Растрескивание под действием напряжения при статической усталости

Статическую усталость стали характеризует предел долговременной прочности или статической усталости (адл кГ/мм ), равный напряжению, которое выдерживает данный материал при длительном нагружении статическими силами определенное, наперед заданное время. Длительное нагружение статическими силами в рабочих средах может вызвать коррозионное растрескивание или водородную статическую усталость при соответствующем действии коррозионной рабочей среды или среды вызывающей наводороживание стали. [c.44]

Ю. С. Зуев [82, 83] рассматривает озонное растрескивание как вид статической усталости, ускоряемой действием О3. Процесс озонного разрушения характеризуется временем до появления трещин ти и временем до разрыва образца Тр. Влияние величины деформации на Тр определяется двумя противоречивыми тенденциями разрушающим действием напряжений и упрочнением резины под влиянием ориентации. Если при небольших деформациях определяющей является первая тенденция, то с увеличением деформации начинает проявляться, а затем и преобладать вторая тенденция. В результате совместного действия указанных выше факторов скорость роста трещин проходит через максимум, а Тр —через минимум. Деформация, при которой обнаруживаются эти экстремальные значения, называется критической и обозначается екр- Затруднение ориентации молекулярных цепей в результате увеличения межмолекулярного взаимодействия или введения наполнителя приводит к сдвигу Екр в сторону большей деформации. [c.281]

Водород в стали меняет ее механические свойства при кратковременном и длительном статическом нагружении, а также при повторно-переменном и ударном нагружении. Под влиянием водорода в стали значительно снижаются ее пластические свойства при кратковременном нагружении. Это явление названо водородной хрупкостью стали. Твердость наводороженной стали повышается. Наводороженная сталь подвержена замедленному разрушению, т. е. разрушению при длительном действии статических сил при напряжениях, обычно меньших предела текучести. Это явление было названо нами водородной статической усталостью стали. При повторно-переменных (циклических) напряжениях водород в стали снижает ее выносливость, что было названо нами водородной усталостью стали (см. П1-2). Водород в стали повышает ее чувствительность к концентраторам напряжения при действии повторно-переменных напряжений. Ударная прочность наводороженной стали снижается. Под влиянием водорода в стали могут образовываться дефекты типа пузырей, а также расслаивание (у проката) и растрескивание металла. [c.75]

При длительном статическом нагружении стали в коррозионных средах наклеп и остаточные напряжения растяжения являются одной из причин возникновения коррозионной статической усталости Как известно, коррозионное растрескивание может происходить и без действия внешнего нагружения на стальные детали, однако при обязательном условии наличия остаточных растягивающих напряжений и наклепа. [c.139]

Коррозионные трещины появляются при одновременном действии напряжений и агрессивной среды. В зависимости от характера приложенных напряжений различают трещины коррозионной усталости (при действии знакопеременной нагрузки) и коррозионное растрескивание (при действии статических растягивающих напряжений). [c.10]

Влияние концентрации агрессивной среды на износ резин в пульпах. При износе, так же как при статической усталости, имеется порог концентрации (рис. VII.13). Однако если при коррозионном растрескивании Pq лежит в области сравнительно малых концентраций (10 —1% для уксусной и соляной кислот, резины из СКС-30-1, вулканизованные MgO, а также серой), то при износе в пульпе Pq находится в области концентраций —10%. Это связано с тем, что, во-первых, разрушение в данном случае происходит без растрескивания, а это уменьшает чувствительность полимера к действию агрессивной среды (ср. кривые 4 и 5, рис. VII.13), и, во-вторых, оно идет, по-видимому, нри большем напряжении, чем при действии статического напряжения, а с увеличением напряжения Pq также увеличивается. [c.187]

При коррозионном растрескивании такой расчет неприменим из-за резкого ускорения разрушения резины при наличии концентраторов напряжения, что в расчете не учитывается. Более общим, применимым как в отсутствие, так и при наличии коррозионного растрескивания, является использование для прогнозирования долговечности резин ее связи с ползучестью при различных концентрациях агрессивной среды. Так как разрушение растянутых резин в агрессивной среде является проявлением статической усталости материала под действием напряжения, ускоренной влиянием среды, то существует непрерывный переход между процессами в отсутствие и в присутствии агрессивной среды. Связь между долговечностью Тр и скоростью ползучести е в широком интервале концентраций (начиная с 0) [c.141]

Существует непосредственная связь между прочностными свойствами эластомеров и их сопротивлением коррозионному растрескиванию. Это наглядно иллюстрируется, например, тем, что а) с увеличением напряжения растет количество трещин как при коррозионном разрушении материала, так и при его статической усталости б) при действии сжимающих напряжений разрущение в обоих случаях отсутствует в) растворение при одновременном действии озона поверхностного растрескивающегося слоя эластомера резко увеличивает сопротивляемость его коррозионному разрушению [22] аналогично тому, как для других материалов при их чисто механическом разрушении. [c.139]

Аналогичная зависимость установлена также для пластиков ПВХ, ПС и сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (АБС) при действии на них смеси олеиновой кислоты и хлопкового масла. Существование области критической деформации (напряжения) в настоящее время не подлежит никакому сомнению. Попытки объяснить это явление повышением реакционной способности макромолекул каучуков в области е или изменением газопроницаемости резины нри деформации оказались несостоятельными. Изменение количества и размеров трещин также не является причиной ек. Это подтверждается тем, что аналогичное явление наблюдалось и ранее нри исследовании раздира резин с одним надрезом в отсутствие озона, а также при определении длительной прочности полиэтилена [27]. Оно имеет место и при статической усталости проколотой резины из наирита (см. гл. 2). По-видимому, такого же рода изменение структуры при деформации лежит в основе наблюдавшейся при многократных деформациях в воздухе экстремальной зависимости выносливости резин от статической составляющей деформации (см. гл. 5). бк наблюдалась также при утомлении проколотых образцов резин из НК, СКБ, СКС-30, наирита и бутилкаучука. Причем, так же как при озонном растрескивании, ек для НК меньше, чем для наирита, а для наирита меньше, чем для бутилкаучука. [c.147]

Процесс коррозионного растрескивания состоит из взаимосвязанных стадий химического разрыва молекул из-за их взаимодействия с агрессивной средой и раскрытия трещин под влиянием напряжения. Скорость последнего процесса определяется подвижностью молекул полимера, т. е. его релаксационными свойствами. Установленная связь между статической усталостью и коррозионным растрескиванием позволяет объяснить увеличение скорости роста трещин при деформации >ек одновременным действием нескольких факторов [c.148]

Коррозионное растрескивание под действием среды может возникнуть в резуль сочетания механически растягивающих напряжений и коррозии. При статических растягивающих напряжениях процесс называют просто коррозионным растрескиванием, а если напряжение переменно, то коррозионной усталостью. Между этими двумя процессами нет четкой границы оба могут приводить к растрескиванию и разрушению. По современным воззрениям, причиной поражения являются не столько сами напряжения, сколько вызываемые ими деформации. [c.34]

Химически активные среды влияют на прочностные свойства. материалов еще сильнее, чем физически активные. Эффект бывает настолько значительным, что разрущение напряженных материалов при одиовременнэд 1 воздействии химически активной среды часто рассматривалось как явление, не связанное с прочностными свойствами тел,—как качественно иной процесс. Так, например, при действии озоиа на растянутую резину скорость процесса разрушения может при определенной концентрации О , увеличиваться в сотни тысяч раз пэ сравнению со скоростью разрушения в отсутствие озона. Не раз высказывавшаяся одним из авторов и пpэвэдчмi л в этой книге идея о сходстве процессов коррозионного разрушения и статической усталости в последнее время начинает получать все более широкое распространение. Так, например, высказывается мнение, что существует аналогия между озонным растрескиванием резин и растрескиванием пластиков иод влиянием механических напряжений . В одной из японских работ процесс развития озонных трещин в растянутой резине описывается с помощью такого же метода и аналогично тому, как это делается при рассмотрении развития трещин в процессе хрупкого разрыва твердых тел . [c.250]

Прн растрескивании и разрыве полимерных материалов в отсутствие химического взаимодействия должны преобладать процессы разрушения химических связей под действием напряжения. В присутствии химически активной среды дело обстоит сложнее. Помимо процессов, сопровождающихся разрывом химических связей, идут реакции присоединения, замещения и др., ие вызывающие деструкции молекул полимера. Поэтому не во всех случаях одновременное воздействие химически активной среды и напряжения вызывает характерное для явления статической усталости растрескивание резин в направлении, периендикуляр-ном направлению растяжения. Например, если происходит очень интенсивное взаимодействие полимера со средой, сопровождающееся полным химическим перерождением материала (наиример, действие концентрированной азотной кислоты на НК), на его [c.274]

Коррозионное растрескивание происходит при действии растягивающих напряжений, вызванных как внешним нагружением, так и остаточными растягивающими напряжениями, возникновение которых связано в основном с технологией изготовления стальных деталей (например, штапмовка, протягивание, развальцовывание, гибка и т. п.). Термическая обработка и сварка, вызывающие остаточные растягивающие напряжения, также вызывают коррозионную статическую усталость стали. [c.54]

При коррозионной статической усталости (коррозионном растрескивании) происходит макроскопически хрупкое разрушение, причем в отличие от разрушения при коррозионной усталости от действия циклических напряжений развивается лишь одна или небольшое количество трещин. На фиг. 37 показано разрушение образца стали 45 трооститной структуры в воздухе при кратковременном действи растягивающей статической силы и в сероводородной воде (80 мг/л НгЗ) при длительном действии напряжения с = (0,11—0,12) %. В воздухе наблюдалась пластическая деформация в сероводородной воде — хрупкое разрушение при образовании лишь одной трещины. Дополнительное растяжение образцов, которые длительное время нагружались в сероводородной воде, показало, что никаких добавочных трещин, кроме основной трещины, не появилось. [c.103]

Анализ имеющихся данных о закономерностях разрушения различных материалов под влиянием напряжения в присутствии агрессивных сред п без них показывает, что коррозионное растрескивание является одним пз видов статической усталости материала, резко ускоряемой воздействием среды. Хотя механизм разрушения связей при растрескивании металлов, твердых и эластических цоли-меров различен, общим в этом процессе является само ослабление связен под действием внешнего агента, локальное развитие разрушения пз-за микронеоднородности материала, рост трещин поперек поля напряжений в отсутствие ориентации и вдоль поля напряжений в ориентированном полимере (резппы поликарбонат полиамиды фторопласт ). [c.71]

Случаи разрушений стальных конструкций, вызванные наво-дороживанием металла при стимулирующем действии серы, по-видимому, в действительности значительно более часты, но не все они правильно интерпретируются. Иногда разрушение статически напряженной стали в присутствии соединений серы квалифицируют как коррозионное растрескивание, хотя в действительности речь должна идти о статической водородной усталости или же комбинации этих двух механизмов разрушения. Например, разрушение подвесного моста через реку Огайо (США), происшедшее в 1967 г. и повлекшее за собой гибель 46 человек, связано, по-видимому, с иаводороживанием одной из штанг из углеродистой стали 1060, выполнявшей опорные функции канатов. В пользу этого довода свидетельствует повышенное содержание серы на поверхности трещины, разрушившей штангу толщиной 5 см. Сера попала на поверхность стали из атмосферы, загрязненной сернистым газом и сероводородом [424]. [c.156]

Развитие современной техники и технологии требует создания новых материалов, улучшения свойств уже созданных и увеличения их производства. Это относится к металлическим, керамическим и композиционным материалам. Так, в машиностроении главный вопрос на сегодняшний день — это вопрос о материалах. Стало ясно, что ресурс работы машин и конструкций задается не номинальными, а местными напряжениями, определяющими мало- и многоцикловую усталость конструкций и деталей, статическое и хрупкое разрушение, циклическое, коррозионное и эрозионное растрескивание при температурновременных и силовых воздействиях в условиях перераспределения полей действующих и остаточных напряжений и их концентраций. Применение упрочняющих технологий, например лазерной закалки деталей, нанесение на поверхность защитных или служебных покрытий и пленок из твердых материалов, плазменная модификация поверхности и т. п. увеличивают ресурс работы машин и механизмов в 3-4, а иногда и в 10 раз. [c.323]