести материала способствуют смене вязкого механизма разрушения хрупким. [c.128]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрт.шу 5от (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации о.,. (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разруи1аться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. Точка / пересечения кривых и а,., соответству-юп ан температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости или порога хладноломкости (/п. х)- Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). [c.53]

Проведенный а 1ализ позволяет трактовать температуру to,5, как температуру, при которой разрушение связано с образованием хрупких трещин. Координаты точки бифуруации 1 ,"—75 °С и D 1,67 отвечают неравновесному фазовому переходу от вязкого к квазихрупкому разрушению. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...