Влияние коррозионной среды на скорость роста усталостных трещин

Для большинства сварных конструкций важным фактором, оказывающим влияние на циклическую коррозионную трещиностойкость, является коэффициент асимметрии цикла Л. В водных средах скорость роста усталостных трещин в широком диапазоне ДKJ существенно увеличивается при высоких значениях К (рис. 13.3.5) в особенности для конструкций из металлов, склонных к коррозионному растрескиванию, т.к. в этом случае развитие разрушения возможно и при К = 1, т.е. при статическом нагружении. [c.489]

ВЛИЯНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЫ НА СКОРОСТЬ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН [c.86]

Для многих деталей машин и инженерных конструкций, которые имеют различные поверхностные трещиноподобные дефекты металлургического, технологического или эксплуатационного происхождения, стадия зарождения усталостной трещины может не лимитировать общую длительность процесса разрушения и в этом случае долговечность изделия будет определяться временем роста микротрещины до критических размеров. Изучение закономерности роста усталостных трещин с учетом влияния различных физико-химических факторов позволяет более глубоко понять механизм усталостного разрушения и вскрыть процессы, не выделяемые при испытании гладких образцов. Применение образцов с заранее выведенной трещиной ужесточает условия испытания и позволяет обнаружить влияние даже очень слабо-активных сред. Количественные данные о влиянии коррозионных сред на скорость роста усталостных трещин могут быть использованы для расчетов изделий с трещинами. [c.86]

Сопротивление таких кривых, полученных при испытании металла на воздухе и в коррозионной среде (например, воде, паре), дает информацию по влиянию Коррозионной среды на предел выносливости. Однако не всегда такое сопротивление может быть успешно использовано для оценки стойкости металла к коррозионной усталости. Это объясняется тем, что для некоторых металлов определяющую роль в усталостном разрушении играет скорость распределения трещины, а не возникновение первоначального дефекта, из которого она начинает свой рост. Целесообразно в этой связи исследовать развитие усталостной трещины на образцах с предварительно нанесенным надрезом, а данные о влиянии коррозионной усталости представлять в виде зависимостей роста усталостной трещины от интенсивности напряжений. [c.184]

Сравнение циклической трещиностойкости указанных сталей, проведенное в настоящем исследовании, дает несколько иной результат. Сопротивляемость коррозионно-усталостному разрушению согласно методике испытаний оценивали по изменению скорости РУТ при помощи коэффициента Р, представляющего собой отношение скорости РУТ в среде Н25 к скорости РУТ на воздухе. Значения скорости РУТ, а также расчетные коэффициенты Р для обеих сталей приведены в табл. 4.1 и 4.2, а на рис. 4.21 б эти же данные представлены в виде гистограмм для случая одноосного нагружения. Несмотря на то, что скорость РУТ для стали 45 по абсолютной величине при всех условиях испытаний почти на порядок превышает скорость РУТ для стали 20, коэффициент Р для стали 20 оказался в 1,6 раз больше, чем у стали 45. Так как сталь 45 заведомо не предназначена для эксплуатации в Н25-содержащих средах, можно заключить, что и сталь 20 обладает низким сопротивлением развитию усталостной трещины при наводороживании, то есть сталь 20 не может быть признана стойкой к сероводородному разрушению. Таким образом, оценка склонности сталей к водородному охрупчиванию только по результатам статических испытаний является неполной, так как не позволяет судить о влиянии наводороживания на рост усталостной трещины в материалах. Обнаруженное несоответствие коррозионно-статических и коррозионно-циклических свойств материалов не входит в противоречие с известными представлениями о природе металл-водородного взаимодействия. Оно является отражением двух различных механизмов реализации разрушения, обусловленных неадекватностью механических, электрохимических, адсорбционно-диффузионных условий, при статическом и циклическом нагружении [35]. Анализируя с этих позиций результаты проведенного исследования, установили, что различие скоростей РУТ на воздухе и в среде Н25 становится еще более существенным под влиянием двухосного напряженного состояния, что свидетельствует о более точной оценке коррозионно-циклической трещиностойкости материала, произведенной с учетом этого фактора. [c.146]

Рис. 21. Схема камеры для исспедо-вания влияния коррозионной средь при повышенных температуре и давлении на скорость роста усталостной трещинь

Дальнейшее накопление усталостных повреждений интенсифицирует рост микротрещин, в результате чего усиленно формируются ювенильные поверхности и потенциал резко разблагораживается (участок IV), Фиксируемая величина потенциала в момент разрушения практически не зависит от начального уровня приложенных амплитудных напряжений, а обусловлена, по всей вероятности, совокупностью конкурирующих процессов, протекающих в распространяющейся трещине. Это предположение в некоторой степени подтверждают результаты изучения кинетики общего электродного потенциала при определении влияния коррозионной среды на скорость роста усталостной трещины. [c.75]

В.В.Панасюк с сотрудниками [59 150, с. 42—49], использо. ав разработанные ими оригинальное оборудование и методики, определили значение pH в вершине развивающейся трещины и изучили его влияние на скорость роста усталостной трещины в стали 40X13 в коррозионной среде с исходным pH =8. Они также показали, что при статическом нагружении в стационарной трещине минимальное значение pH может снижаться до 2,3. Установлено, что характер изменения pH в вершине усталостной трещины зависит от начальных значений pH. При исходном значении среды pH =8 наблюдается непрерывное уменьшение его в вершине трещины до 1,7 в момент разрушения образца, а при исходном значении pH = 2,3 этот показатель снижается в вершине трещины перед разрушением образца до —0,4..Таким образом, при циклическом нагружении степень снижения pH в вершине трещины выше, чем при статическом нагружении, а ее абсолютное значение зависит от величины pH исходного раствора. На основании изучения кинетики коррозионно-усталостного разрушения показано, что с изменением исходных значений pH среды в вершине трещины меняется не только скорость ее роста, но и характер кинетических кривых. При pH = 8 на кинетической кривой скорости роста трещины имеет место плато, типичное для коррозионного растрескивания. При pH =2,3 плато практически отсутствует. Поддержание заданных электрохимических условий в рабочей камере не означает их стабилизации в вершине трещины. [c.106]

Приведенные данные и результаты других работ [54, с. 180—206 196— 199], выполненных на различных низколегированных сталях, показывают существование определенной частотной границы (10-15 Гц), ниже которой имеет место заметное влияние коррозионной среды на скорость роста усталостной трещины. Существует мнение [196], что максимальное ускоряющее действие на рост трещины коррозионная среда оказывает при частоте нагружения 0,01 Гц. Другие авторы [54, с. 39—66] при исследовании сталей 45ХН2МФА и 20Х в дистиллированной воде обнаружили максимальное ускоряющее действие среды при частоте 0,1 Гц. Следует ожидать, и это подтверждено рядом работ, что снижение частоты нагружения до сотых и тысячных долей герц должно снизить отрицательное влияние коррозионной среды на скорость роста трещины в низколегированных сталях в пластичном состоянии, не склонных в данной среде к коррозионному растрескиванию. [c.125]

При этом вклад каждого из слагаемых в формуле (1.37) в конкретных усталостных и коррозионных условиях может быть различным. Действительно, если значение коэффициентов интенсивности напряжений выше порогового для данной системы материал-среда , то коррозионный рост трещины при статическом нагружении приводит к разрушению уже через очень короткое время. Влияние циклического нагружения в этом случае лучше характеризовать как усталостно ускоренный рост коррозионной трещины . Но даже н этом случае (при достаточно большой частоте нагружения) устаностные эффекты могут опережать коррозионные процессы, и скорость роста трещины будет определяться только процессами усталости. Если же значения коэффициентов интенсивности напряжений ниже порогового, то коррозионный рост трещины при статическом нагружении отсутствует. [c.425]