Фрактографические характеристики

ШАГ УСТАЛОСТНОЙ БОРОЗДКИ КАК ФРАКТОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИНЫ [c.188]

Соответствие механических характеристик материала требованиям чертежа указывало на то, что развитие трещин малоцикловой усталости обусловлено исчерпанием работоспособности дисков в условиях высокого уровня напряженности. В связи с этим возникла проблема использования долговечности дисков при гарантированном отсутствии возможности их разрушения в результате развития трещин малоцикловой усталости, т. е. проблема эксплуатации двигателей с безопасным повреждением дисков. Эта проблема была успешно решена в результате проведения комплекса исследований, включавшего в себя количественную фрактографическую оценку длительности роста усталостных трешин. [c.543]

Ранее основное внимание уделяли изучению и описанию различных видов разрушения и их характерных признаков. Теперь количественно оценивают фрактографические особенности усталостных изломов и устанавливают их связь с прочностными характеристиками материала [21]. На поверхности усталостного разрушения выделена зона, связанная с распространением трещины в условиях плоской деформации и равная критической длине усталостной трещины Установлено, что критическая длина не зависит от амплитуды напряжения. [c.45]

Х, закаленные по заводской технологии, отпускали при 250-470"С. В результате отпуска механические свойства стали 40Х с содержанием углерода на верхнем и нижнем пределе марочного состава плавно снижаются. Каких-либо провалов характеристик прочности (а а и твердости не выявлено. Однако фрактографический анализ хрупких изломов болтов отчетливо обнаруживает максимум ослабления границ зерен при 350 С (рис. 4.9). Приведенная доля межзеренного разрушения (доля межзеренного разрушения, отнесенная к хрупким составляющим) достигает 80%. Хрупкие трещины распространяются в основном по границам бывших зерен аустенита (рис. 4.10). [c.138]

Фрактографические исследования (см. гл. 11), особенно заключительных зон изломов, позволяют судить о поведении и характеристиках материала в закритическом состоянии в зависимости от совокупности условий испытания или эксплуатации. [c.185]

Моделирование хрупкого разрушения. Фрактографический анализ показывает [13], что при эрозионном разрушении определяющим фактором является образование хрупких кольцевых трещин, производимых контактным динамическим взаимодействием летящих твердых частиц с поверхностью. Применяемые в экспериментах по эрозионному разрушению мелкие частицы радиусом порядка нескольких десятков или сотен микрон при контактном взаимодействии с поверхностью производят чрезвычайно короткие разрывающие импульсы. Зная их характеристики, а также значение пороговой скорости удара (потока), при которой начинается эрозионное разрушение поверхности, можно определить элементарный квант разрушения [8, 9] и соответствующее ему инкубационное время. С другой стороны, зная определяющие параметры критерия разрушения, можно рассчитывать принципиальные характеристики эрозионного процесса. Покажем, как данная схема может быть реализована в простейшем приближении на основе классической задачи механики контактного удара [4]. Пусть сферическая твердая частица радиуса R со скоростью V падает на поверхность упругого полупространства. Считаем, что уравнение движения частицы (индентора) записывается в виде [c.642]

Фрактографическим и металлографическим анализом установлено, что процесс взаимодействия частиц порошка никеля друг с другом и поверхностью основного металла начинается при температуре сварки 350 °С, но соединение имеет низкие механические характеристики (рис. 3.4). [c.79]

Так, в стали Х15Н5Д2Т в состоянии, не склонном к хрупкому разрушению (закалка с 1000°С, охлаждение в воде, выдержка при —70°С и при 525°С), при насыщении водородом в количестве около 3 см в 100 г наблюдаются фасетки отрыва, аналогичные фасеткам, образовавшимся в состоянии, склонном к хрупкому разрушению, например закалка с 1200°, охлаждение в воде, выдержка при 450°С 2 ч (рис. 27). Уменьшение скорости нагружения от 30 до 0,02 мм/с значительно увеличивает долю хрупких фасеток отрыва в первом случае и не изменяет эту фрактографическую характеристику в стали с низким отпуском. [c.46]

Другими фрактографическими характеристиками усталостных изломов, по которым можно делать заключение о скорости разрушения и уровне действующих напряжений, является размер микроплоп адок — плато, на которых расположены микро-усталостные полоски. Размер этих плато достаточно закономерно увеличивается с увеличением уровня напряжения. Характерным являются также вид микрорисунка в очаге излома и протяженность в изломе зоп с различным строением, т. е. зон, соответствующих первой, второй, третьей и четвертой стадиям развития усталостной трещины (табл. 11). Чувствительной и, по-видимому, более универсальной характеристикой оказалось отношение протяженности зоны ускоренного разрушения (третьей и четвертой стадий) к длине всей усталостной трещины [c.110]

Существенным преимуществом оптической фрактографии является возможность применять прицельный метод исследования. Прицельность исследования особенно необходима при введении количественной оценки излома, поэтому более распространенные количественные фрактографические характеристики, такие, как ширина микроусталостных полосок, получены на оптических микроскопах. [c.188]

Величина шага 2,14-10" м в срединной части образца достигнута в момент появления фронта трещины на боковой поверхности образца. Число циклов с момента начала испытаний и до момента появления трещины на поверхности образца использовано для характеристики долговечности образца в условиях опыта. Положение фронта трещины определено фрактографически по ориентировке и величине шага усталостных бороздок. [c.326]

Излом изучают, во-первых, для оценки металлургического качества материала. Такой дефект обработки, как перегрев, оценивают в конструкционных материалах по наличию камневидного, а в быстрорежущих сталях нафталйнистого изломов рыхлоты, плены достаточно надежно выявляют в изломах литейных материалов и т. п. Определение температурных интервалов хладноломкости или отпускной хрупкости тоже можно отнести к области изучения изломов в связи с качествам м составом материала. Это обширная, чрезвычайно важная н наиболее древняя область использования характеристики излома. В современных условиях для решения названных задач применяют совершенное физическое оборудование — электронные микроскопы с приставками, позволяющими производить дифракционный, рентгеноспектральный и подобные анализы и определять природу фаз и других включений, ответственных за дефектность материала [71]. Применение этих методов исследования дало много ценных сведений о характерном строении и причинах возникновения различных металлургических дефектов в сталях [116]. Имеется также обширная литература, по-г.вященная анализу качества материала по фрактографическим признакам [5, И, 56, 106, ПО и др.]. [c.5]

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]

Фрактографическое исследование в сочетании с микрострук-турным анализом и анализом трещин показало, что процесс развития макроскопических трещин в литейных никельхромовых высокожаропрочных сплавах МСбУ, ВЖЛ12У при переменном нагружении по симметричному и ассиметричному циклам при температурах 850—950°С занимает значительную часть общей жизни испытываемого гладкого образца. На это указывает, в частности, то, что общая долговечность оказывается связанной с характеристиками процесса разрушения, проявляющимися в изломе имеется связь между шириной усталостных полосок (ширина полосок измерялась с помощью оптического микроскопа при увеличениях 600—800) и долговечностью (рис. 127). Полученная зависимость может быть использована для приближенного, но тем не менее количественного определения времени [c.155]

Величину К с вычисляют по экспериментально найденной критической длине (глубине) трещины, при которой разрушение превращается из стабильного в нестабильное, и разрушающему максимальному брутто-напряжению материала. Критическая интенсивность напряжений является характеристикой микропластиче-ской прочности материала. Критическая длина (глубина) усталостной трещины при испытании лабораторных цилиндрических и натурных образцов из бурильных труб определялась по фрактографическому излому (размеру усталостного пятна), соответствующему началу стадии нестабильного роста трещины обобщенной диаграммы усталости, построенной феррозондовьш методом контроля. [c.111]

В настоящей работе описаны результаты исследования нескольких типов сварных соединений сплава на основе никеля марки In onel Х750— одного из основных перспективных материалов для использования в криогенной технике. Исследованы сварные соединения сплава, выполненные дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа (ДЭС) и электронно-лучевой сваркой (ЭЛС) в трех состояниях термообработки 1) закалка перед сваркой 2) закалка и двухступенчатое старение перед сваркой 3) закалка и двухступенчатое старение после сварки. Проведены радиографический контроль сварных соединений, металлографический и фрактографический анализы. Механические свойства при растяжении и характеристики разрушения определены на поперечных сварных образцах в интервале от комнатной температуры до 4,2 К. [c.311]

Фрактографический метод определения эффективного (вьгаол-няюш,его роль границы зерна) размера зерна в низкоуглеродистых и низколегированных сталях эффективен при оценке механических характеристик, когда металлографический метод вызывает затруднение или практически невозможен. В последнем случае это обусловлено повышенной травимостью отдельных границ реек в пакете мартенсита формированием смешанной (например, феррито мартенситной или феррито-бейнитной) структуры стали, когда неясно, границы каких структурных элементов являются эффективными барьерами для раз- [c.48]

Изложенное выше относится к стационарному режиму нагружения. Применительно к нестационарным режимам нагружения методические подходы к оценке периода роста трещины по результатам фрактографических исследований становятся иными. Для перехода от макроскопических данных по скорости роста трещины к фрактографическим параметрам, используемых в качестве характеристик скорости роста трещины, необходимо определить эквивалентный коэффициент интенсивности напряжений, т. е. привести кинетическую диаграмму усталостного разрушения в точку с координатой Л и В, что отвечает условию автомодельного роста трещины. Эта операция осуществляется путем эквидистантного смещения прямой og dlldN—log ЛК в поло-жение, совпадающее с координатными точками А i В. Аналитически это можно проиллюстрировать следующим образом. В неавтомодельных условиях связь dl/dN с АК описывается соотношением [c.331]

Таким образом, фрактографические карты содержат все необходимые параметргы для определения характеристик локальной и глобальной нестабильности разрушения для сплавев на одной и той же основе. [c.378]

Однако, конечно, применение автоматической записи роста трещины для повторного нагружения также весьма желательно, так как это уменьшит субъективность результатов и облегчит наблюдение. Диаграммы разрушения при повторном нагружении являются еще более условными, чем при однократном, так как они зависят, кроме геометрии образца, еще и от уровня напряжения цикла, частоты нагружения и коэффициента асимметрии цикла. Однако повторное нагружение является весьма распространенным, а усталостное и повторно-статическое разрушение является наиболее частым видом разрушения деталей машин и механизмов. Поэтому получение хотя бы сравнительных характеристик разрушения материалов при условиях, близких к экс-плуатационны.м, является весьма важным. На рис. 4.16 приведены диаграммы разрушения алюминиевых сплавов при повторном нагружении максимальным напряжением цикла 10 и 17 кгс/мм , т. е. 0,3 и 0,5 от прочности образца с трещиной. Как показано на диаграмме, перегрузочные режимы повторно-статического нагружения при атах 0,5охр дают диаграммы разрушения, располагающие материалы в ряд, близкий к тому, в который располагаются эти же материалы по диаграммам разрушения при однократном кратковременном испытании (см. рис. 4.13). Для построения физически обоснованной теории разрушения весьма желательно сопровождать изучение кинетики разрушения фрактографическим исследованием с помощью оптического и электронного микроскопов (см. гл. 11). Для записи роста (и возникновения) трещины необходимо применять авто- [c.199]

В соответствии с программой в настоящее время с привлечением специализированных организаций разрабатываются методики отбора проб грунтов и грунтовых вод, методики экспресс-анализов грунтов в трассовых условиях изучаются характеристики коррозионно-агрессивных сред, под воздействием которых возникает КРН трубных сталей, свойства поверхностных слоев, формирующихся в процессе эксплуатации, влияние почвенных микроорганизмов на процесс КРН, в том числе при наличии катодной защиты. Проводятся исследования физико-механических и фрактографических особенностей изломов труб, разорвавшихся при переиспытаниях и авариях газопроводов по причине стресс-коррозии, и образцов металла труб с мест разрушения. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...