Изломы при замедленном разрушении

Высокотемпературная термомеханическая обработка увеличивает работу распространения трещины [2, 8, 10, 13], параметры вязкости разрушения [15, 3], повышает ударную выносливость [4], износостойкость н контактную выносливость стали [2, 7], сопротивление усталости [2], отрыву [17], распространению трещины замедленного разрушения [18] и локальному разрушению поверхности при высоких контактных напряжениях [1 ], снижает порог хладноломкости [И, 4], чувствительность к надрезу [2], изменяет вид излома при низкотемпературных разрушениях от хрупкого к вязкому [2, 11]. [c.391]

Рис. 5.68. Строение излома стали 40Х в зоне стабильного роста трещины при замедленном разрушении. СЭМ. х 1800

Изложенные выше данные позволяют достаточно точно и подробно оценить условия образования трещины при коррозионном растрескивании. Вместе с тем эти факторы еще не полностью раскрывают природу развития трещины. При анализе ее развития следует обращать внимание на особенности вида излома. Поверхность излома коррозионного растрескивания всегда темная, похожая на поверхность излома замедленного разрушения псевдо-а-титановых сплавов, имеющих повышенное содержание водорода. Как известно, в таких сплавах под действием напряжений или в результате пластических деформаций может происходить в определенном временном интервале распад пересыщенной водородом а-фазы с выделением мелкодисперсных гидридов (необратимая водородная хрупкость II рода). Темный цвет поверхности излома, видимо, связан в этом случае также с наличием на поверхности излома гидридов [c.63]

Характер шероховатости излома заметным образом меняется при переходе из одной макроскопической зоны в другую, иногда такой переход может быть резким. Так, в частности, наблюдается резкое возрастание шероховатости в пределах макроскопических усталостных линий или периодически Возникающих кольцевых полос на изломах замедленного разрушения. [c.16]

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]

Понижение температуры окружающей среды приводит к хладноломкости болтов — хрупкому разрушению без заметной пластической деформации. Склонность металлов к хрупкому разрушению оценивают критической температурой хрупкости которая характеризуется резким снижением пластичности и работы деформации, изменением вида излома волокнистое макростроение заменяется кристаллическим. По температуре можно косвенно судить о безопасной работе резьбового соединения чем ниже критическая температура, тем безопаснее эксплуатация деталей из данного материала при низких температурах. Следует отметить, что температура хладноломкости не полностью отражает склонности к замедленному хрупкому разрушению резьбовых соединений при нормальных температурах. Например, хр болтов из стали ЗОХГСА ниже, чем болтов из мягкой отожженной стали 15. Однако последние не склонны к замедленному разрушению при нормальной температуре. При снижении температуры до / предел ползучести при этом значительно повышается.Разрушение деталей происходит после более или менее существенной пластической деформации. [c.171]

В очаге изломов замедленного разрушения, в отличие от изломов однократного хрупкого разрушения, в отдельных случаях имеет место небольшая зона с менее хрупким, чем основная поверхность, строением. При наличии на поверхности образца или детали хрупкого слоя в изломе не будет наблюдаться начального пластичного участка. [c.363]

В первом случае речь идет о вязком изломе, который благодаря достижению состояния лабильного развития пластической деформации перед разрушением, как правило, происходит сравнительно быстро. Условием развития такого излома является прогрессивное повышение напряжения в слабом сечении, площадь которого быстро уменьшается. Во втором случае наблюдается длительное развитие трещин, чаще всего при высоком и приблизительно постоянном уровне напряжения от внешних сил и от остаточных напряжений. В этом случае имеет место так называемое замедленное разрушение при ограниченной пластической деформации и отсутствии релаксации напряжения. Не следует смешивать рассматриваемое здесь разрушение с внезапным хрупким разрушением, подробно рассмотренным в гл. 5. [c.187]

Усталостные линии, представляющие собой зоны достаточно резко изменившейся шероховатости, связаны с изменением скорости распространения разрушения. Перерывы в нагружении или изменении уровня внешней нагрузки, которые могут иметь место в эксплуатационных условиях, приводят к появлению на поверхности усталостных изломов зон различной шероховатости. Однако более общей причиной является циклическое чередование замедления и увеличения скорости распространения разрушения, особенно наглядно проявляющееся при переменном нагружении. [c.356]

Прочности при замедленном разрушении, различной для разных условий протекания сопряженных процессов, соответствует различная структура (рис. 12). Несмотря на то что при большей скооости охлаждения размер зерна меньше, прочность в этом случае ниже. В то же время в случае меньшей скорости охлаждения на поверхности образца около излома наблюдается большое число зародышевых микротрещин, в тО время как при большей скорости охлаждения количество их весьма ограничено. Это обстоятельство позволяет предположить, что величина упругой энергии, необходимой для возникновения и распространения трещин в процессе замедленного- [c.252]

ГО излома можно судить о величине максимального напряжения цикла. Чем больше площадь статического долома, тем выше нагрузка. Шероховатость этой зоны также завис№г от амплитуды напряжений. Меньшему значению амплитуды напряжений соответствует более гладкая поверхность усталостного излома. Усталостные линии представляют макроскопические признаки усталостного излома, связанные с замедлением скорости или задержкой распространения трещины. Они соответствуют амплитудам напряжений, не приводящим к увеличению длины трещины после действия более высоких амплитуд. Отсутствие усталостных линий свидетельствует об устойчивом распространении трещины при неизменной амплитуде напряжений. Различие расстояния между усталостными линиями свидетельствует об изменяющемся характере приложенных напряжений циклов. С увеличением длины грещины скорость ее распространения возрастает, в результате чего увеличивается шероховатость поверхности излома. В области статического долома разрушения носят сдвиговой характер. Макрофрактографические особенности изломов малоцикловой усталости заключаются в строении собственно усталостных изломов. При относительно малом числе циклов нагружения (до тысячи) изломы при малоцикловой усталости близки к таковым при статическом растяжении. Разрушение сопровождается заметной макроскопичской деформацией (сужением). По мере увеличения числа циклов нагружения характер разрушения изменяется от вязкого к хрупкому разрушению. Поверхность собственно усталостного излома более шероховатая и составляет значительно меньшую долю в изломе, чем зона статического долома. [c.121]

Такое предположение позволяет сделать сопоставление данных работ [61] и [96]. В обеих работах исследовали один и тот же Ti-сплав с параметрами структуры, характеризуемыми крупными а -пла-стинами в первичных (3]5,-зернах размером 0,5-1 мм. В работе [43] при выдержке материала под нагрузкой в течение нескольких минут изменения СРТ по сравнению с х = О не отмечали. В работе [96] при выдержке произошла смена механизма разрушения с вязкого внутризеренного, которому отвечал бороздчатый рельеф излома, на межсубзеренный с фасеточным рельефом излома, что сопровождалось сокращением в 16 раз периода роста трещины. В связи с фактом возрастания скорости роста трещин было подчеркнуто [96] наличие в материале 0,004 % Н2. Это количество Н2 достаточно мало по массе, но в другой работе [81] при длительном статическом нагружении образцов из сплава 0Т4 по схеме Трояно при объемной доле Н2 в 0,003-0,005 % наблюдали их замедленное разрушение и увеличение СРТ при высоком уровне напряжений. Такое разрушение, как говорилось выше, сопровождалось образованием гидридов и развитием трещин по ним. Но в работе [61] снижение долговечности было объяснено диффузией имеющегося в материале Н2 в полосы скольжения. Если это так, то при выдержке данный процесс должен сопровождать и рост трещины, способствуя охрупчиванию материала, однако это в работе [60] не наблюдалось. Поэтому только наличием в сплаве Н2 нельзя объяснить снижение периода зарождения трещины и увеличение СРТ. По всей вероятности, имелась некоторая субструктурная особенность состояния материала по межфазпым границам, которая вызывала рост трещины по ним в течение выдержки под нагрузкой или охрупчивание по плоскостям скольжения в монофазном материале. [c.368]

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]

Возникновению излома ЗР способствует наличие на поверхности детали (образца) хрупкого слоя, образовавшегося в результате насыщения газами или другими элементами (наводо-роживание, науглероживание сталей, титановых сплавов и т.д.) или чрезмерного наклепа. Часто решающим фактором является действие внутренних растягивающих напряжений, возникших при сварке, закалке, механической обработке и пр. Возникновению замедленного разрушения способствуют факторы, увеличивающие концентрацию напряжений риски от механической обработки, дефекты поверхности, недостаточные радиусы в гал-тельных переходах и т. п. [c.56]

В емкости из "титанового сплава BTI4 обнаружено множественное разрушение (рис. 41) после ее транспортировки в контейнере и выдержки в течение длительного времени. Разрушение начиналось от сварных точек (рис. 41,а и б), имело хрупкий характер, на поверхности излома наблюдались следы постепенного развития трещины в виде шевронов. Разрушение могло быть усталостным под действием вибрационных нагрузок при транспортировке в контейнере. Микрофрактографический анализ с помощью оптического микроскопа показал сглаженный рельеф в виде плато вытянутой формы, похожий на усталостный. На электронных фрактограммах усталостных признаков обнаружено не было. На поверхности излома наблюдались хрупкие фасетки, присущие замедленному разрушению (рис. 41, в). На основании исследования сделан вывод о том, что замедленное разрушение произошло при вылел<ивании изделия. Замедленному разрушению способствовала система установки емкости в контейнере, при которой она касалась ложемента не по всей плоскости, а в нескольких участках, что вызвало действие изгибающих напряжений. [c.66]

В большинстве случаев начальная зона разрушения имеет явно выраженное зернистое строение, отражая межзеренный характер разрушения. В ряде случаев бывает трудно различить изломы замедленного разрушения и коррозионного растрескивания. Одним из признаков, помогающих классифицировать разрушение, является то, что "на изломах КПН при средах с высокой агрессивностью, так же как на изломах высокотемпературного длительного нагружения, отсутствует, как правило, перпо- [c.76]

В большинстве случаев зона излома, соответствующая стадии медленного распространения треш,ины, имеет тем более хрупкий характер, чем больше долговечность образца. Например, образцы стали Н17К12М5Т, изготовленные из металла разных плавок, но с практически одинаковыми механическими свойствами при кратковременных испытаниях, показали разброс по долговечности при испытаниях на КПН при а =1,50 ГН/м2 от 2,5 до 8 сут. В образцах с большей долговечностью в зоне КПН наблюдалось хрупкое межзеренное разрушение, в зоне долома — пластичное, внутризеренное в образцах с малой долговечностью разрушение в зоне КПН менее хрупкое, а в зоне долома менее пластичное (рис. 52). При кадмировании той же стали долговечность снизилась от 4 сут (без кадмирования) до 5—10 ч разрушение в зоне КПН было межзеренным, но менее хрупким, чем без кадмирования. Охрупчивания в зоне долома при КПН с увеличением долговечности, как правило, не наблюдается, в противоположность замедленному разрушению при водородной хрупкости. [c.79]

Замедленное разрушение может наблюдаться, например, в трубах, баллонах и других сосудах, длительно нагруженных внутренним давлением. Трудность классификации излома в таких случаях часто усугубляется тем, что разрушение проходит вдоль направления волокон, а волокнистость материала, сглаживая поверхность излома, делает его структурные признаки менее четкими. При макроосмотре излома замедленного разрушения наиболее важно выявить наличие двух существенно различных по строению зон. Первая зона гладкая иногда блестящая, имеет некоторое сходство с усталостными изломами, однако не имеет типичных макро- и микропризнаков разрушения от повторных нагрузок. Наиболее характерным для первой зоны излома замедленного разрушения является значительная доля в изломе межзеренного разрушения, что часто с уверенностью может быть установлено лишь микрофрактографическим анализом (рис. [c.363]

Под замедленным разрушением понимается разрушение детали (образца) через некоторое время после приложения нагрузки без дополнительного ее увеличения при напряжениях ниже расчетных, соответствующих кратковременной прочности (Ов) материала [10]. Характерным признако1м замедленного разрущения является макрохрупкий излом детали, обычно с четким очагом разрушения. Строение излома в зоне дорыва может быть вязким, при этом пла- [c.210]

Склонность к замедленному разрушению при этом способе испытаник оценивается временем до появления треш,ин при заданной нагрузке дополнительными характеристиками могут служить интенсивность развития трещин во времени и характер разрушения (расположение трещин, их количество,, направление и длина, строение излома в трещине). Как и при других методах испытания на замедленное разрушение для большей эффективности можно-применять смачивание растянутой зоны сварного шва, провоцирующие циклические нагревы и т. п, [13]. [c.213]

Поверхность излома в случае замедленного разрушения твердой стали высокой прочности при нормальной температуре в большинстве случаев проходит по границам зерен исходного аустенита. Явление замедленного разрушения прежде связывали с влиянием растворенного водорода, вызывающего появление местной хрупкости материала на границах зерен [163]. Однако позже было установлено, что замедленное разрушение может наблюдаться у всех металлов и что это явление нельзя объяснить одним только влиянием растворенных газов [164]. В свете теории дислокаций замедленное разрушение можно объяснить тем, что под действием внешней нагрузки происходит перемещение д]1Слокаций, которые накапливаются у границ зерен, вызывая там концентрацию дефектов кристаллической решетки, облегчающую образование субмикроскопических трещин при напряжениях ниже обычного предела проч [остн материала при быстром разрупгении. [c.258]

На с. 88. Рис. 2.4. Рельеф (а) излома (реплика, просвечивающий микроскоп) буксы шасси самолета Ту-134 в зоне роста трещины по границам наследственного аустенитного зерна (сталь ЗОХГСА) в результате разогрева поверхности детали из-за неправильного контакта буксы с бронзовой втулкой ( ) межзеренный рельеф излома (2) в результате замедленного хрупкого разрушения материала (сталь ЗОХГСНА) рельсы тележки (система выпуска закрылка) самолета Ту-154 из-за наводороживания материалу цо границам зерен при хромировании (зона 1) (в) межзеренное растрескивание наводороженного материала (сталь 38ХА) болта крепления переходной муфты к шлицевой обойме муфты двигателя [c.89]

Судя по кинетическим кривым /тр(т) на рис. 59 и наблюдениям за поверхностью образцов в процессе испытания, в деформируемых никельхромовых сплавах на гладких образцах при относительно невысоких напряжениях кинетику трещин можно представить следующим образом вначале медленный рост одной (или небольшого количества) первичной трещины (стадия /), затем множественное образование новых трещин и вследствие этого замедление роста каждой отдельной трещины (стадия II), заключительная стадия — быстрое развитие одной или нескольких трещин до полного разрушения (стадия III). При повышении напряжения сокращается во времени или вовсе исчезает вторая стадия, при уменьшении напряжения, наоборот, она сильно растягивается . Необходимо отметить, что большое количество трещин может возникнуть и при действии высоких напряжений, однако в последнем случае они образуются практически одновременно, а не последовательно, что при анализе излома и трещиноватости поверхности детали (образца) определяется по степени их развития. [c.86]

Наличие неоднородного строения в зоне излома, соответствующей стадии развития разрушения во времени, свидетельствует об изменяющихся условиях в процессе разрушения. Однако в отличие от других видов разрушения во времени (усталостном, замедленом при нормальной температуре) при ползучести на изломах не обнаруживается периодического чередования макрозон. По-видимому, существенная, все увеличивающаяся со временем повреждаемость материала приводит к более монотонному характеру развития разрушения. [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...