Напряжения влияние на скорость роста трещины

Рис. 111. Влияние коэффициента интен-сивности напряжении на скорость роста трещины при погружении в дистиллированную воду (температура 23 "С) высокопрочных алюминиевых сплавов (усредненные данные для плит и штамповок, ориентация трещины ВД)

Таким образом, для более надежного сравнения влияния различных сред на скорость роста трещины при КР должны быть известны и контролируемы металлургические и механические параметры. Простым и удобным методом оценки влияния различных сред на Кг является измерение только области II на кривой и—К-В этой области, названной плато скорости (областью постоянной скорости), скорость роста трещин не зависит от напряжений. Для детального исследования, конечно, необходимо полное измерение кривой V—К как функции среды. [c.189]

Из этой зависимости вытекает, что чем больше амплитуда напряжений, т.е. чем меньше долговечность, тем больше ширина пластической зоны. При испытании в вакууме она примерно в 3 раза шире, чем при испытании в сухом воздухе, хотя долговечность на порядок выше. Таким образом, ширина пластической зоны сама по себе еще не определяет скорости роста трещины. Большое влияние на процесс усталостного разрушения оказывает не только ширина пластической зоны в вершине усталостной трещины, но и интенсивность микроскопической деформации, которая зависит от скорости нагружения, природы металла и активности окружающей среды. [c.101]

Рис. 48, Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста трещины в высокопрочном алюминиевом сплаве 7175-Т66 (штамповка ориентация трещины ВД по плоскости сечения температура испытания 23 С) при испытаниях в различных средах

Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста трещин становится очевидным при низких значениях Кх (см., например, рис. 21, 28 и 34). [c.189]

Таким образом, процесс коррозионного растрескивания состоит из чередующихся стадий химического разрыва молекул из-за их взаимодействия с агрессивной средой и раскрытия трещин под влиянием напряжения. Установленная связь между статической усталостью и коррозионным растрескиванием позволяет объяснить уменьшение скорости роста трещин ри увеличении [c.319]

Элементы хром, никель и молибден являются важными добавками, необходимыми для достижения высокой закаливаемости, прочности и вязкости сталей. Данные о влиянии этих элементов на поведение сталей менее полны, чем в случае Мп, 51 и И, а наблюдавшиеся эффекты противоречивы [10, 14, 19, 27]. Например, небольшие добавки хрома ухудшали стойкость к КР [10], но поскольку пороговые напряжения как в водороде, так и в соленой воде не изменяются при увеличении содержания хрома до 2% [21, 22], усиление растрескивания должно быть связано с возрастанием скорости роста трещины. В то же время в сплаве с меньшим временным сопротивлением [c.56]

На рис. 56 показано влияние электродного потенциала на скорость роста коррозионной трещины тройного сплава на чистой основе. (Влияние коэффициента интенсивности напряжений и концентрации на скорость роста коррозионной трещины этого сплава было уже представлено на рис. 39, 51 и 52.) Данные рис. 56 относятся только к области плато — области независимости скорости V от напряжений. Сначала рассматривается зависимость скорости роста трещины от потенциала в нейтральном растворе 5 М К1. При разомкнутой цепи потенциал этого сплава около —1100 мВ по отношению к н. к. э. при соответствующей скорости роста коррозионной трещины, равной 2-10 см/с. Если наложить более электроотрицательный потенциал, то скорость [c.205]

Наиболее детальное описание влияния pH возможно при количественных исследованиях скорости роста трещин как функции коэффициента интенсивности напряжений и условий среды. На рис. 59 показано влияние pH на характер кривой V — К для чувствительного к КР высокопрочного сплава в концентрированных водных растворах иодида. Из рис. 59 видно, что резкое уменьшение pH в указанных условиях на плато скорости не влияет. Однако область зависимости скорости от напряжений испытывает влияние, поскольку вся кривая о — К смещена в сторону более низких значений коэффициента интенсивности напряжений в подкисленных растворах. [c.210]

Экспериментальные исследования одновременного протекания процессов усталости и ползучести на образцах, изготовленных из плакированных листов алюминиевого сплава АК4-1Т1 толщиной 1 и 2мм, показали, что в более толстых образцах трещина при всех видах испытаний развивается с большей скоростью [3]. Наибольшее влияние толщины образца заметно в условиях ползучести. В исследованном диапазоне значений коэффициента интенсивности напряжений скорость роста трещины практически равна сумме скоростей развития трещины в условиях усталости и ползучести. Исходя из этого, выражение (1.35) можно конкретизировать, записав скорость роста трещины в виде суммы двух составляющих скоростей [c.420]

Продолжительность стадии нестационарной скорости роста трещин определяется временем до достижения максимального числа трещин, так как в практически ненапряженном слое последующее уменьшение числа трещин из-за их слияния, видимо, не оказывает влияния на величину напряжения в вершинах трещин. Как известно, при увеличении деформации максимальное количество трещин достигается быстрее, в связи с чем и период [c.304]

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]

Озонное старение, протекающее под влиянием ничтожных концентраций атмосферного озона, заключается в появлении и росте трещин на деформированных (с растяжением) резинах. Характерным для озон ного растрескивания является различный ход кривых зависимостей времени до появления трещин (Тт) и времени разрыва (Тр) от напряжения. С ростом деформации растяжения т,. монотонно уменьшается, обычно проходит через минимальное значение в области наиболее опасной критич. деформации У резин на основе таких каучуков, как натуральный, бутадиен-стирольный и подобных им, е р. составляет 5—20%, у резин из карбоксилсодержащих каучуков, наирита, бутилкаучука >40%. Для озонного старения характерна очень слабая, а в области деформаций, близких к Вцр., и аномальная зависимость скорости роста трещин от темп-ры. Это в основном связано с более равномерным распределением напряжений в устьях трещин из-за сильного увеличения их количества с ростом темп-ры. Солнечный свет обычно сильно ускоряет озонное растрескивание. [c.306]

Рис. 49. Влияние коэффициента интенсивность напряжений на скорость роста трещины высокопрочного алюминиевого сплава 7178-Т651 (плита толщиной 25 мм ориентация трещины ВД температура 23 С) при испытаниях в различных средах

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]

Рассмотрим теперь влияние убывания живого сечения на скорость роста трещины несколько более детально. Используем для этого установленную выше зависимость скорости роста трещины от напряжения на квазистационарном участке (выражение (31)), подставляя в него напряжение на оставшейся части образца [c.343]

Для оценки влияния внешней среды и различного рода облучений на развитие процесса разрушения тел, находящихся под действием механических напряжений (т. е. для изучения явления старения тел под нагрузкой), с точки зрения кинетической концепции прочности необходимо определить, как изменяют эти внешние факторы кинетику разрушения как меняется под действием внешней среды и облучений скорость накопления нарушений (например, скорость роста трещин) и интегральная характеристика кинетики разрушения — долговечность. [c.408]

Заканчивая рассмотрение результатов исследования кинетики разрущения полимеров в условиях УФ-облучения, можно сделать вывод, что весь комплекс экспериментальных данных о влиянии УФ-радиации на скорость накопления нарушений (на долговечность и скорость роста трещин) хорошо объясняется с позиций кинетической концепции прочности в предположении о суммировании скоростей радиационного и термофлуктуационного разрушения. Более того, ун<е на основании феноменологических исследований зависимости радиационной долговечности от условий испытания (напряжения, температуры, интенсивности облучения) удалось сделать ряд предположений о природе процесса фотомеханической деструкции и выявить активирующее влияние напряжения на квантовый выход фотодиссоциации. Однако, конечно, кинетическая концепция прочности не может претендовать на предсказание вида формул для Vj и xj. Для выявления природы фотомеханической деструкции и вывода обоснованных выражений зависимости Tj( r, Т, /) необходимо помимо феноменологических исследований применять и прямые методы исследования, позволяющие судить об элементарных актах, лежащих в основе явления. Показательным в этом отношении является рассмотренный пример применения метода ЭПР для исследования элементарных актов процесса фотомеханической деструкции. Польза подобных исследований, наряду с изучением феноменологических закономерностей, очевидна. Для более глубокого изучения деталей процесса фотомеханической деструкции необходимо, видимо, использовать в дальнейшем и спектроскопические методы исследования, так как предложенная выше трактовка явления не общепринята (см., например, [784 808]). [c.422]

Рис. 50. Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста трещины высокопрочного алюминиевого сплава 7039-Т64 (толщина плиты 25 мм ориентация трещины БД температура 23 °С), испытанного в различных средах 1 — 5 М водный раствор KI i — 4,5 М водный раствор Na l 3 — дистиллированная вода —воздух, относительная влажность 100% 5 — атмосфера б — воздух, относительная влажность 45%

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]

Рис. 4. Влияние кремния на скорость роста трещины и в стали 4340 с временным сопротивлением 2000 МПа, Коэффициент интенсивности напряжений 60 МПа-м. Испытания в растворе 3,5% Na l [17]

В области I, где скорость роста трещины на кривой ь—К зависит от интенсивности напряжений, сильное влияние оказывают металлургические параметры сплавов. Наиболее чувствительным был сплав 7079-Т651, затем по убыванию чувствительности следуют сплавы 7039-Т61, 7178-Т651 и 7075-Т651. [c.193]

Рис. 42. Влияние влажности и коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионных трещин высокопрочного алюминиевого сплава 7075-Т651 (ориентация трещины БД температура испытаний 23 С)

Рис. 46.. Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионной трещины на двух погруженных в дистиллированную воду высокопрочных алюминиевых сплавах (толщина Блнты 25 мм ориентация трещины ВД температура 23 °С)

На рис. 62 показано влияние температуры и коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионных трещин на сплаве 7079-Т651. Из этого видно, что повышение температуры вызывает не только более быстрое растрескивание в области И на кривой у — /С, но и смещение области I к более низким значениям К. Другими словами, при повышении температуры трещины растут не только быстрее, но и при более низких значениях коэффициента интенсивности напряжений. На рис. 63 нанесены логарифмы скорости роста трещины в зависимости от обратной величины температуры. Очевидно, что скорость роста коррозионной трещины в области II может быть выражена в виде следующего уравнения [c.212]

На рис. 72 показано влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионных трещин на сплаве 7075-Т651 при погружении в различные органические жидкости. Отмечается, что экспериментальные данные для шести спиртов так же хорошо, как и для ацетона и гексана, укладываются в область разброса, почти идентично разбросу данных и о КР в дистиллированной воде (см. рис, 46). Это дает основание считать, [c.217]

Рис, 71. Влиянне коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионной трещины при погружении в этанол высокопрочного алюминиевого сплава 7U75-T65I (прессованный полуфабрикат толщиной 37 мм ориентация трещины ПД температура комнатная) [ЙЗ] [c.218]

Рис. 74. Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионных трещин в высокопрочном алюминиевом сплаве 7079-Т651 (ориентация трещины ВД температура 23 °С) при погружении в различные метанольные среды

Все высокопрочные алюминиевые сплавы чувствительны к межкристаллитному охрупчиванию в жидких металлах (ОЖМ). Было найдено, что следующие жидкие металлы способствуют охрупчиванию алюминиевых сплавов Hg, Ga, Na, In, Sn и Zn [94], Влияние жидкой ртути на субкритический рост трещины в высокопрочных алюминиевых сплавах при комнатной температуре интенсивно изучается. В противоположность испытаниям по времени до разрушения достижения механики разрушения позволяют количественно измерять скорость трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. На рис. 20 показана типичная межкристаллитная трещина ориентации ВД в результате ОЖМ. Трещина на образце из сплава 7075-Т651 была заполнена ртутью при комнатной температуре. Соответствующая кривая V — К показана на рис. 34. Следует отметить очень высокую скорость роста трещины в области II кривой [c.221]

На рис. 114 приведены количественные данные, иллюстрирующие скорость роста трещины сплавов 7075 и 7178 в зависимости от времени перестаривания после предварительной обработки по режиму Т651. Следует отметить, что перестаривание по режиму выдержка при 160°С в течение 25 ч понижает значение скорости роста трещины приблизительно на три порядка. Эта степень перестаривания вызывает уменьшение прочности только на 14% (рис. 115) при заметном увеличении вязкости разрушения в высотном направлении (см. рис. 114). Те л<е режимы старения также значительно улучшают сопротивление расслаивающей коррозии. На рис. 116 показано влияние перестаривания на скорость роста коррозионной трещины в зависимости от коэффициента интенсивности напряжений сплава 7178. Увеличение перестаривания уменьшает скорость роста в области II, как это показано на рис. 114. Очень медленная скорость роста трещины в перестаренных материалах требует предельно длинного времени испытаний для определения полной кривой V—К. Поэтому результаты, полученные за данное время испытаний, не позволяют судить о том, влияет ли перестаривание только на область независимости скорости роста трещины от напряжений (область II) или будет также влиять и на об- [c.258]

Рпс. 126. Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста третий при КР для нескольких промышленных и экспериментальных сплавов, (усредненные данные для плит и штамповок ориентация трещины ВД среда насыщенный раствор ЫаС1, температура 23 С) [c.275]

Влияние температуры. В работе [81] показано, что критический коэффициент интенсивности напряжений для зарождения трещины i iKp в нейтральном растворе 3,5% Na l для сплава Ti—8 AI—1 Mo—IV не изменяется с температурой (рис. 27). В интервале температур от —1°С до +93°С значения величин Ххкр и Ки находятся в пределах экспериментального разброса, соответственно 15,4—20,2 и 68,3—74,1 МПа-м / . В противоположность этому скорость растрескивания имеет явно выраженную температурную зависимость. В этих исследованиях использована предельная скорость роста трещины (соответствующая областям [c.330]

Рис, 62, Влияние коэффициента интенсивиоств напряжений К на скорость роста трещин и для трех термообработок сплава Ti—8 А1—1 Мо—1 V (образец ДКБ), испытанного а жидкой ртути при 24 "С (104] [c.355]

ВОВ Т1—8А1—1 Мо—IV (ЗС) и Т1—5А1—2,5 Зп. В последнем случае растрескивание происходит при напряжениях, близких к пределу прочности на растяжение, что возможно указывает на необходимость нахождения металла в области пластической деформации или в сложнонапряженном состоянии. Трещины могут также зарождаться и на гладких образцах некоторых (а+Р) и -сплавов при напряжениях вблизи предела текучести. В большей части представленных ранее экспериментов по КР рассматривалось зарождение трещины в связи с воздействием среды, начиная с предварительно существующей (статической) трещины. Уируго-пластическое поведение в вершине такой предварительно существующей трещины (подчеркнутое в модели ) недостаточно понятно, поэтому любой анализ распределения напряжений или деформации чрезвычайно затруднен. Наблюдение за надрезом, за влиянием остроты надреза и толщины образца указывает на важность вида напряжения, по крайней мере для а- и (а + Р)-сплавов. Поэтому любая теория по влиянию напряжения на КР должна объяснить несколько факторов важность вида напряжения (т. е. плосконапряженное состояние или условие плоской деформации) существование и значение порогового коэффициента интенсивности напряжений Klкv, зависимость скорости роста трещины от напряжения в области И а роста трещин и независимость от напряжения в области П роста трещин. [c.391]

В зависимости от вида напряженного состояния у вершины трещины влияние среды на скорость ее роста проявляется по-разному. При малых значениях Д/С, т.е. в условиях, близких к плоской деформации, среда интенсифицирует рост трещины и уменьшает пороговые значения относительно того же показателя в воздухе. При одинаковом размахе коэффициента интенсивности напряжений среда увеличивает скорость роста трещины в сплавах ВТ5, ВТЗ, ВТ14 в 6 3 и 2 раза соответственно. При более высоких уровнях Д/С, когда трещина распространяется в условиях [c.96]

Б.И.Ермоленко [72, с. 12—15] рри испытании плоских образцов с центральным надрезом из дюралюминия Д16АТ и низколегированной стали в вакууме, воздухе, лабораторных помещениях, дистиллированной воде и 3 %-ном растворе МаС1 установил, что воздух, как и дистиллированная вода, при низких амплитудах напряжений почти на порядок увеличивает скорость роста трещины по сравнению с испытаниями в вакууме (6,65 X X Ю Па). В то же время отрицательное влияние раствора хлорида натрия по сравнению с воздухом лабораторного помещения невелико. С повышением уровня циклических нагрузок влияние среды уменьшается и при АК, близких к критическому, практически исчезает. [c.107]

Барсом [147] установил, что изменение частоты нагружения в интервале 0,1—10 Гц не оказало влияния на скорость роста усталостной трещины мартенситно-стареющей стали хромоникельмолибденовой. В присутствии 3 %-ного раствора Na I при частоте нагружения 10 Гц скорость роста трещины при заданных значениях коэффициента интенсивности напряжений увеличилась несущественно, в то время как при частоте 0,1 Гц она возросла почти в 5 раз (рис. 60). [c.125]

Л.И.Доможиров [72, с. 15—21] изучал влияние формы цикла и частоты нагружения на скорость роста трещины в стали 00X12НЗД в воздухе и воде и показал (рис. 62), что при низких значениях интенсивности напряжений А/С = 14 МПа кривые зависимости скорости роста усталостной трещины от частоты нагружения в воздухе и воде почти параллельны. Это свидетельствует о том, что во всем исследованном частотном диапазоне вода несколько снижает скорость развития трещины, по-видимому, из-за образования пассивных пленок. При переходе от синусоидальной к прямоугольной форме цикла скорость роста трещины в воздухе и воде несколько уменьшилась, особенно при низких частотах нагруже- [c.127]

У стали 15Х2НМФА наибольшее влияние асимметрии цикла наблюдается при низких значениях интенсивности напряжений в вершине трещины. При АК = 10,9 МПа м увеличение / от О до 0,6 приводит к повышению скорости роста трещины в 3,5 раза. С увеличением АК роль асимметрии уменьшается и при АК > 24,8 МПа м практически исчезает. Пороговое значение размаха коэффициента интенсивности напряжений АКг также существенно зависит от / . [c.128]

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]

Между скоростью роста трещин в растянутой резине под влиянием озона и степенью поперечного сшивания существует прямая зависимость. Показано , что скорость роста трещин уменьшается примерно в 6 раз при увеличении степени вулканизации. Однако при изменении степени поперечного сшивания в обычных пределах можно ожидать изменения этой скорости не более чем в 2—3 раза. Разумно предположить, что скорость распространения озонного растрескивания должна меняться обратно пропорционально числу цепей, которые необходимо разрушить (разорвать), а увеличение стенени вулканизации должно приводить к уменьшению числа двойных связей в цепях эластомера, которые могут быть атакованы озоном. Однако было показано , что влияние степени вулканизации на светопогодостойкость пленки резины из бутилкаучука, по-видимому, больше, чем можно было ожидать на основании этого предположения. 1 1ожно думать, что возникающая при образовании поперечных связей между соседними полимерными цепями по всему образцу концентрация напряжений приводит к разрывам полимерной цепи. При этом уменьшается напряжение каждой отдельной полимерной цепи, а следовательно, и вероятность ее взаимодействия с озоном. [c.115]

При напряжениях, не превышающих 0,85-0,95 от разрушающего, скорость развития трещины становится соизмеримой со скоростью поверхностной диффузии среды. Если скорость роста трещины не превышает скорости диффузии, среда постоянно находится в вершине трещины, которая не может оторваться от движущегося за ней фронта диффузии. На этом этапе влияние среды носит импульсивный характер. Трещина в этих условиях развивается скачками со средней скрростью, равной скорости поверхностной диффузии. Процесс разрушения при средних нагрузках наиболее сложен, так как здесь можно ожидать проявления активирующего влияния напряжений и отставания диффузионного процесса. Энергия активации и структурно-чувствительный параметр в этой области не являются постоянными. [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология