Скорость распространения трещин

Рис. 7.10. Влияние интенсивности напряжения в вершине трещины на скорость распространения трещины

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]

На основании этого полагаем, что непосредственно в вершине распространяющейся трещины деформации и напряжения во времени не изменяются и равны некоторым предельным, например, определяемым из анализа неустойчивости пластических деформаций (глава 3). Следовательно, скорость распространения трещины в условиях механохимической коррозии не должна зависеть от значения КИН и можно определить по формуле [c.349]

Рпс. 9.6. Зависимость скорости распространения трещины в ПММА от удельной энергии разрушения Gi [30]. [c.343]

Атермический механизм разрушения наблюдается тогда, когда тепловые флуктуации не играют роли и процесс разрыва определяется только напряженным состоянием материала (низкие температуры или большие скорости нагружения, когда скорость распространения трещины определяется упругими свойствами твердого тела и запасом упругой энергии в нем). [c.307]

Для выявления областей потенциалов, которые можно было бы использовать при электрохимической защите, целесообразно определить в лабораторных условиях зависимость представляющих интерес показателей коррозии от потенциала. К числу этих показателей относятся не только скорости, определенные по потерям массы металла при равномерной коррозии, но и число и глубина образующихся язвин, скорость проникновения (разъедания) при селективной коррозии, срок службы или скорость распространения трещины в образцах под действием механической нагрузки и т. п. В разделе 2.4 дается обобщающий обзор областей защитных потенциалов для различных систем и видов коррозии. При этом можно различать четыре группы [c.62]

Для определения работы расиространения трещины применяются методы, связанные с разделением работы разрушения на составляющие. Недостатки этих методов в том, что используемые образцы невелики и скорость движения трещины в них не всегда соответствует реальным скоростям. При хрупких разрушениях мала точность фиксации скорости распространения трещины. Энергетическими критериями сопротивляемости металла движению бегущей трещины могут быть доля волокнистой составляющей в изломе образца или по толщине листового металла скорость распространения трещины разнообразные критерии Робертсона. Перспективным представляется метод тепловой волны, когда удается регистрировать работу разрушения при продвижении трещины на десятки и сотни миллиметров, в том числе и на натурных образцах. [c.56]

Для исследования коррозионной усталости с позиций линейной механики предложен ряд аналитических выражений, учитывающих асимметрию цикла нагружения и позволяющих описать скорость распространения трещин в широком диапазоне размаха коэффициента интенсивности АК [51, 71,81]. [c.54]

Следует отметить, что коррозионные трещины во влажном аргоне развиваются значительно быстрее, чем в сухом водороде (см. рис. 38 и 37). Сухой аргон иногда используется как относительно инертная среда при исследовании влияния других сред на субкритический рост трещины. Поэтому интересно знать количественные характеристики скорости распространения трещины в сухом аргоне, поскольку они должны использоваться как исходные данные. Для сплавов, показанных на рис. 38, рост трещины в сухом аргоне при скорости до 2,Ы0 см/с не отмечался. Предполагается, что большинство промышленных высокопрочных алюминиевых сплавов будут вести себя аналогично, без роста коррозионных трещин в среде сухого аргона. Однако, как исключение в высокочистом сплаве системы А —Mg—2п, отмечается субкритический рост трещины в сухом аргоне со скоростью 7-.10 см/с (рис. 39). Более агрессивные среды, такие как влажный воздух, особенно сильно ускоряют рост трещины в данном сплаве. Это показывает, что даже в сплавах высокой чистоты рост трещины сильно зависит от среды, поэтому данный процесс правильно назван КР. [c.193]

Местами видны релаксационные участки, что указывает на низкую скорость распространения трещины. В зоне распространения трещины четко видны нарушения регулярности усталостных бороздок, увеличение шага между ними, что свидетельствует об ускорении развития трещин. [c.109]

Влияние частоты нагружения на рост усталостных трещин для различных материалов мало изучено, за исключением сплавов алюминия. Имеющиеся экспериментальные данные позволяют утверждать, что скорость распространения трещины выше при малых частотах нагружения, чем при высоких. Однако, как следует из результатов испытаний в вакууме или посушенной инертной среде, эффект частоты незначительный. При рассмотрении эффекта частоты нагружения следует различать влияние, обусловленное самим материалом (его чувствительностью к скорости деформации), и влияние, привнесенное окружающей средой. Имеющиеся данные для алюминиевого сплава 2024-ТЗ, показывают, чтр уменьшение частоты нагружения от 3400 до 30 цикл/мин при АК = 30 кг/мм и К = == 140 кг/мм , ведет к увеличению скорости трещины примерно в 10 раз. Это объясняется не только изменением скорости деформации, но и изменением времени раскрытия и пребывания окрестности ее вершины под действием окружающей среды. [c.419]

Оценка скорости распространения трещин по критериям механохимии металлов [c.430]

Выше рассмотренное явление падения прочности во времени, получившее название статической усталости связано с тем, что возможны образование и рост трещины при напряжениях, которые меньше теоретической прочности (см. с. 419). Однако в этих условиях скорость распространения трещин или надрывов настолько мала, что разрушение образца наступает только по истечении более или менее длительного промежутка времени. При достаточно низких температурах, разных для различных полимеров, когда величина долговечности сравнительно велика, статической усталостью можно пренебречь [c.424]

Ввиду исключения изгиба пластические деформации возникают только в зоне, окружающей вершину трещины, причем зона пластических деформаций движется как квазистационарная, практически не изменяя своей формы и интенсивности пластических деформаций. Об этом свидетельствует повторяемость эпюр пластических деформаций (рис, 6.10.4) в поперечных сечениях образца, взятых на различном расстоянии от вершины надреза. Контрольные измерения скорости распространения трещины показывают, что она незначительно отличается от вычисленной по формуле (6.10.1). [c.183]

Скорость распространения трещины, м/с 820 480 480 950 690 690 695 602 [c.457]

Отличительной особенностью хрупкого разрушения является наличие кристаллического излома, состоящего из отдельных фасеток с метал-лически.м блеском, отсутствие или малая величина (до 1-2%) макроскопических пластических деформаций в зоне разрушения, высокие скорости распространения трещин. [c.6]

Сплав 8-1-1 разрушается и в чистом метаноле. Примечательно, что добавление небольших количеств С1" в дистиллированную воду или метанол не увеличивает скорость распространения трещин, а для ингибирования растрескивания в метаноле требуется меньше нитрата калия (10 мг/л), чем в случае воды [34]. Обнаружено также, что напряженный сплав склонен к растрескиванию в таких безводных растворителях, как I4 и Hj la. [c.377]

Растрескивание металла трубопроводов вследствие водородного охрупчивания зарождается на участках стали с твердой мартенситной структурой, обычно в местах концентрации остаточных напряжений, возникающих при изготовлении труб. Как правило, коррозионное растрескивание кольцевых швов трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие среды, связано с непроваром в корне шва или внутренним подрезом. Любая прерывистость в корне шва может явиться причиной коррозионного растрескивания, при этом скорость распространения трещин в процессе эксплуатации газопроводов сернистого газа определяется глубиной и радиусом поверхностного дефекта в вершине сварного соединения [19]. Исследования коррозионных повреждений трубопроводов, изготовленных из стали марки 17Г2С и транспортирующих газ с примесью сероводорода (до 2%), показали, что общим для всех случаев разрушения сварных соединений является зарождение трещин [c.17]

Пусть до начала коррозионного растворения коэффициент интенсивности напряжений в элементе с краевой трещиной (с начальной длиной 1о) равен значению Кю. В процессе работы такого элемента длина трещины в результате коррозионного растворения увеличивается, что приводит к росту КИН. По истечении определенного времени I наступает неустойчивое состояние К] = К1зсс, где Кзсс - критическое значение КИН в данной коррозионной среде. В принципе, значение К1зсс учитывает действие на металл адсорбционного эффекта и водородного охрупчивания, если оно определено в условиях, способствующих их проявлению. Таковы, например, достаточные время выдержки в коррозионной среде, скорость деформации и др. Не теряя общности решения, для простоты анализа будем полагать, что КИН определяется как для полу-бесконечной пластины с краевой трещиной [199] К[ = 1,12о Л. Скорость распространения трещины опре- [c.348]

Для получения клеев конструкционного назначения, предназначенных для крепления металла к металлу и резины к корду или ткани, фенольные смолы смешивают с термопластичными иолиме-рами илн эластомерами — полнвиннлацеталем, бутадиеннитрильным каучуком, полиамидами и полнакрилатами. При этом существенно увеличиваются удлинение, упругость н эластичность фенольной смолы, особенно в условиях низких температур. Положительное влияние таких клеев на повышение ударной вязкости клеевых соединений приписывают не только химической реакции взаимодействия каучука и смолы, но, в первую очередь, особенностям морфологии такой системы. Согласно современным представлениям, вследствие ограниченной растворимости термопластичного компонента в отвержденной фенольной матрице образуется мелкодисиер-гированная фаза эластичного компонента, и в такой двухфазной системе значительно повышается ударная вязкость за счет резкого снижения скорости распространения трещин. [c.250]

При достижении критического размера трещины С и К (коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины) получают критические значения Окр, Ккр или Ос, Кс, Для )азрушения при отрыве или при плоской деформации — Ою, хс. Существуют различные методы для регистрации критических размеров трещины или скорости распространения трещины. Так, имеются методики с применением краски для получения данных о движении трещины. Предполагается, что трещина будет окрашена до точки перехода к лавинному росту, так как при увеличении скорости трещйны чернила (краски) не успевают двигаться за трещиной. Длина трещины определяется затем по тарировочным графикам, которые строятся с помощью тарировочных образцов со щелями различной длины. [c.29]

Разработан также [33] метод измерения скорости распространения трещины при помощи датчика вихревых токов, дефектоскопов ДНМ-15 иДНМ-500 (рис, 7). Метод пригоден для регистрации кинетики развития трещины в листовых образцах шириной не менее 100 мм. [c.30]

Рис. 39. Схематическая (К-У)-диаграмма, полученная при испытаниях на коррозию под напряжением по методике лин Ьюй механики разрушения V— скорость распространения трещины, К1 - коэффициент интенсивности напряжений — критическое значение, при котором скорость распространения трещины очень высока Ко - пороговая величина, ниже которой распростраиение трещины лежит эа пределами измерения

Результаты испытаний на скорость распространения трещин обычно пред-Л ставляют в виде кривых зависимости скорости роста трещины v от коэффициента интенсивности напряжений К (рис. 2). Существование трех областей (/—111) на кривой соответствует трем стадиям процесса. Впервые это было отмечено Видерхорном [4]. Кри- тические значения К для быстрого разрушения (обозначаемые Kq, Kix или при определенных условиях Ки) могут быть таковы, что получить полную кривую с тремя характерными областями не удается, но отдельные части такой кривой наблюдаются для многих материалов. [c.50]

Если испытания на скорость распространения трещины проводятся в условиях уменьшения К (например, на образцах с предварительно нанесенной трещиной, нагружаемых с помощью винта), то может произойти остановка трещины. Соответствующие значения К, если они существуют, называют пороговыми. При исследовании влияния среды на КР эту величину обозначают Kikv> - В таких испытаниях обычно удается найти и область напряжений, в которой скорость роста трещины не зависит от К (область II на рис. 2). Это значение v называют максимальным при КР [2], поскольку в области III происходит, как правило, уже не зависящее от среды быстрое разрушение. [c.50]

Было показано, что образование выделений а2-фазы увеличивает легкость зарождения трещин под действием среды и скорость распространения трещин. Такие выделения также увеличивают вероятность разрущения сколом в период субкритического роста трещин. Установлено, что в случаях, где выделения аг-фазы срезаются, скольжение в (а + аг)-структурах происходит в очень узких полосах скольжения со значительными смещениями в каждой полосе. Это может указывать еще раз на важность характеристик скольжения при определении чувствительности к КР-Наблюдения [33] наводят на мысль провести эксперимент для определения важности характера скольжения или наличия Т1зА1. Этими исследователями было показано, что определенное распределение аг-фазы изменяет тип взаимодействия дислокации с частицей от срезания до огибания. Таким образом, если Т1зА1 изменяет характер скольжения, то такое ее распределение должно приводить к меньщей чувствительности к КР, чем в случае одно фазных а или двухфазных структур (аЧ-аг), в которых происходит срезание частиц дислокациями. Некоторое доказательство в достоверности этого имеется, но требуются более тщательные исследования. [c.409]

Гц, т. е. в этих условиях определяющим фактором является корро-зиоиное воздействие среды. Скорость распростраиеиия трещины иа стали HY-80 в 3,5 %-иом растворе Na l возрастала при уменьщеиии частоты нагрузки от 10 до 0,1 Гц, что свидетельствует об усилении коррозии из-за воздействия среды на свежие участки поверхности в усталостных трещинах. В условиях катодной защиты скорости распространения трещин на обоих металлах возрастали. Это показывает, что механизм коррозионного разрушения связан с водородным охрупчиванием. [c.180]

Распространение усталостных трещин было изучено также в На-учно-исследовательской лаборатории ВМС США в ходе работ по совершенствованию судов на подводных крыльях и глиссеров [146]. ДКБ-образцы с одним надрезом из сталей HY-130 и 17—4РН, титанового сплава Ti —6А1 — 2Nb — ITa —0,8Мо и алюминиевого сплава 5456-Н116 испытывались на усталость на воздухе, а также в морской воде. Исследовано также влияние приложенного потенциала. Морская вода и отрицательный потенциал ускоряли распространение трещины на сталях, но не влияли на растрескивание титанового сплава. Скорость распространения трещины на алюминиевом сплаве повышалась в морской воде, но уменьшалась при наложении потенциала (как отрицательного, так и положительного). [c.180]

Как указано ранее, второй период усталостного и коррозионно-усталостного разрушения связывают с ростом трещин от ее условных начальных размеров до критической величины, т.е. до начала спонтанного разрушения образца. Коррозионная среда существенно меняет скорость распространения трещины и за счет этого предопределяет долговечность исследуемого объекта. К настоящему времени разработань эффективные методические подходы к определению трещиностойкости конструкционных материалов в условиях воздействия на них воздуха и других малоактивных или инертных газовых сред, подготовлен соответствующий руководящий материал [105]. [c.43]

Брэзвил и др. [146] изучали влияние агрессивных газовых сред на скорость распространения усталостной трещины в хромомолибденовой стали (С 0,14 %, Сг 2,28 %, Мо 1,36 %). Компактные образцы толщиной 25,4 мм с боковым надрезом нагружали с частотой 5 Гц и асимметрией цикла / = 0,1. Было установлено (рис. 51) сильное разупрочняющее действие водорода и сероводорода. Испытание в водороде при комнатной температуре и давлении 133 кПа показало увеличение скорости распространения трещины в 10 раз по сравнению с испытанием в вакууме. При испытании в сероводороде со значительно меньшим давлением (0,65 кПа) скорость роста усталостной трещины в 50 раз выше, чем в вакууме, и в 5 раз выше, чем в водороде. Водяной пар и особенно аргон значительно меньше влияют на сопротивление указанной стали усталост- [c.102]

Рис, 62. Зависимость скорости распространения трещины V от частоты нагружения / стали 00X12НЗД при испытании на воздухе (/ ) и в воде (//) 172 с, 15-21) Д/С, МПа -м /- К- 2-20 5-28 [c.127]

Как следует из приводимых в табл. 31 данных, все ингибиторы незначи- тельно изменяют критическое напряжение и существенно влияют на константу коррозионного растрескивания К, характеризующую степень увеличения скорости распространения трещины с возрастанием растягивающих напряжений. Так, БА-6 и ОПИ в 2М Н2804 увеличивают в 12 и 22 раза соответственно, т. е. эффективно тормозят распространение трещины, а тиомочевина, наоборот, бо- лее чем в 20 раз увеличивает скорость роста трещины. В соляной кислоте и] кислой сероводородной среде способность ингибиторов тормозить распростра-1 нение трещины более низкая, чем в серной. [c.72]

В настоящее время ориентировочно можно выделить четыре направления в изучения усталости 1. Кривые Вёлера. 2. Метод Коффина - Мэнсона. 3. Циклический наклеп. 4. Скорость распространения трещины. Остановимся более детально на названных подходах. [c.396]

Здесь ЛК - Кщах - 1 тт " размах коэффициента интенсивности напряжений, т - показатель степени, изменяющийся от 2 до 10. Для небольших скоростей распространения трещины ЛК близко к поро1"овому значению АК,н, при котором происходит страгивание трещины с места. Наоборот, при высоких скоростях в момент разрушения К,],ах имеет порядок величины Кс - критического значения коэффициента интенсивности напряжений. [c.400]

Среди общих теоретических зависимостей для скорости распространения усталостной трещины остановимся на зависимости полу 1енной Г.П. Черепановым [9]. Зависимость основьшается на решении задачи о квазистатическом развитии трещины в идеальных упруго-пластических телах при нестационарном нагружении. Выражение для скорости распространения трещины получено с использованием обобщенной автором энергетической концепции квазихрупкого разрушения Ирвина-Орована и размерного анализа [c.411]

В настоящее время основным параметром, определяющим рост усталостной трещины, принят ра шах коэффициента интенсивности напряжений ЛК. В соответствии с этим зависимость вида (1.20) можно считать ос1 овной формой представления свойств материала, связанных с его способностью сопротивляться распространению трещины. Однако, как показало большинство исследовании, предложенное соотношение удовлетворительно описывает зависимость скорости распространения трещины от ЛК и не позволяет получить падежную оценку действительной усталостной долговечности элементов конструкции. Это связано со многими [c.416]

Принципиальным в данном методе является во-первых, обеспечение поступательного разрьша листа с образованием зоны пластических деформаций того вида и размера, которые возникают при разрьше листа в трубе во-вторых, задание определенной скорости движения трещины путем выбора V и а. Последнее особенно важно потому, что сопротивляемость металла динамическому разрушению зависит от скорости распространения трещины. [c.183]

При конкретных условиях испьгганий скорость распространения трещины зависит от энергии, поглощаемой металлом при разрушении. В ряде опытов при хрупких разрушениях метагиюв трещины распространялись со скоростями 400...2000 м/с 41, 39], а при вязких в диапазоне [c.192]

Задача оказьшается чрезвычайно сложной, если пытаться найти решение об упругих волнах, распространяющихся по конструкции из зоны разрьша и отражающихся от ее границ. Как показали исследования [170], до скоростей распространения трещин около 500-600 м/с задача определения напряженно-деформированного состояния может без значительных погрешностей решаться как квазистатическая, т.е. без учета влияния инерционности масс. Такой подход не избавляет от необходимости определения кинетической энергии разлетающихся частей и учета нелинейностей при значительных перемещениях. [c.542]

В действительности скорость движения трещины должна флуктуировать в зависимости от плотности и массы грунта, вязкости металла отдельных участков трубопровода и других причин. Исследования показали [172, 173], что кратковременные замедления скорости распространения трещины вызывают спады давления в зоне впереди трещины. Эти спады (дополнительные волны декомпрессии) практически необратимы, так как трещина не может снова разогнаться, чтобы достичь области трубопровода с прежним давлением. А так как давление газа у точки разрьша трубы является главной движущей силой распространяющегося разрушения, то спад давления может привести к существенному замедлению скорости разрьша и уходу трещины в сторону от образующей. Для суждения о роли этих процессов в остановке трещины необходимы дальнейшие исследования. [c.546]

Испытания на циклическую трещиностойкость сварного соединения материала трубопровода Ду 500 на воздухе проводили на плоских образцах сечением 10x60 мм и 10x30 мм и рабочей длиной 220 мм. На образцах сечением 10x60 мм оценивали скорость распространения трещины в тангенциальном направлении. [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология