Макроскопические виды разрушения

Износостойкость характеризует способность резин сопротивляться потере материала в результате разрушения поверхности под действием фрикционных сил. Различают следующие виды износа резин [6, 12] абразивный, усталостный, скатыванием, макроскопический, пиролитический. [c.76]

Условно принято считать разрушение хрупким, если суммарная толщина среза не превышает 20% номинальной толщины стенки сосуда. При этом относительное сужение кромок разрыва составляет не более 1,5-2,0%. Этот вид разрушения считается опасным, так как реализуется без макроскопической деформации и высоких скоростей распространения трещины. Поверхность хрупкого излома имеет выраженную кристалличность и состоит из набора атомно-гладких фасеток с кристаллографической ориентацией при транскристаллитном разрушении или участков межзеренных границ при межкристаллитном разрушении. [c.66]

МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ВИДЫ РАЗРУШЕНИЯ [c.61]

С инженерной точки зрения, к макроскопическим видам разрушения относятся любые явления, нарушающие работоспособность детали. Так, сюда могут быть отнесены излом детали, чрезмерно большая деформация, потеря устойчивости или любой вид износа материала. [c.61]

Обычно КР под напряжением определяют как совместное воздействие агрессивной коррозионной среды и растягивающего напряжения (остаточного или приложенного), приводящее к растрескиванию, имеющему макроскопически вид хрупкого разрушения. В этом определении подразумевается, что КР представляет собой явление, а не механизм,—именно так КР и трактуется в И этой главе. К таким же явлениям относится и водородное охрупчивание, ко- [c.47]

При коррозионной усталости, так же как и при других видах усталости, наблюдается макроскопически хрупкое разрушение без приз-56 [c.56]

Под молекулярными продуктами подразумеваются как части разорванных полимерных молекул со свободными валентностями (неспаренными электронами) на концах — свободные макрорадикалы, так и новые атомные группировки, химические соединения, которые образуются вследствие механического разрушения. Этот термин подчеркивает, что имеется в виду разрушение не на макроскопическом (образование трещин, осколков тела), а на молекулярном уровне. [c.169]

Нагрузка, которую образец выдерживает до разрушения, вызывает большое число молекулярных процессов. Неопределенность совокупного события, например макроскопического ослабления материала, вытекает из неопределенности молекулярных актов и вида их корреляции. [c.61]

Вид поверхностей разрушения приводит к выводу, что материал под влиянием локального напряжения при вершине треш,ины ведет себя как пластичный, а не как хрупкий, несмотря на то что макроскопические свойства материала позволяют характеризовать - его как хрупкий. Такие пластические деформации материала состоят в значительных перемещениях сегментов цепей, что вызывает рассеяние энергии. В этом процессе участвуют скорее вторичные силы Ван-дер-Ваальса, чем первичные ковалентные связи [4]. Следует ожидать, что экспериментальные условия и изменения молекулярной и надмолекулярной структур будут оказывать значительное влияние на поведение материала. [c.92]

Основной особенностью кинетики разрыва межатомных связей в процессе механического разрушения ориентированных полимеров является то, что потенциальный барьер преодолевается еще и за счет механической силы, которая задается в виде номинального макроскопического напряжения. Однако элементарный акт разрыва осуществляется под действием не номинального, а значительно большего напряжения. Поэтому последовательное физическое рассмотрение требует установления взаимосвязи между скоростью микропроцесса и не номинальным, а истинным напряжением, действующим в малой области, в которой происходит элементарный акт разрыва. Несмотря на несоблюдение этих условий, общий вывод о том, что энергия активации разрушения полимеров (ориентированных аморфно-кристаллических), по-видимому, не столь мала (не 84—126 кДж/моль) и приближается к энергии диссоциации С—С-связи [36, с. 265 ], представляется нам правомерным. [c.287]

Таким образом, растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностно-активных веществ является поверхностным, чисто физическим процессом, развивающимся при наличии сложного напряженного состояния и внешнего активного агента, который не оказывает заметного воздействия на ненапряженный полимер. Разрушение, являющееся результатом растрескивания, судя по внешнему виду, носит макроскопически хрупкий характер. Данное явление по одной или по нескольким из перечисленных осо- [c.335]

В нашем же случае наряду с температурой все время фигурирует и другой параметр — механическая сила, действующая на молекулы. Задается этот параметр в виде среднего макроскопического напряжения сг. Но действует он на отдельные молекулы, будучи увеличенным за счет структурного перераспределения напряжений. Поэтому и возникает новая, специфическая задача, решение которой совершенно необходимо для правильной оценки энергии активации разрушения. Перейдем к рассмотрению этой задачи. [c.262]

Если считать, что в теле, при приложении к нему нагрузки, развиваются два различных, хотя и взаимосвязанных процесса— процесс разрушения и процесс деформирования, то следовало бы, как это уже указывалось выше, прежде всего дать четкое определение данных понятий. С этого и следовало бы начинать рассмотрение вопроса о взаимодействии между обоими процессами и все дальнейшее изложение согласовать с введенными определениями. Однако для обоснования таких определений требуется глубокое понимание физических основ явления. Состояние проблемы не позволяет, строго говоря, ввести достаточно общие (для любых твердых тел, включая и кристаллы, и полимеры, и стекла и т. д.) определения понятий о процессах деформирования и разрушения, имея в виду не только определения, основанные на внешних макроскопических проявлениях этих процессов, но и определения, связанные с их природой и элементарными актами, лежащими в их основе. [c.529]

Расхождение между теоретическими и экспериментальными величинами поверхностной энергии разрушения и внешний вид поверхностей разрушения приводит к выводу, что материал под влиянием локального напряжения при вершине трещины ведет себя как пластичный, а не хрупкий, несмотря на то, что макроскопические свойства материала характеризуют его как хрупкий, по крайней мере в соответствии с критериями, рассмотренными выше. [c.166]

Таким образом, равновесная термодинамика не отводит самопроизвольным неравновесным процессам какой-либо конструктивной роли в структурной организации макроскопической системы. П. Гленсдорф и И. Пригожин отмечают Классическая термодинамика есть, в сущности, теория разрушения структуры, а производство энтропии можно рассматривать как меру скорости этого разрушения [319. С. 9]. Согласно уравнению Больцмана 5 = 1пИ , где X — энтропия, к — постоянная Больцмана, V/ — термодинамическая вероятность. Чем больше число идентичных микроскопических состояний и, следовательно, беспорядочнее макроскопическое состояние системы, тем больше ее энтропия и вероятность реализации. В своем образном сравнении термодинамических функций состояния Зоммерфельд отводит принципу энтропии в гигантской фабрике естественных процессов роль директора , который предписывает вид и течение всех энергетических сделок, а закону сохранения энергии — роль бухгалтера , приводящего в равновесие дебет и кредит. [c.437]

Происходят по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Заметим, что в кислых средах, вызывающих общую коррозию, часто отмечается заметное снижение относительного сужения, хотя равномерное удлинение может быть таким же, как и при испытаниях на воздухе. Важно подчеркнуть, что только лишь в условиях общей коррозии может реализоваться вязкое разрушение бездефектного металла оборудования при нормальных режимах эксплуатации. Это можно объяснить тем, что несмотря на постоянство действующей на объект нагрузки, из-за уменьшения рабочего сечения при коррозии напряжения и деформации возрастают, и в определенный момент времени возможно наступление текучести металла, а затем потеря устойчивости пластических деформаций (шейкообразова-ние) по аналогичному механизму при растяжении образца монотонно возрастающей нагрузкой (рис. 2.7). В условиях локализованной (язвенной, точечной) коррозии коррозионные поражения инициируются в областях с выраженной механохимической неоднородностью свойств. При этом окончательное разрушение происходит в результате сдвига или отрыва (рис. 2.6). Часто имеет место сквозное коррозионное поражение в виде язв без участков долома. Коррозионное растрескивание возможно даже при отсутствии макроскопических дефектов или концентраторов напряжений, например, в средах, содержащих влажный сероводород. Разрушение при коррозионном растрескивании, как правило, хрупкое. В сварных соединениях в большинстве случаев коррозионное растрескивание инициируется в местах перехода от металла шва к основному металлу (рис. 2.6,г). Особенностью разрушений при кор-розионно-механическом воздействии является наличие на из гомах продуктов коррозии, большого количества коррозионных поражений, ветвление трещин и др. [c.71]

Рассмотрим кратко макроскопические виды разрушения при растяжении. При растяжении простых однослой ных композиций, использованных ранее для иллюстрации микроскопических видов разрушения, наблюдались два различных вида макроскопического разрушения У образцов с толстым слоем полимерного связующего на обеих поверхностях преобладали трещины в полимере (рис. 31), приведшие к разрушению волокон, обнаженных вследствие многочисленных трещин матрицы. У образцов с тонким слоем, полимерного связующего на обеих поверхностях разрушение волокон и расслоение привели к мгновенному зубчатому излому (рис. 32). [c.61]

При длительном действии статических или циклических напряжений на сталь в коррозионной среде, вызывающем явление коррозионной усталости, может происходить макроскопически хрупкое разрушение стали без признаков пластической деформации, которая могла бы фиксироваться визуально. Кроме хрупкого разрушения, происходит также коррозионное поражение поверхности металла и появление на ней более или менее толстого слоя окислов. Окисленной может быть или вся поверхность металла, или только отдельные ее места, что будет зависеть от агрессивности среды и свойств стали. Опыты показали, что длительное статическое или циклическое нагружение практически не влияет на интенсивность общей коррозии, и потеря в весе от коррозии металла, который находился в коррозионной среде как под нагрузкой, так и без нее, почти равна. Напряженное состояние стали влияет не на увеличение потерь от общей коррозии, а на усиление избирательной коррозии коррозия, в этом случае, обычно развивается как ножевая коррозия. Под таким термином мы объединяем как межкристаллитную, так и транскристаллит-ную коррозию в виде трещин, обычно перпендикулярных к действующим нормальным напряжениям. [c.100]

Такое объяснение являеЬся, конечно, схематичным, поскольку известно, что наряду с межмолекулярными связями при разрушении полимеров рвутся всегда и химические связи. Существенно лишь оценить соотношение того и другого вида разрушения. В этой связи и начато исследование влияния облучения на коястанты долговечности аморфных полимеров, а также излучение микро- и макроскопических дефектов, образующихся в процессе облучения. [c.367]

Здесь описаны явления, развивающиеся в упрочненных стеклах и- обнаруживаемые при изучении их методами светорассеяния. Не являются ли эти наблюдения ключом к необходимому пониманию макроскопически гомогенных видов разрушения в гомогенно деформированных вязкоупругих телах Как указывалось ранее, такое же рассмотрение требуется и для объяснения результатов наблюдений Мак-Эфи и Роузена. [c.274]

В то же время в процессе нагружения аномальные области накапливают дополнительную энергию. Превышение некоторого кртггического уровня накопленной энергии приводт к смене механизма разрушения, то есть потере пластической устойчивости, проявляющейся макроскопически в виде шейки. [c.49]

Длинные и гибкие цепи полимера способствуют монотонному частично неупругому деформированию материала при постоянной нагрузке, а именно деформации ползучести. В статистических теориях разрушения обычно специально не рассматривается степень деформации при ползучести. Можно напомнить (разд. 3.4, гл. 3), что кинетическая теория Журкова и Буше также не учитывает деформацию ползучести как один из видов деформирования. В теории Сяо—Кауша, разработанной для твердых тел, не обладающих сильной неупругой деформацией, рассматривается зависимость деформации от времени, которая считается, однако, следствием постепенной деградации полимерной сетки. Буше и Халпин специально рассматривают макроскопическую ползучесть, чтобы учесть соответствующие свойства молекулярных нитей, которые в свою очередь оказали бы влияние на долговечность материала. Согласно их теории, запаздывающая реакция матрицы каучука или термопласта вызывает задержку (вследствие влияния на /ь) роста зародыша трещины до его критического размера. [c.278]

В этом разделе была рассмотрена морфология поверхностей разрушения, позволяющая выявить виды локального разделения материала. Были определены микроскопические размеры структурных элементов, которые разрываются или разделяются молекулярных нитей, фибрилл или молекулярных клубков, ребер, кристаллических ламелл, сферолитов. Однако, когда говорят об их основных свойствах, используют макроскопические термины разрыв, деформация сдвига, пределы пластического деформирования, сопротивление материала распространению трещины. Не было дано никаких молекулярных критериев разделения материала. Такие критерии существуют для отдельных молекул температура термической деградации и напряжение или деформация, при которых происходит разрыв цепи. По-видимому, следует упомянуть критическую роль температуры при переходе к быстрому росту трещины [30, 50, 184—186, 197] и постоянное значение локальной деформации ву в направлении вытягивания материала (рис. 9.31), которая оказалась независимой от длины трещины и равной - 60 % на вершине обычной трещины в пленке ПЭТФ, ориентированной в двух направлениях [209]. Следует также упомянуть критическую концентрацию концевых цепных групп определенную путем спектроскопических ИК-исследоваиий на микроскопе ориентированной пленки ПП в окрестности области, содержащей обычную трещину (рис. 9.32), и поверхности разрушения блока ПЭ [210]. Оба материала вязкие и прочные. По распределению напряжения перед трещиной в пленке ПП можно рассчитать параметры Кс = (У г)Уш = ,,г 2 МН/м" и G = 30 17 кДж/м [11]. Эти значения в сочетании с данными табл. 9.2 довольно убедительно свидетельствуют о том, что разрыв цепи сопровождается сильным пластическим деформированием. Возможная роль разрыва цепи в процессе применения сильной ориентирующей деформации или после него была детально рассмотрена в гл. 8. [c.403]

Большие осложнения в производстве возникают вследствие изменения внутреннего трения материала, которое, вызывается самой деформацией. Для пластичных смесей, состоящих из жидкого связующего и наполнителей, величина изменения зависит от степени уплотнения или разуплотнения, образования или разрушения связных и каркасных структур, а также от некоторых других видов перегруппировки зерен наполнителей, образования флуидных структур и макроскопических поверхностей скольжения. При этом материал обычно становится анизотропным, что сильно осложняет деформацию. [c.127]

Одним из наиболее распространенных видов изнашивания деталей является абразивный износ, который проявляется в результате режущего или парапаюшего действия твердых тел или частиц чаще всего минерального происхождения. Необходимым условием возможного проявления абразивного изнашивания является большая твердость в процессе трения изнашивающего тела по сравнению с изнашиваемым [69]. При этом размеры деталей уменьшаются в результате разрушения поверхностных слоев за счет отделения микрообъемов металла под действием абразивных зерен. В процессе длительного воздействия микро- и макроскопические царапины приводят к износу, измеряемому в миллиметрах, а иногда и в сантиметрах. [c.3]

Одна из первых теорий временной зависимости прочности с учетом роста трещин была предложена Тобольским и Эйрин-гом [6.15. Затем эта теория развивалась другими исследователями [6.16, 6.17]. Схема Тобольского и Эйринга представлена на рис. 6.4, откуда следует, что в ненапряженном состоянии свободная энергия атома до и после разрыва одна и та же. Но это неверно, так как до разрыва связи атом находится в объеме, а после разрыва — на поверхности, т. е. Л и С — два разных состояния, и это учитывает модель, приведенная на рис. 6.2. Поэтому в схеме, показанной на рис. 6.4, безопасное напряжение равно нулю. В действительности схема Тобольского и Эйринга применима к механизму вязкого течения, диффузии и других процессов переноса. В модели разрушения этих авторов непонятно, почему атому приписываются свойства макроскопической системы в виде свободной энергии. Кроме того, расстояние между двумя минимумами при разрыве связи — понятие неопределенное, так как после разрыва атом скачком уходит на свободную поверхность. Правильно вводить расстояния Хт и Я т (см. рис. 6.2). Для диффузии же атома расстояние а имеет физический смысл как расстояние между двумя соседними равновесными положениями атома. [c.154]

Макроскопически хрупкий излом при коррозионной усталости в отличие от излома при циклическом нагружении в сухом воздухе имеет специфический вид. На фиг. 43 показан излом от усталости стальных образцов в нейтральной—1, щелочной — 2 и кислой — 3 средах. Как видно на фо-тографии, в кислой корро- зионной среде излом мно- голопастный, что свиде- тельствует о его развитии из многих очагов разрушения. [c.101]

Описанный этап исследований, как уже отмечалось, поставил и целый ряд проблем. Основной физической проблемой, которая должна будет решаться при дальнейшем развитии кинетического направления, является проблема энергии активации разрушения во всех ее аспектах. Как можно видеть из монографии, энергия активации приобрела значение важнейшей физической величины в изучении разрушения. Действительно, именно через эту величину осуществляется связь между макроскопическими процессами и свойствами и поведением атомов и молекул в нагруженных телах. Именно эта величина способна давать информацию о ходе и специфике событий на атомномолекулярном уровне. Наконец, именно эта величина служит основным указателем при решении вопросов упрочнения тел путем целенаправленного и сознательного воздействия на межатомное сцепление в телах. [c.535]

Структурные капсулы можно рассматривать как специфическую макрогетерогенную систему, в которой дисперсионная среда (полимер) образует оболочки капсул, соединенные в сплошную пленку, а диспергированное вещество (жидкость) распределено в пленке в виде частиц макроскопических размеров. Эта система является термодинамически неустойчивой вследствие наличия высокоразвитой поверхности и больших внутренних напряжений в сравнительно лабильной полимерной матрице. Поэтому структурные капсулы способны самопроизвольно разрушаться со скоростью, зависящей от внешних условий, технологических факторов и химической природы самой системы полимер-жидкость. Разрушение структурных капсул является необ-рагимым цепным процессом. Появление на каком-либо участке пленки очага разрушения приводит к постепенному исчезновению всей капсульной структуры. [c.134]

Макроскопические ВР образуются путем объединения многих межзеренных микрорасслоений, периодически зарождающихся на границах раздела матрица — неметаллическое включение и на границах зерен впереди и чаще всего в другой плоскости относительно макрорасслоения [108]. Кроме того, одним из характерных признаков ВР является его раскрытие, а также отношение длины ВР к величине раскрытия. Результаты металлографических исследований дефектных участков трубопроводов показали, что величина этого отношения для ВР находится в пределах 3—15 для микрорасслоений и 5 — 60 для макрорасслоений, тогда ка-к для металлургических НВ это отношение достигает величин 40 — 300 (за величину "раскрытия" НВ принята толщина его слоя), а длина НВ достигает 200 мм и более. При этом протяженные ВР (длиной более 100 мм) имеют, как правило, величину раскрытия более 1 мм и могут приводить к разрушению стенки трубы над центром ВР. Вместе с тем необходимо учитывать, что зарождение и развитие ВР связано с поступлением в металл водорода, возникающего в результате электрохимической реакции стальной поверхности ТП с влажной сероводородсодержащей средой. Это, как правило, сопровождается утонением стенки трубопровода или наличием на внутренней или наружной стенке трубы язвенной либо другого вида коррозии. [c.294]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология