Трещины в металлах

В сварных деталях и изделиях в процессе сварки под действием неравномерного нагрева основного металла и структурных превращений в зоне термического влияния возникают упругие и пластические деформации, нарушающие заданные размеры конструкции и в некоторых случаях вызывающие образование трещин в металле шва и околошовной зоны. [c.67]

Рис. 78. Коррозионная трещина в металле

Сера — всегда вредная примесь при сварке металлов, так как она образует относительно легкоплавкие эвтектики Me — — MeS, что создает возможность образования горячих или кристаллизационных трещин в металле шва. Ее содержание в металле и в сварочных материалах всегда следует жестко лимитировать. [c.402]

Рост трещин в металлах при воздействии водорода ) [c.349]

Таким образом, механическое состояние материала в точке зависит в первую очередь от напряженного состояния в этой точке, хотя и не определяется им полностью. Например, при наличии температурного воздействия на механическом состоянии материала заметно сказывается фактор времени. При малом времени нагружения состояние материала можно рассматривать как упругое, а при большом - как пластическое. Но, пожалуй, более важным является то, что само понятие механического состояния в точке не свободно от противоречий с принятым ранее предположением о непрерывности среды. Это обнаруживается в первую очередь при изучении вопросов разрушения, поскольку процесс образования трещин в металлах [c.345]

Зарождение трещин в металлах с г. п. у. решеткой наблюдается в результате перемещения дислокаций по базисной плоскости с образованием дислокационной стенки (рис. 225, е). Величина касательных напряжений может оказаться столь значительной, что произойдет разрыв дислокационной стенки части дислокационных стенок расходятся, а нормальные к плоскости скольжения напряжения Стр, увеличивающиеся с ростом угла разориентации, вызывают появление трещины. Условия возникновения трещины приближенно записываются в виде l,3eG [c.428]

Как известно, водород широко применяется во многих отраслях техники и промышленности. Вместе с тем, обусловленное водородом повреждение металлов считается в настоящее время причиной многих аварий и катастроф, приносящих значительный ущерб. Среди разнообразных проявлений вредного влияния водорода на механические свойства (предел прочности, пластичность, характеристики усталости, ползучести и т. п.) особого внимания заслуживает обусловленное водородом облегчение зарождения и роста трещин в металлах. Связано это с тем, что независимо от того, насколько совершенны технология и качество изготовления, практически все конструкционные материалы и изделия из них содержат дефекты (или врожденные, или возникшие в процессе эксплуатации). При этом водород, воздействующий на металлы, значительно увеличивает их чувствительность к трещинам и увеличивает вероятность разрушения конструкций, обладающих при обычных условиях достаточной несущей способностью. Таким образом, эксплуатация металлов в атмосфере водорода приводит к необходимости оценки их трещиностойкости, а исследование закономерностей роста трещин в таких условиях приобретает большое значение. [c.325]

В качестве одного из главных положений теории роста трещин в металлах при воздействии водорода примем концепцию коэффициента интенсивности напряжений. Анализируя феноменологию влияния водорода на разрушение металлов, можно сформулировать некоторые аксиомы теории роста трещин. Во-первых, для осуществления акта локального разрушения при данной интенсивности механического воздействия (определяемой коэффициен- [c.325]

При исследовании закономерностей роста трещины в металлах, взаимодействующих с водородом, большое распространение приобрел подход, связанный с изучением зависимости скорости роста трещины l = dl/dt от коэффициента К, называемой кинетической диаграммой растрескивания. В этих диаграммах обнаруживаются такие качества, которые позволяют считать их основными для систем металл — водород, несущими наиболее полную и сопоставимую информацию о трещиностойкости материалов. По-видимому, все определяемые экспериментально параметры и зависимости (характеризующие трещиностойкость системы металл — водород) прямо содержатся в кинетической диаграмме (.Kth, Ксп) или могут быть рассчитаны на ее основе. Например, можно построить диаграмму замедленного разрушения в коорди- [c.327]

Анализ роста трещин в металлах при наводораживании. Вторым этапом создания теории водородного роста трещин является построение условия, позволяющего по данным о распределении водорода в зоне предразрушения определить момент локального разрушения, т. е. построение критерия локальной неустойчивости металла у вершины трещины. Это условие в общем виде таково [c.332]

Книга полезна студентам и аспирантам, поскольку в ней на основе современных принципов научного направления Синергетика, описывающего эволюцию открытых систем с позиций неравновесной термодинамики, обобщены представления о закономерности развития трещин в металлах. Наконец, книга может быть полезна для общего образования людей, которые не связаны непосредственно с анализом процессов разрушения, но хотят составить свое представление об уровне обеспечения их безопасности полетов на ВС, в которых допускаются такие повреждения, как распространяющиеся усталостные трещины, но предусмотрено их своевременное выявление до достижения элемента конструкции предельного состояния. [c.17]

ИЕРАРХИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В МЕТАЛЛАХ [c.179]

Традиционно принято рассматривать закономерности роста усталостных трещин в металлах на основе подходов механики сплошной среды. Моделирование роста трещины определяется основным кинетическим уравнением, в котором установлена связь между размахом коэффициента интенсивности напряжения и скоростью роста трещины в виде уравнения Париса [1] [c.188]

Экспериментальные данные по определению закономерности роста усталостных трещин для широкого класса металлов [6] указывают на удовлетворительное их описание с помощью уравнения Париса с показателем степени Шр = 4. Этот показатель степени впервые был экспериментально определен в работе [1], после чего длительное время этот показатель степени был доминирующей характеристикой кинетики усталостных трещин в металлах и сплавах. [c.188]

Вместе с тем, как это было показано выше, твердое тело с распространяющейся в нем усталостной трещиной представляет собой открытую энергетическую систему, находящуюся вдали от равновесия. Ее эволюция происходит при непрерывном обмене энергией с окружающей средой, а уравнения синергетики, описывающие эволюцию таких систем, могут быть применены к описанию процесса распространения усталостных трещин в металлах. [c.198]

Фрактальная природа КИНЕТИКИ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН в МЕТАЛЛАХ [c.233]

Для сварки оболочек с толщиной стенки более 30 — 40 мм из утле-родистых, легированных и специальных сталей, а также ряда цветных металлов весьма перспективным является применение электрошлаковой сварки Основные преимущества способа — это равномерный нагрев сварочной ванны, устойчивость процесса, простота аппаратуры, повышенная стойкость металла против образования трещин в металле шва и околошовной зоне (сварка закаливающихся сталей может производится без предварительного подогрева), а также высокая экономичность процесса [c.23]

Дальнейший анализ роста трещины в металлах при воздействии водорода связан с разработкой количественной модели, устанавливающей связи этого роста с интенсивностью механического воздействия на металл в зоне нредразрушения (т. е. К), кинетикой перераспределения водорода и его накопления в ответственных за разрушение микрообъемах [4, 212]. [c.328]

Таким образом, механическое состояние материала в точке зависит в первую очередь от напряженного состояния в этой точке, хотя и не определяется им полностью. Так, например, при наличии температурного воздействия на механическом состоянии материала заметно сказывается фактор времени. При малом времени нагружения состояние материала можно рассматривать как упругое, а при большом — как пластическое. Но, пожалуй, более важным является то, что само понятие механического состояния в точке не свободно от противоречий с принятым ранее предположением о непрерывности среды. Это обнаруживается в первую очередь при изучении вопросов разрушения, поскольку процесс образования трещин в металлах тесно связан с их молекулярной и кристаллической структурой, а само разрушение определяется не только напряженным состоянием, но в ряде случаев характеризуется также и историей нагружения, т. е. зависит от того, в какой последовательности прикладываются силы. В качестве примера достаточно указать на разрушение при периодически изме-няюш,ихся нагрузках. Многократное нагружение и разгрузка могут привести к разрушению, хотя возникающие напряжения остаются существенно меньшими предела текучести. [c.293]

Конечность кривизны на конце трещины в металлах (порядка 0,001—0,05 мм) и малое влияние этой кривиз- [c.26]

Проведенный П. И. Айсоном анализ показал, что влияние релаксации напряжений на рост термоусталостных трещин в металле в циклах очистки особенно сильное при небольших временах между теплосменами. Отсюда вытекает важный вывод о том, что имеющие место в одном цикле очистки перепады температуры (теплосмены) не равноценны, т. е. определяющим является количество циклов очистки, а не общее количество теплосмен. Учитывая изложенное, при определении глубины трещин необходимо исходить из эквивалентного числа циклов очистки [c.248]

Теория Гриффитса в оригинальной форме удобна для хрупких тел. В случае пластичных металлов размер готовых трещин, удовлетворяющих критерию Гриффитса (5.2), должен достигать нескольких миллиметров, что на практике редко встречается. А. В. Степанов [377] предположил, что такие трещины в металлах зарождаются в процессе пластической деформации, предшествующей разрушению Оро-ван [378] и Ирвин [379] модифицировали теорию Гриффитса для случая разрушения более пластичных материалов и показали, что соотношение (5.2) будет справедливо, если в нем параметр поверхностной энергии Уо заменить на параметр эффективной поверхностной энергии Уэф, который учитывает пластическую деформацию, предшествующую разрушению. В последующих работах [380] было показано, что эффективная поверхностная энергия является температурнозависимой характеристикой, в интервале температур хрупко-пластичного перехода изменяется на 2—3 порядка и имеет единую с пределом текучести термоактивационную природу. [c.188]

Постепенное развитие усталостной трещины в металлах сопровождается последовательным усложнением процессов его эволюции у вершины трещины, что связано с некоторой последовательностью дискретных переходов через точки бифуркации в результате смены ведущих механизмов разрушения. Первоначально имеет место развитие разрушения с формированием элементов рельефа, отражающих доминирование процессов скольжения, что характеризуется типичными элементами псевдобороздчатого рельефа или строчечности (рис. 3.23). Далее при переходе через точку бифуркации ко второй стадии (П стадия) роста трещин происходит реализация процесса формирования [c.160]

Итак, с момента возникновения усталостной трещины в металле при достижении порогового коэффициента интенсивности напряжения (КИН) Kth формирование свободной поверхности при подрастании трещины определяется процессом мезотуннелирования, для которого характерно чередование интенсивности затрат энергии между областями, формирующими туннели, и областями, являющимися перемычками между ними. При низком уровне интенсивности напряженного состояния расстояние между мезотуннелями велико, что приводит к эффекту движения трещины в каждом туннеле путем разрушения материала при нормальном раскрытии трещины в направлении перпендикулярном магистральному направлению роста трещины. Фронт трещины раздроблен, доминирующим механизмом разрушения является скольжение при небольшом участии ротационных мод деформации и разрушения, обеспечивающих завершение процесса отсоединения областей металла по поверхностям реализованного сдвига. [c.182]

Рассмотрим простейщие уравнения синергетики, представленные в 2.3, и перепишем их в удобном для анализа виде применительно к описанию процесса распространения трещин в металлах [c.198]

Таким образом, развитие усталостной трещины происходит путем упорядоченной последовательности переходов усталостной трещины от одних величин возможных приращений к другим в соответствии с последовательностью дискретных переходов в изменении напряженного состояния материала перед фронтом трещины у верщины каждого мезотуннеля. Закономерность смены напряженного состояния характеризует последовательность коэффициентов интенсивности напряжений. Связь между указанными переходами и возможные величины самих приращений трещины для сплавов на основе алюминия полностью заданы соотнощениями (4.42). Тем не менее, не определено местоположение самой кинетической диаграммы относительно величин коэффициентов интенсивности напряжения. Иными словами, не определен вид и значения управляющих параметров системы, которые устанавливают возможность единого кинетического описания процесса распространения усталостных трещин в металлах и сплавах на любой основе. Поэтому перейдем к построению единой кинетической кривой для металлических материалов на различной основе, используемых для изготовления элементов авиационных конструкций. [c.229]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...