Механические факторы (влияние напряжений)

Опыт и теоретическое рассмотрение показывают, что действие напряжения накладывает свою специфику на разрушение материалов под влиянием других факторов и часто приводит к качественно иным закономерностям. Если говорить о наиболее разрушающем виде напряжений — растягивающих напряжениях, — то скорость разрушения напряженного материала под влиянием агрессивных воздействий обычно определяется скоростью химического взаимодействия, а ненапряженного — скоростью диффузии. Это обусловливает различные температурные зависимости и разный порядок расположения резин в напряженном и ненапряженном состоянии по их стойкости в агрессивных средах. В связи с этим необходимо оценивать стойкость резин к агрессивным воздействиям не только в ненапряженном состоянии, но и при одновременном действии напряжения. Так как результативное воздействие определяется соотношением интенсивностей химического и механического факторов, спецификой таких испытаний должны быть испытания при нескольких соотношениях этих факторов. Это достигается либо испытаниями при разных концентрациях агрессивной среды (например, при испытаниях на озонное и свето-озонное старение) либо испытаниями при разных напряжениях (испытания в кислотах). В наиболее сложных случаях рекомендуется изменять и то и другое. Зависимости показателя скорости разрушения — времени до разрыва (тр) — как от концентрации с агрессивной среды, так и от напряжения носят сложный характер [1]. При малых концентрациях среда практически не влияет на Тр (происходит статическая усталость материала), а при больших — наблюдается степени а я з а висимость Тр= [c.169]

МЕХАНИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ (ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ) [c.161]

В то время, как основным конструктивным фактором в геометрии ткани является понятие строения, анализ свойства подверженности действию напряжений приводит к понятию упругости как к главному механическому фактору. Эта тема превосходно разработана в статье Гоффмана (см. ссылку 216), которая заслуживает изучения, поскольку в ней рассмотрен вопрос о тесной связи между упругостью и явлением образования складок и морщин, а также о влиянии упругости на способность ткани ложиться в складки и на ощущение, производимое тканью на ощупь. [c.227]

Соотношение коррозионного и механического факторов в процессе коррозионной кавитации сильно изменяется в зависимости от условий, устанавливающихся в данном месте разрушающейся поверхности. При менее жестком механическом напряжении действие коррозионного и механического факторов может быть соизмеримо. В этих условиях большое влияние имеют чисто коррозионные факторы состав среды, коррозионная стойкость и пассивируемость сплавов, возможность применения способов защиты от коррозии (покрытия, ингибиторы и др). [c.87]

Большое практическое значение имеет регулирование процессов кристаллизации под влиянием механических факторов. Например, при нагревании пленки лавсана выше температуры стеклования, но ниже температуры плавления на 20—40°С в ней сразу возникают сферолиты, что делает пленку мутной и хрупкой. Но если одновременно с термической обработкой вытягивать пленку, вместо сферолитов появляются другие кристаллические формы, ориентированные в зависимости от направления силового поля и сообщающие пленке высокую прочность для закрепления приобретенной структуры пленка охлаждается в напряженном состоянии ( закалка ). Таким образом, меняя механический и термический режим формования пластических масс, т. е. изменяя скорость нагревания исходного полимера и скорость охлаждения готового изделия, величину давления, применяя экструзию, литье под давлением, прессование и т. д, можно придать изделиям наиболее благоприятную физическую структуру. Следует еще учесть, что может происходить формирование того или иного типа надмолекулярной структуры в ходе эксплуатации полимерного изделия. [c.444]

Распространено представление о том, что при коррозионной усталости преимущественное влияние на разрушение стали имеет механический фактор, а при коррозионной статической усталости —электрохимический (коррозионный). Однако принимается, что в обоих случаях ответственными за снижение усталостной прочности стали в коррозионных средах являются анодные процессы, активированные действующими напряжениями. [c.170]

Напомним, что прочность стали в коррозионных средах зависит от двух групп факторов механической, обусловленной действием напряжений (от внешних нагрузок и остаточных напряжений) и физикохимической, обусловленной действием среды, вызывающей адсорбционное и электрохимическое воздействие на прочность, причем электрохимическое влияние в одних случаях в основном зависит от анодных, в других — от катодных процессов. [c.177]

Особенно большое влияние на прочность стали в коррозионных средах оказывает знак напряжения это объясняется тем, что напряжения растяжения сильнее активируют физико-химические процессы, чем напряжения сжатия (например, первые вызывают большое снижение электродного потенциала, а вторые—его повышение [193]), и значительно ускоряют процесс наводороживания (46, 47]. Однако основное отличие влияния напряжений растяжения от влияния напряжений сжатия на активацию воздействия среды на механические свойства стали состоит в том, что первые вызывают развитие дефектов в металле, тогда j как вторые препятствуют этому и даже залечивают суш,ествующие дефекты, о чем подробно говорилось в III—2. При защите стали от коррозионно-усталостного разрушения, вызванного как статически, так и циклически действующими напряжениями, стремятся воздействовать на все отмеченные факторы, влияющие на разрушение. В связи с этим можно наметить схему мероприятий по защите [c.178]

Анализ экспериментальных данных показывает, что доля участия электрохимического процесса в разрушении металла по сравнению с механическим фактором уменьшается с увеличением скоро- сти движения образца в жидкости. Ведущая роль механического фактора резко возрастает после появления в жидкости большого числа разрывов. В этих условиях усиливается разрушающее действие кавитации, а влияние агрессивной среды сводится только к снижению прочности металла. Известно, что такое снижение прочности зависит от многих факторов, и в первую очередь от характера нагрузки, агрессивности среды, природы сплава и длительности работы под напряжением. [c.62]

Влияние механических факторов на анодное поведение металлов исследовалось многими авторами, но только в последнее вр мя опыты начали ставить правильно, так что из них можно делать определенные выводы, имеющие большое значение. Результаты целого ряда ранних работ с напряженными и холоднотянутыми металлами указывали только на разрушение пассивирующей пленки при такой обработке. [c.367]

В данном случае при росте и слиянии трещин, очевидно, проявляется влияние двух противоположных факторов с одной стороны, тормозящее влияние больших градиентов напряжения и местных изменений объемного напряженного состояния, с другой — большие местные деформации е у края дефекта, изменяющие концентрацию напряжений в этой зоне. Можно считать, что влияние напряженного состояния у края дефекта значительно сильнее влияния изменения средних механических характеристик материала в результате упруго-пластической деформации сети молекулярных цепей. [c.80]

Деструкция ненасыщенных полимеров (главным образом каучуков и резин) нод действием озона сопровождается образованием трещин на поверхности изделий, потерей механической прочности и разрушением. Имеется несколько обзорных работ, хорошо обобщающих основные результаты исследования деструкции резин и способов борьбы с ней [10—13]. Весьма детально были исследованы физические факторы процесса (рост трещин, их форма и глубина, влияние напряжений, преобладающее направление растрескивания). [c.259]

Важное обстоятельство в изучении закономерностей совместного действия механических факторов и ПАВ состоит в следующем. В многочисленных исследованиях, посвященных изучению влияния поверхностно-активной среды на деформацию и разрушение твердых тел и дисперсных структур (эффект Ребиндера) было показано, что адсорбция молекул ПАВ и их двухмерная миграция в устья микротрещины происходит одновременно с образованием новых поверхностей в результате раскрытия этих микротрещин под действием растягивающих напряжений [4, 257, 258]. [c.207]

При использовании для механических испытаний образцов, форма и размеры которых отличаются от рекомендованных в унифицированных методах испытаний, необходимо учитывать влияние масштабного фактора, концентрации напряжений на прочностные и деформационные характеристики пенопластов и сотопластов [c.12]

Растрескивание латуни имеет смешанный характер межкри-сталлитный и транскристаллитный. Увеличение степени транс-кристаллитности коррозионного растрескивания характеризует относительно большее влияние механического фактора. Транс-кристаллитное растрескивание наблюдается преимущественно у предварительно деформированных нагартованных латуней при приложении относительно больших растягивающих нагрузок и в сравнительно не очень активных средах, например в естественных условиях атмосферы. Наоборот, для латуней, предварительно отожженных и напряженных растяжением более умеренно, для коррозионного растрескивания характерно преимущественное межкристаллитное разрушение. [c.113]

Обычно при разработке ингибиторов или при их иприменении в кислых средах (травление, перевозка кислот, защита химической аппаратуры и т. п.) учитывают лишь потерю массы металла вследствие развития процессов общей равномерной коррозии. Однако практика показывает, что такая оценка явно недостаточна, так как в большинстве случаев оборудование, механизмы, аппараты работают не только в. условиях воздействия агрессивных кислых сред, но и под влиянием различного рода механических напряжений. Механические напряжения Могут усиливать равномерную коррозию металла в кислой среде, а также приводить к локальным коррозионным поражениям, скорость которых в десятки Тысячи раз выше скорости равномерной коррозии. Совместное действие среды Механического фактора вызывает коррозионно-механическое разрушение, которое выражается в усилении общей коррозии, возникновении коррозионного растрескивания 11 коррозионной усталости. [c.61]

Напряжения также могут вызывать структурн)яе изменения в сплаве, что, в свою очередь, приведег к изменению дифференциальных анодных кривых. Кинетика развития трещин определяется влиянием электрохймичееких н механических факторов. [c.39]

Следующее обсуждение разбито на три части в зависимости от того, какой аспект будет преобладать механический, химический илн металлургический. Последующее обсуждение рассмотренных в предыдущих разделах результатов (влияние напряжений, среды, металлургических аспектов) показывает, насколько мы далеки от количественной теории, объединяюш,ей все три фактора. Обсуждение особенно должно быть сосредоточено на количественной стороне предполагаемой теории, точно так же как в предыдущих разделах особое внимание уделялось качественным данным по КР. Конечно, разработанная теория дол кна подтверждаться и всеми качественными наблюдениями. [c.283]

I этапе трещина развивается в результате коррозии под напряжением на II этапе (после образования В1идим0й трещины) происходит скачкообразное развитие трещины, что указывает на большую роль механического фактора на III этапе трещина развивается лавинообразно. На всех этапах развития трещины большое влияние оказывает состав среды. [c.108]

Этот постулат исключает необходимость объяснения влияния многих перечисленных выше механических факторов. Однако он подразумевает, что величина К1кр и такие факторы, как эффект толщины образца, не связаны с напряжением. С позиций механики разрушения предполагается, что основное влияние скорости деформации заключается в локальном изменении пластического течения металла в вершине трещины (большинство титановых сплавов проявляют некоторую чувствительность к скорости деформации). Второй постулат [212] заключается в том, что существует критическая скорость деформации, способствующая образованию гидридов, которые ответственны за зарождение трещин коррозионного растрескивания. Этот постулат зависит от процесса проникновения водорода в материал. Дискуссия по этому вопросу излагается более подробно в дальнейшем. [c.394]

И.А.Степанов и А.Г.Саламашенко [54, с. 229-246] изучали влияние асимметрии цикла нагружения на коррозионную усталость образцов из низколегированной стали, латуни, бронзы и титанового сплава при частоте нагружения 30-35 Гц. Они показали, что у стали 10ХСНД с увеличением среднего растягивающего напряжения наблюдается усиление механического фактора в процессе коррозионно-усталостного разрушения, которое заключается в уменьшении количества трещин на поверхности [c.131]

Коррозионная усталость, также как и коррозионное растрескивание сталей, является одним из видов разрушений, происходящих при коррозии под напряжением. Коррозионная усталость проявляется при одновременном воздействии на металл коррозионной среды и циклических напряжений и имеет свои особенности, отличающие ее от коррозионного растрескивания. Одна из таких важных особенностей заключается в том, что механический фактор, оказывает при коррозионной усталости более сильное влияние чем при растрескивании. Так, при статическом нагружении металлов ниже предела прочности на разрыв в корро-зионно-инертной среде разрушения не происходит при циклическом нагружении металлов в аналогичных условиях разрушение происходит и именуется усталостью на воздухе. [1091. Коррозионная усталость сталей существенно отличается от усталости на воздухе, в инертных средах или от коррозионного растрескивания. Различие заключается в отсутствии истинного предела усталостной прочности, имеющего место для большинства металлов при испытаниях на воздухе, а также в связи между механическими характеристиками при статическом и циклическом нагружении на воздухе и условным пределом коррозионной усталости, меньшая чувствительность коррозионной усталости к концентраторам напряжений специфический характер разрушения, характеризуемый множеством трещин. [c.76]

Существует несколько гипотез, объясняющих коррозионную усталость. Согласно одной из них, — адсорбционно-электрохимической [128] — первичным актом разрушения является адсорбция поверхностно-активных компонентов среды, снижающая поверхностную энергию и облегчающая образование коррозионноусталостных трещины. Трещины возникают из коррозионных язв и под влиянием механического фактора или наводороживания развиваются до размеров эффективных концентраторов напряжения. Развитие и рост трещин стимулируется также адсорбционным снижением поверхностной энергии в вершине возникшей трешиньг. На выступах суб.микрорельефа активно протекают коррозионные процессы, обусловливающие интенсивность общей коррозии. [c.77]

На скорость, вид и характер развития электрохимической коррозии влияет ряд внешних и внутренних факторов. К внешним факторам можно отнести такие, как pH среды и температура среды, состав и концентрация растворов, концентрация растворенного кислорода, скорость относительного движения среды. Внутренними факторами, оказывающими существенное влияние на скорость коррозии металлов и сплавов, являются их термодинамическая неустойчивость, положение металлов в таблице Менделеева, тип и струьпура сплава и механический фактор. Под механическим фактором понимается воздействие на материал механических нагрузок — постоянных или периодических, внешних или внутренних напряжений. Механический фактор, усиливая термодинамическую нестабильность металла и сплава, может привести к разрушению сплошности защитных пленок на его поверхности. К таким видам коррозии относится коррозия под напряжением, которая возникает при совместном действии на металл постоянных растягивающих напряжений и коррозионной среды коррозионная усталость, возникающая при одновременном воздействии среды и периодического или знакопеременного механического воздействия. На устойчивость металла к корро-зионно-механическим повреждениям оказывает влияние ряд дополнительных факторов. Это технологические и конструкционные особенности деталей и изделий, условия их эксплуатации, такие факторы, как температура и перемешивание коррозионной среды и аэрация. [c.55]

Многие виды испытаний предназначены для оценки влияния одного главного фактора. Например, испьггания при комнатных температурах выявляют действие механического фактора при испытании на холодные трещины на первый план вьщвигают структурный фактор, в то время как напряженное состояние детали и его изменения учитьшают лишь частично при испьггании на ползучесть и длительную прочность анализируют уровень температуры и продолжительность ее действия. [c.465]

Протекание коррозионного растрескивания под напряжением происходит при совместном действии коррозионной среды и механических воздействий. В начальный период зарождение трещины происходит в результате растрес1сивающего действия при хемо сорбции активных ионов коррозионной среды. Зарождение трещин может быть связано с возникновением туннелей (размером порядка 0,05 м1см) и питтиингов на участках металла, имеющего дефекты, например, на границах зерен, включениях, скоплениях дислокаций. Развитие трещины и разрыв происходят при превалирующем влиянии механического фактора. [c.137]

В последнее десятилетие П. А. Ребиндером и его учениками была разработана новая область науки — физикохимическая механика. Под влиянием различных факторов все твердые тела теряют механическую прочность и разрушаются. Выяснение причин деформации и получение различного рода материалов с заданными механическими свойстиами и структурой являются основными задачами этой еще молодой науки. Однако, несмотря на ее молодость, на основе установленных ею законов уже найдены новые методы упрочнения пористых дисперсных тел — бетонов, керамики. Катализаторы и сорбенты тоже принадлежат к пористым телам, и для управления их механиче-га ой прочностью можно применить те же законы. Одна из причин снижения нрочности пористых тел — высокие внутренние напряжения, возникающие при образовании пространственной структуры. Когда из раствора соли выделяется гидроокись металла, частицы этой фазы слипаются, срастаются и образуют структуру. Чем больше пересыщены растворы солей, тем лучше срастаются частицы. Но при этом возникают внутренние напряжения, которые разрушают кристаллизационную структуру, уменьшают ее механическую прочность. Внутренние напряжения возрастают также с увеличением пересыщения. Поэтому необходимо, как требует физико-химическая механика, установить оптимальные условия создания структуры с минимальными внутренними наиряжениями. [c.67]

Соотношение коррозионного и механического факторов в процессе коррозионной кавитации зависит от силы гадравлических ударов и вызываемых ими механических напряжений. При менее жестком механическом напряи<ении действие коррозионного и механического факторов может быть соизмеримо, и в этих условиях большое влияние будут иметь коррозионные факторы (состав коррозионной среды, коррозионная стойкость и пассивируемость сплавов, возможность снижения кавитации при электрохимической защите или применении ингибиторов и т.д.). При больших механических напряжениях влияние механического фактора 1зозрастаст, а значение коррозионных характеристик все более уменьшается. Поэтому при лабораторных ускоренных исследованиях коррозио1шой кавитации не следует слишком форсировать механический фактов, так как это будет приводить к чисто механической кавитации [114]. [c.119]

Большое влияние на скорость коррозии оказывает совместное воздействие коррозионной среды и механических напряжений — так называемый механический фактор. Коррозионно-механические разрушения (коррозия под напряжением) развиваются в местах наибольшега механического напряжения металла. [c.26]

Соображения об активирующем влиянии механических напряжений на разрушающее действие химически агрессивных сред были высказаны сравнительно давно и подтверждены экспериментально еще в исследованиях разрушающего действия озона на напряженные резины [820—822]. Полученные в [820— 822] результаты тогда еще не трактовались с позиций кинетической концепции прочности (т. е. в предположении о суммировании скоростей разрушения, вызываемых разными факторами). К тому же в исследовавшихся в [820—822] случаях зависимость долговечности от напряжения несколько усложнена. Это затрудняло сопоставление экспериментальных данных об активирующем влиянии напряжения на действие агрессивных сред с данными, полученными при изучении радиационной долговечности. Для такого сопоставления удобно изучать влияние химически агрессивных сред опять-таки на полимеры, причем на такие, которые хорошо подчиняются общему уравнению для долговечности (4). Такие исследования выполнены в [809, 561]. Ниже для примера излагаются экспериментальные данные работы такого направления, в которой исследовалось действие химически агрессивной среды N02 на долговечность высокоориентированных полимерных волокон из капрона и триацетатного шелка [809]. [c.426]

Результаты, приведенные в главах IV и V, показывают, что в зависимости от ряда физико-химических факторов влияние металлического расплава на механические свойства твердого металла может проявляться в нескольких существенно различных формах в одних случаях наблюдается катастрофическая хрупкость и резкое понижение прочности, в других — облегчение пластической деформации (эффект пластифицирования) при определенных условиях металл может совернхенно утратить способность противостоять механическим напряжениям в результате процесса самопроизвольного внутреннего диспергирования (различные эффекты могут иметь место и одновременно, маскируя друг друга и усложняя наблюдаемую картину). Решающую роль играют при этом процессы растекания и миграции расплавленного металла по поверхностям трещин и различным дефектам структуры. [c.245]

Обычно как растягивающие, так и сжимающие напряжения несколько увеличивают скорость равномерного коррозио нного процесса [4]. Деформированный металл быстрее растворяется в кислотах, чем отожженный. Считают, например, что иаиболее напряженные участки корпуса и обшивки морских кораблей (низколегированные стали) в большей степени страдают от морской воды. Однако в условиях, когда совмест Н е воздействие коррозионного и механического фактора не приводит к направленной локализации разрушения, влияние Механического фактора на увеличение скорости коррозии и разрушение конструкции не очень существенно и иногда может перекрываться влиянием других факторов. Наоборот, обсуждаемые ниже процессы коррозионного растрескивания и коррозионной усталости, при которых под воздействием коррозионной среды происходит локализация механического разрушения,что приводит к очень быстрому разрушению конструкции, являются важнейшими научно-инженерными проблемами современности. Как известно, в условиях коррозионного растрескивания и коррозионной усталости даже в пластичных металлах наступает хрушкое разрушение. [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология