Признаки хрупкого и вязкого разрушения

Признаки хрупкого и вязкого разрушения [c.605]

Интеркристаллитное разрушение, наблюдаемое при ползучести или коррозии под напряжением, имеет совершенно иной механизм, а металл может проявлять признаки как хрупкого, так и вязкого разрушения. [c.421]

Поведение образца определяется увеличением доли пластической деформации, предшествующей разрушению, при повышении температуры. При низких температурах в макроскопически хрупком образце имеется малая пластическая зона. При Tqy эта зона достаточна для того, чтобы вызвать общую текучесть. При Гц7 увеличение пластической зоны до размеров сечения образца может происходить только благодаря росту нагрузки, так как сечение нетто подвергнуто деформационному упрочнению. Выше нагрузки и смещения быстро растут, так как влияние надреза на трехосное напряженное состояние ослабляется вследствие деформации всего сечения. Вязкое разрушение может происходить выше или ниже в зависимости от величины деформации, требуемой для зарождения разрушения у основания надреза, и его относительной глубины. Эта деформация обычно зависит от содержания включений в материале. Образец из очень чистого железа с неглубоким надрезом можно изогнуть до соприкосновения вплотную сторон образца без признаков разрушения. Для той же матрицы, но с большой объемной долей близко расположенных включений, разрушение может зародиться при низких деформациях у основания надреза, соответствующих малым углам изгиба. [c.168]

Фрактографические исследования обязательно проводят при расследовании причин аварий и разрушений металлоконструкций различного назначения и выявлении очага разрушения. При хрупком разрушении поверхность излома имеет кристаллический характер с характерным шевронным рельефом, при этом очаг зарождения трещины определяют по направлению сходимости лучей (ступенек) рельефа, указывающего на направление к очагу зарождения трещины. Вязкое разрушение вследствие пластической деформации имеет матовую волокнистую поверхность с хаотичным рельефом. Для усталостного разрушения свойственна относительно плоская поверхность без развитого рельефа и отсутствия признаков пластической деформации, т. е. усталостное разрушение металлоконструкций происходит при работе в области упругих деформаций при напряжениях меньше предела текучести. При длительном развитии трещины на поверхности усталостного излома обычно образуются так называемые следы сезонной остановки . Интервалы между следами, как правило, увеличиваются по мере роста трещины. Очаг зарождения усталостной трещины выявляется по направлению сходимости концентрических следов, а также по изменению цвета излома и возможному наличию на его поверхности следов коррозии. Некоторые характерные поверхности изломов приведены на рис. 11.4. [c.192]

Толщину поверхностного слоя можно определять также по признаку критической глубины поверхностных трещин и острых надрезов, достаточной для перехода от вязкого разрушения деталей к хрупкому. [c.186]

С помощью рассмотренных признаков можно квалифицировать характер разрушения детали или конструкции, т. е. определять произошло разрушение по вязкому или хрупко.му механизму. Необходимость квалификации характера разрушения в каждом отдельном случае обусловлена тем, что меры борьбы с вязким и хрупким разрушением принципиально различны. В случае вязкого разрушения необходимо повышать прочность материала. При хрупком разрушении надо, наоборот, увеличивать вязкость и пластичность, если необходимо, лаже снижая прочность. Наиболее опасно хрупкое разрушение. [c.74]

Образец, имевший такую же ориентацию трещины, как и предыдущий образец, но испытывавшийся по треугольной форме цикла нагружения, разрушился более вязко. Строение излома предыдущего и анализируемого образцов было близким только у концентратора. Далее в нанравлении роста трещины ярко выраженных признаков туннелирования трещины с хрупким разрушением материала не наблюдалось. [c.512]

Каковы признаки вязкого и хрупкого разрушений [c.80]

Характерными признаками вязкого и хрупкого разрушения являются энергоемкость, т. е. величина работы разрушения, ввд трещины и поверхности излома (рис. 13.12) и скорость распространения трещины (табл. 13.4). [c.605]

Повторный нагрев на 650°С длительностью 15—30 мин с последующим быстрым охлаждением (в воде) привел к снижению температуры хрупко-вязкого перехода практически до уровня "вязкого" состояния. При этом фрактографические и структурные исследования показали, что наряду с восстановлением вязкости стали практически полностью исчезают признаки интеркристаллитного разрушения в хрупком изломе и ослабляется до исходного уровня травимость границ зерен насыщенным водным раствором пикриновой кислоты. Охрупчивание этих сталей полностью обратимо еще одна изотермическая выдержка предварительно охрупченных образцов после восстанавливающего 650-град нагрева вновь приводит к охрупчиванию в такой же степени, как и при первой выдержке [2]. [c.16]

Переход в хрупкое состояние сопровождается изменением характера разрушения, а следовательно, и вида излома. У конструкционных сталей в отожженном и улучшенном состоянии в изломе при верхней температуре ( 1) наблюдается визуально (см. гл. П) 90% вязкой составляющей (волокнистый излом), а при низкой температуре 90% хрупкой составляющей (кристаллический излом). Этот признак рекомендуется (по А, П. Гуляеву) для более точного определения температур и 1. . Он, однако, неприменим для конструкционных сталей с повышенной твердостью (более НЯС 45—50) и для сталей, содержащих больше [c.157]

Трудности в установлении однозначной связи между шероховатостью поверхности и фрактальной размерностью структуры излома вполне очевидны. Уже отмечалось, что в реальных физических процессах самоподобие фракталов обеспечивается на ограниченных масштабах. Причиной этому является зависимость рельефа поверхности от локальных процессов разрушения, формирующих излом. Здесь мы опять приходим к проблеме о связи процессов на различных масштабных уровнях. Накопленный массив экспериментальных данных, полученных при электронномикроскопических исследованиях хюверхно-сти изломов показывают, что установление этой связи требует учета многих внешних факторов, влияющих на механизм локального разрушения. Фракто-графические исследования позволяют заключить, что на микроуровне и мезо-уровне сохраняются те же характерные признаки вязкого и хрупкого разрушения, как и на макроуровне. В этой связи следует отметить, что большую информацию несут фрактографические исследования усга юстных разрушений при низких скоростях роста трещины. В этом случае легко выявляется кооперативное взаимодействие хрупких и вязких механизмов разрушения. На рисунке 4.43 показаны фрактограммы, полученные при большом увеличении с локальных зон усталостных изломов. [c.330]

Использование другого критерия при испытании образцов Шарпи с V-образным надрезом и прочие испытания. Температура, при которой достигается соответствующий уровень энергии разрушения образцов Шарпи с V-образным надрезом из данной стали, меняется не только в определенном интервале, вьппе которого происходит переход материала от хрупкого к вязкому разрушению, но также и в зависимости от уровня энергии, связанного с вязким поведением материала. Некоторые авторы считают, что важнее знать зависимость температуры эксплуатации от интервала переходной температуры, чем значение энергии разрушения. Это приводит к использованию иного критерия, который в меньшей степени зависит от таких переменных величин, как прочность материала, направление нагружения и показатель вязкости разрушения. Таким критерием может быть угол изгиба образца до разрушения или значение энергии разрушения при определенной температуре, составляюш ее часть энергии, измеренной в образце с вязким характером разрушения. Для многих низкоуглеродистых и низколегированных сталей внешний вид излома изменяется в диапазоне переходной температуры от вязкого волокнистого и шелковистого до хрупкого кристаллического с характерным блеском. Эту особенность также используют для определения переходной температуры посредством оценки процента волокнистости или процента кристалличности. Например, в случае разрушения судов результаты испытаний и эксплуатационных разрушений сравнивали с использованием внешних видов изломов. Проведя анализ свыше 500 разрушений листов в судах, Ходсон и Бойд (1958 г.) сравнили их со значениями энергии разрушения и внешним видом изломов испытанных при температуре разрушения образцов Шарпи. Они установили, что следует принимать во внимание и энергию разрушения и внешний вид излома. Почти все листы, полностью пересеченные хрупкой трещиной, имели энергию разрушения образцов Шарпи с V-образным надрезом <С4,84кгс-м и >70% кристалличности в изломе. Так как большинство разрушений произошло в температурном интервале от О до 10° С, температуру испытания 0° С выбирали произвольно. Считается, что минимальный критерий энергии разрушения образцов Шарпи (4,84кгс-м с 30% волокон в изломе) должен служить признаком для отбраковки листов, обладающих недостаточным показателем вязкости разрушения. [c.220]

Макроанализ излома. По вмду излома определяют фокус разрушения -У по фрактографическим признакам устанавливают направление распространения трещины. Отмечают областк хрупкого, смешанного и вязкого разрушения. Устанавливают наличие (или отсутствие) начального дефекта в виде усталостной трещины, неметаллических включений, расслоения, пор, непровара и т.п. [c.355]

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]

Макрорельеф излома имел типичные признаки роста трещины по механизмам вязкого внутри-зеренного и хрупкого межсубзеренного разрушения материала с формированием в изломе соответственно бороздчатого и фасеточного рельефов. При этом отличительной особенностью развития трещины являлось взаимное перемещение ее берегов, в результате чего в изломе были сформированы продукты контактного взаимодействия в виде сферических частиц. Они декорировали рельеф излома с усталостными бороздками и фасеточный рельеф и располагались на большей части излома [c.499]

КТВИ), состоящего из 50% вязкой и 50% хрупкой компонент (рис. 118). Эта температура выше Тр, за которую мы приняли температуру появления первых признаков вязкой полуэллиптической трещины у основания надреза при анализе поверхности излома. Величина превышения определяется условиями роста вязкой трещины и критерием перехода разрушения от вязкого к хрупкому. [c.205]

Вместе с тем и этот критерий имеет лишь от1 осит льный, условный характер [1, 263]. Во-первых, получаемое смещение критической температуры хрупкости зависит не только от конечного (хрупкого), но и от начального (вязкого) состояния, т.е. от конкретных температуры и длительности высокого отпуска с быстрым охлаждением. Во-вторых, нет никаких доказательств того, что это вязкое состояние не сопровождается элементами хрупкого состояния. Напротив, есть данные, прямо свидетельствующие о том, что в сталях, особо восприимчивых к отпускной хрупкости, даже после высокого отпуска с быстрым охлаждением фиксируется определенная степень того же по происхождению охрупчивания, которое в полной мере проявляется при температурах максимального развития обратимой отпускной хрупкости. Например, некоторые стали и сплавы железа после вьюокого отпуска с быстрым охлаждейием дают значительную долю межзеренного хрупкого разрушения и сильную травимость границ зерен растворами пикриновой кислоты, т.е. обнаруживают признаки, характерные для состояния обратимой отпускной хрупкости (о причинах этих явлений см. в гл. II). [c.23]

При проведении ударных испытаний практически не удается прекратить нахружение в момент появления трещины в сварном соединении. Обычно используют запись процесса нагружения с последующим отысканием точки на диаграмме, где появилась трещина. При хрупких разрушениях на диаграммах имеются четкие признаки, свидетельствующие о появлении трещины. При вязких и вязкохрупких формах разрушения начальная стадия появления трещ1шы фиксируется плохо. [c.152]

Фраккнрафические методы определения соцротивляемости динамическому распространению трещий используют различные признаки рельефа поверхности разрушения для суждения о свойствах металла. Простейшим в этой группе методов является определение процента поверхности разрушения В %, занятой волокнистым изломом. Рассматриваемый метод предназначен дою определения условий, при которых использование конкретного металла становится нерациональным. Обьино в качестве критериального значения принимают 50% В, хотя существуют и другае нормативы от 25 до 75% В. Метод не может дать ответа на вопрос об уровне вязких свойств, так как двя металла, разрушающихся оба либо полностью вязко, либо полностью хрупко, могут в несколько раз отличаться по уровню 7 [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...