Изломы при однократном нагружении

ИЗЛОМЫ ПРИ ОДНОКРАТНОМ НАГРУЖЕНИИ [c.23]

Примером наличия в изломе макроскопических по размерам хрупких зон являются флокены в изломах стали. Флокены — хрупкие тонкие трещины, распространяющиеся, как правило, в одной плоскости, в изломе имеющие вид овальных или круглых пятен, связаны с присутствием водорода, образуются при однократном нагружении. Макро- и микростроение зон флоке-нов и вне их резко различается. Флокены — результат хрупкого надрыва, относительно редкий случай, когда макроскопически хрупкая трещина не распространяется на все сечение детали (образца), а имеет локальный характер (что связано с резкой неравномерностью состава и структуры материала). [c.54]

На изломах длительного статического и однократного нагружения отмечался разный характер связи расположения пластичных ямок с частицами упрочняющих фаз если при длительном нагружении более пластичный характер разрушения наблюдается, как правило, в области расположения мелких частиц упрочняющих фаз, то при однократном нагружении локальное повышение микропластичности разрушения связано с наличием более крупных по размеру частиц. [c.94]

Характер разрушения — пластичное или хрупкое при однократном нагружении, усталостное, от длительного действия статической нагрузки и т. д. В некоторых случаях только анализ излома не дает однозначного ответа на вопрос о характере разрушения, например, не всегда удается отличить изломы замедленного разрушения от хрупких однократных или изломов коррозионного растрескивания. В таких случаях другие данные (об условиях службы, условиях обнаружения разрушения (трещины), металлографическое исследование и т. д.) позволяют с большей определенностью отнести излом к тому или другому виду. Однако и в этих случаях на долю анализа излома остается задача выявления и уточнения различных обстоятельств разрушения и способствующих разрушению факторов. [c.173]

В сталях, мало чувствительных к трещине, зона распространения усталостной трещины тем больше, чеМ ниже уровень приложенного напряжения и, следовательно, меньше необходимое -живое" сечение образца или детали, способное выде кать эту нагрузку, исходя из условия прочности при однократном нагружении. Для сталей и состояний, чувствительных к трещине, усталостная зона в Изломе занимает очень малую площадь независимо от уровня действующих напряжений [392]. [c.325]

Фрактографическим признаком, характеризующим способность материала тормозить разрушение при однократном нагружении, служит степень вязкости излома, которая оценивается по относительной доле площади, занятой волокнистыми участками, и по степени волокнистости этих участков. Практически во всех случаях излом металлов при однократном нагружении имеет сме- [c.478]

В случае разрушения стали при однократном нагружении излом обычно бывает либо вязким с волокнистой структурой, либо хрупким — с зернистой структурой. Излом при разрушении под действием повторных нагрузок может иметь вид матовой шелковистой поверхности с чрезвычайно мелкой фактурой. Именно такого рода изломы и разрушения сварных стальных деталей рассматриваются в настоящей книге. Исторический обзор по усталости металлов можно найти в работах [c.5]

К изломам, возникшим от однократно приложенной возрастающей нагрузки, называемым также изломами кратковременного нагружения, относятся статические и ударные изломы при растяжении, изгибе, кручении и т. д. Общим для их образования является постепенное, хотя и происходящее с разной скоростью, в течение всего периода нагружения возрастание внешней нагрузки до значения, соответствующего временному сопротивлению образца или детали в данных условиях нагружения. [c.20]

Хрупкий излом при однократном и тем более при длительном нагружении может иметь несколько и даже много фокусов. Чем выше скорость возникновения фокусов и чем меньше скорость распространения трещин, тем большее число фокусов должно наблюдаться на изломе. Расположение фокуса и само наличие фокуса указывает на неоднородность и неодновременность процесса разрушения. [c.351]

Разрушение деталей машин (например, шатунов и коленчатых валов двигателей) при повторно-переменных нагрузках, изменяющихся как по величине, так и по знаку (растяжение — сжатие), происходит при напряжениях, значительно меньших величины предела текучести, определенного при статических испытаниях (однократном нагружении). В изломе металла после разрушения [c.19]

В основу классификации трещин и изломов могут быть положены различные признаки характер нагружения (однократное, многократное, статическое, ударное) вид излома (зеркальный, шероховатый) степень пластичности в изломе (излом хрупкий, пластичный, кристаллический, волокнистый) состояние внешней среды (испытания в коррозийной среде, при повышенных температурах) характер деформации (отрыв, срез) дефекты технологии (флокен для металлов, свиль, камень в стекле) форма поверхности излома (блюдечко, звездочка) структурные признаки (излом межзеренный и внутризеренный, мелко- и крупнозернистый) условия возникновения (от нормальных и касательных напряжений) кинематические признаки (трещины неразвивающиеся, замедленные, ускоренные) механические признаки (трещины устойчивые, неустойчивые) вид симметрии нагружения относительно линии трещины (деформации трещин типа I, II и III). [c.25]

По виду нагружения следует различать изломы, возникшие от однократно приложенных нагрузок статических кратковременно или длительно действующих, ударных или переменных. В каждой из перечисленных групп строение изломов будет обладать рядом специфических особенностей, обусловленных способом приложения нагрузки и соответственно долей касательных и нормальных напряжений (см. табл. 4.2). Условия нагружения определяются действием температуры, при которой производится испытание, наличием активной или коррозионной среды, величиной запаса упругой энергии, податливостью системы и т. д. [c.346]

Усталостное разрушение происходит обычно внезапно, после большого числа повторных нагружений и при напряжениях, заметно меньших предела прочности материала, соответствующего однократному статическому нагружению. Особенно низко сопротивление усталостному разрушению при многократно повторяющейся нагрузке противоположного направления, когда напряжение в опасной точке сечения меняется от - -а до —о (симметричный цикл). Усталостному разрушению подвергаются такие важные детали, как коленчатые валы, поршневые пальцы и клапанные пружины двигателей, оси железнодорожных вагонов, стыки рельсов, лопатки турбин, гребневые винты пароходов и т. д. Как показывает статистика, более 80% поломок всех указанных металлических деталей происходит именно в результате разрушения от усталости. Усталостное разрушение проявляется в возникновении повреждений. При этом, помимо концентрации напряжений, вследствие резкого изменения формы сечения и плохой обработки поверхности (царапины), следует иметь в виду концентрацию напряжений от структурных дефектов самого металла (микропоры, шлаковые включения и т. д.). Если никаких принципиальных изменений в строении металла в зоне усталостного излома не происходит, то все же определенное изменение структуры металла (как показывают микроскопические и рентгенографические исследования) имеет место. [c.263]

Однозначную трактовку излома затрудняет то, что в ряде случаев различным видам нагружения соответствует в основных чертах один и тот же характер разрушения, в то же время одинаковый вид нагружения в зависимости от состояния материала может привести к разрушению разного характера. Например, при усталостном нагружении листовых образцов из алюминиевого сплава системы А1—Си—Li в состоянии фазового старения наблюдается внутризеренное разрушение, в состоянии коагуляционного старения — межзеренное. Внутризеренное разрушение набюдается в большинстве материалов при однократном нагружении, усталости, а также замедленном разрушении при нормальной температуре, например в ряде титановых сплавов с псевдоальфа-структурой (0Т4, 0T4-I). [c.7]

Несоответствие механических свойств при кратковременных и длительных нагружениях наблюдается часто. Вместе с тем особо хрупкое состояние тела зерна, проявляющееся при кратковременном нагружении, может привести к преждевременному разрушению при длительном нагружении. Это наблюдалось, например, в высоколегированном никелевом сплаве ЖС6У в состоянии непосредственно после закалки при нагружении при температуре 800°С. При этой температуре в сплаве после закалки происходит интенсивный распад твердого раствора, большое количество частиц основной упрочняющей -фазы является препятствием для движения дислокаций, кроме того, на границах и в теле зерен имеются выделения игольчатой формы [68]. В не-термообработанном сплаве при этой же температуре испытания интенсивного распада не наблюдается. В Условиях нагружения (7=0,55 ГH/м , t=800° время жизни образцов с трещиной в термообработанных образцах составляло 20—30% общей долговечности, в литых 55—60%, при этом полная долговечность увеличивалась примерно в 10 раз. Фрактографическое исследование показало, что разрушение литых образцов от разрушения термообработанных образцов отличается в основном степенью пластичности процессов деформирования и разрушения в теле зерна, что выявилось при исследовании изломов в зоне долома и при однократном нагружении (рис. 61). [c.89]

Малоцикловая усталость в большинстве случаев связана с действием высоких напряжений, поэтому изломам присущи особенности строения, характерные для изломов циклической перегрузки или типично усталостных изломов в зонах, примыкающих к долому. Изломы малоцикловой усталости отличают многооча-говость и вследствие этого расположение зоны долома, близкое к центру сечения образца (при изгибе вращающегося образца), относительно малая длина усталостной трещины и т. д. Рассматриваемые изломы характеризуются наличием заметных следов пластической деформации, особенно на участке окончательного разрушения во всяком случае степень неполного соприкосновения половинок излома при приложении их друг к другу больше, чем у изломов многоцикловой усталости. В очаге, как правило, не наблюдается сильно сглаженной зоны, характерной для типично усталостных изломов. В зоне, соответствующей постепенному развитию разрушения, в ряде случаев наблюдаются радиальные рубцы или рисунок в виде шеврона. Наличие таких рубцов иногда заставляет сомневаться в усталостном происхождении излома. Расшифровке излома может помочь следующее обстоятельство линии шеврона при однократном нагружении не меняют своего угла поворота к поверхности листа, а при повтор-но-статическом нагружении постепенно поворачиваются до угла 60—90° к поверхности. Это происходит, по-видимому, вследствие постепенного перехода плоскодеформированного состояния в 7—349 97 [c.97]

При однократном нагружении, то число циклов JV, = = 0,5. Если Оу < Ззр, то число циклов N2 > 0,5. Замечаем, что график пределов прочности при переменном нагружении в зависимости от числа циклов (кривая Вёлера) имеет горизонтальную асимптоту с ординатой 0 . При напряжении з образец способен воспринять без излома любое число циклов перемены нагрузки. То максимальное напряжение, которое материал выдерживает без усталостного разрушения при любом числе перемен усилий, называется пределом выносливости (или пределом усталости). Предел выносливости характеризует способность материала сопротивляться длительному [c.265]

При наличии значительных дефектов в поперечных сварных швах могут получаться изломы типов, показанных на рис. 2.6. В данном случае ясно внден пепровар у корня сварного шва и низкое качество всего шва. Соединения с такими дефектами, как показанные на рис. 2.6, обладают значительно меньшим сопротивлением усталости по сравнению с хорошо выполненными сварными соединениями. Несмотря на это, соединение с такими дефектами может иметь при однократном нагружении прочность, соответствующую пределу проч- [c.15]

Макроскопическую неоднородность можно обнаружить на изломах, образовавшихся практически при любых способах нагружения. Например, при однократном осевом растяжении на изломах выявляются дно и скосы чашечки, при однократном изгибе — боковые кромки среза шелковистого строения и центральная часть кристаллического или волокнистого строения у малопластичных материалов в сжатой зоне из-гибного образца образуется характерный валик и т. д. [c.13]

Изломы однократного нагружения принято подразделять на Епзкие (пластичные) и хрупкие, хотя для металлических материалов провести такую классификацию подчас затруднительно из-за невозможности разрушения металлов при полном отсутствии пластической деформации. Вместе с тем, если при разрушении путем образования и слияния микропор можно иметь изломы в очень широком диапазоне по их микропластичности, то [c.20]

Для однократного нагружения возрастающей вплоть до временного сопротивления разрушению нагрузкой, т. е. при отсутствии преждевременного разрушения, характерным является внутризеренное распространение трещины. Вместе с тем наличие межзеренного разрушения не всегда является признаком дефектности материала. Но при межзерепном прохождении трещины вследствие большей локализации разрушения возможности для развития пластической деформации ограничиваются. Правда, такому разрушению может предшествовать значительная деформация в теле зерна, но при фрактографическом анализе это выявляется с большим трудом, например, по степени формоизменения зерна, по наличию на поверхностях границ зерен выходов полос скольжения и т. п. На макроскопические характеристики излома (его ориентированность относительно направления главных напряжений, матовость поверхности) характер прохождения трещины влияет мало. [c.23]

Начальная зона изломов однократного разрушения образцов с надрезом или с заранее созданной усталостной трещиной (для определения К с, ту) [И7, 121] имеет строение, отличное от остальной поверхности излома. На ее поверхности часто наблюдаются волнообразный рельеф или вытянутые ямки, напоминающие ямки при внецентрениом растяжении. Наиболее четко волнообразный рельеф в переходной зоне выражен у алюминиевых сплавов (рис. 3). Эта зона образуется под действием касательных напряжений при расщеплении по плоскостям скольжения, подготовленным предшествующей деформацией [134], а размер зоны соответствует области локальной деформации в вершине трещины, образующейся при нагружении перед страгиванием трещины [119]. Размер зоны увеличивается с увеличением вязкости разрушения и хорошо коррелирует с величиной раскрытия трещины [89, 119]. В связи с последним наблюдением было бы правильнее называть эту зону зоной пластического прироста трещины. Размер этой зоны зависит от условий образования предварительной усталостной трещины увеличение числа циклов с 1 400 до 463 000 для образования трещины определенной длины в сплаве Д1 при определении Ки привело к уменьшению ширины зоны с 12 до 8 мкм, [c.13]

Макроскопическое исследование строения изломов в большинстве случаев позволяет достаточно надежно определить характер разрущения — хрупкое или пластическое и вид нагружения, при котором произошло разрушение, однократное и кратковременное или длительное, или усталостное и т. д. Но, как правило, ми-кроструктурный характер разрушения — внутризеренный или межзеренный, при этом не выявляется. [c.350]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...