Строение изломов при усталости

СТРОЕНИЕ ИЗЛОМОВ ПРИ УСТАЛОСТИ [c.97]

Это следует учитывать при сопоставлении результатов различных испытаний при повторных ударах. Строение излома образца, в котором уже образовалась усталостная трещина при нагружении повторными ударами, также зависит от величины ударной вязкости чем она выще, тем дольше будет работать материал с развивающейся трещиной усталости. [c.176]

Излом детали от усталости имеет характерный вид (рис. 553). На нем почти всегда можно наблюдать две зоны. Одна из них А) — гладкая, притертая, образованная вследствие постепенного развития трещины другая (В) — крупнозернистая, образовавшаяся при окончательном изломе ослабленного развившейся трещиной сечения детали. Зона В у хрупких деталей имеет крупнокристаллическое, а у вязких — волокнистое строение. [c.589]

Нагружение повторно-переменными (циклическими) нагрузками при повышенных температурах вызывает явление усталости материалов, при котором, аналогично предыдущему случаю, происходит микроскопически хрупкое внезапное разрушение материала. Отличительной особенностью усталостных изломов в этом случае, различимой лишь под микроскопом, является появление пачек линий скольжения в зернах металла в зоне-собственно усталостного излома, на участке же долома отмечается типичное бугорчатое строение. [c.45]

Еще в середине прошлого столетия было замечено, что те части машин и сооружений, которые находятся под действием повторно-переменных нагрузок, внезапно разрушаются при напряжениях, меньших не только предела прочности или предела текучести, но иногда и меньших предела пропорциональности. Внезапное разрушение материала и обнаруживающееся при этом грубозернистое строение его в изломе детали, выполненной даже из пластичного материала, послужили основанием считать, что материал под действием повторно-переменных нагрузок устает и, превращаясь из пластичного в хрупкий, разрушается. Поэтому и явление внезапного разрушения материала называли усталостью материала . [c.226]

Образовавшаяся трещина, называемая трещиной усталости, почти незаметная невооруженным глазом, постепенно увеличивается и проникает в глубь детали. При этом остаточные деформации сосредоточиваются только у трещин, поэтому после разрушения детали их нельзя обнаружить. Увеличение трещины значительно ослабляет поперечное сечение, вследствие чего происходит внезапное разрушение детали, причем поверхность излома всегда имеет вид хрупкого строения. [c.227]

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]

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]

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]

Необходимо также иметь в виду существенное различие между влиянием на разрушение концентраторов, нанесенных механическим путем (например, запилами), и коррозионноусталостными трещинами, состоящее в то.м, что развитие разрушения в нервом случае происходит только под влиянием внешних нагрузок, тогда как во втором случае к этим внешним нагрузкам прибавляются нагрузки внутренние , в микротрещинах усталости возникающие в результате физико-химических процессов (адсорбционного и коррозионного). Поэтому сводить роль коррозионно-усталостных процессов к образованию трещин—концентраторов напряжений нельзя. Характерно, что излом от циклически прикладываемой нагрузки при круговом надрезе сильно отличается от излома коррозионной усталости. В первом случае получается плоский излом с матовым мелкозернистым строением, во втором — многоплоско-стный излом. [c.147]

Определенную трудность при расшифровке изломов представляют литые материалы, поскольку на них в большинстве случаев отсутствуют или очень слабо выражены обычные макропризнаки усталости складчатый рельеф и усталостные кольцевые линии. Характерным для усталостных изломов литых алюминиевых сплавов является наличие относительно гладкой поверхности без признаков волокнистого строения, характерного для однократного разрушения, а на участках, прилегающих к долому, слабо выраженные кольцевые усталостные линии. При относительно медленном развитии усталостного разрушения изломы литых сплавов имеют достаточно характерное строение, позволяющее классифицировать их уже при макроанализе (рис, 98). В данном случае характерным является [c.125]

При наличии смешанного излома усталостные признаки наиболее устойчиво сохраняются в очаге разрушения, признаки нетипичного для усталости разрушения сначала появляются в зоне развитого разрушения. Следует иметь в виду, особенно при анализе эксплуатационных изломов, что в ряде материалов признаки преимущественно усталостного характера могут наблюдаться и в том случае, когда значение переменной составляющей (относительно предела выносливости) невелико, а. значение статической составляющей (относительно предела длительной прочности) существенно. Например, в литейном никелевом сплаве ЖС6У при асимметричном переменном изгибе при 950°С изломы имели типично усталостное строение при следующих относительных значениях переменной и статической составляющих fa = 0,45aw, am=0,8—0,9 Одл (da — переменная составляющая, От — статическая составляющая, aw и Одл — соответ-венно пределы выносливости и длительной прочности на 100-ча-совой базе). Лишь при ста<0,45 aw при той же статической составляющей нагрузке в зоне развитого усталостного разрушения наблюдались небольшие по размерам участки со строением, характерным для высокотемпературного статического нагружения (рис. 116). [c.144]

Отсутствие прямой зависимости между долговечностью и величиной усталостной зоны при высокотемпературной усталости иллюстрируется примером обрыва пера лопатки из сплава ЖС6К после наработки, составляющей всего около 1 % ресурса. Уже это обстоятельство свидетельствует о действии высоких переменных напряжений. Тем не менее усталостная зона в изломе занимала более 60% площади поперечного сечения. Волокнистое строение зоны долома подтверждает, что в процессе работы не успело произойти разупрочнение материала на границах зерен. [c.157]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...