Трещина, ветвление

Отмечалось различие твердости металла по периметру трубы и в зонах, непосредственно примыкающих к трещинам, от твердости металла вдали от очага разрушения (рис. 1.1). Так, значение микротвердости металла очаговых зон для труб, изготовленных из стали группы прочности Х60 (газопровод Средняя Азия - Центр), удаленных на расстояние более 1 мм от коррозионной трещины, составляло 1870 Н/мм- и соответствовало значениям твердости для этой стали в состоянии поставки, на боковых поверхностях трещин - 2000 Н/мм , в вершине и местах ветвлений трещин -2300 Н/мм2, что объясняется локальным охрупчиванием примыкающих к ним зон металла. Подобное распределение твердости по толщине листа не может быть объяснено локальным растворением сульфидных включений на поверхности стали. В последнем случае наблюдалось бы равномерное изменение твердости стали (от максимального значения в устье трещины до минимального в ее вершине), по полуокружности или полуэллипсу с центром в коррозионной язве, которая, по предположению некоторых исследователей [68, 84, 211], образуется в результате растворения сульфидных включений в растворах солей угольной кислоты при катодной поляризации. Тогда источником водорода явилась бы реакция взаимодействия стали с сероводородом, образующимся при растворении сульфидных включений. [c.7]

Рис. 1.10. Ветвление коррозионно-механических трещин в очаговых зонах разрушения

Изучение характера распространения трещин (рис. 1.9) показало, что они развивались хрупко от внешней поверхности трубы с вязким доломом [28]. В сечении трещин часто наблюдались их ветвления (рис. 1.10). [c.18]

Следует отметить, что эти условия являются необходимыми, яо не достаточными для ветвления трещин. Макроскопическое ветвление коррозионных трещин в образцах ДКБ, изготовленных из штамповок 7079-Т6, показано на рис. 29. Ветвление имеет место только с одной стороны образца, где структура имела равноосное зерно (рис. 30). С другой стороны этого же образца структура имела удлиненные зерна и трещина не ветвилась. [c.183]

Ветвление коррозионных трещин может быть реальной проблемой при испытаниях высокопрочных алюминиевых сплавов высокой чистоты, поскольку такие сплавы имеют рекристаллизован-ную структуру с равноосным зерном (рис. 31). [c.183]

Ветвление коррозионной трещины является проблемой, поскольку трещины растут в сторону от плоскости симметрии об- [c.183]

Рис. 29. Ветвление коррозионной трещины с одной стороны образца, изготовленного из крупногабаритной штамповки сплава 7079-Тб

Общее положение. Ветвление трещин (или бифуркация) было впервые определено при изучении распространения супер-критических трещин в стекле и пластиках [191]. Подобное явле- [c.382]

В этих проведенных исследованиях выделены два вида ветвления трещин. [c.383]

Ветвление трещин видоизменяет и осложняет определение величин К. и, как отмечено в работе [194], может приводить к некорректному определению /(]нр. [c.383]

Ветвление трещин происходит также н в -сплавах, которые разрушаются путем транскристаллитного растрескивания. Благодаря трем возможным плоскостям скола типа 100 достигается изотропное поведение материала. Пример для сплава Ti—8Мп [c.383]

Обычно при оценке величины KJ для коррозионной трещины исходят из допущения, что она прямая и острая. Очевидно, что ветвление трещины приводит к снижению величины коэффициента интенсивности напряжений в ее вершине. Для того, чтобы учесть этот эффект [c.482]

Основное назначение дефектоскопов-снарядов Код-4М - выявление продольных трещин в стенках трубопроводов, а также трещин с ветвлениями в зоне влияния кольцевых сварных швов, обусловленных стресс-коррозией металла труб. [c.591]

Теория упрочнения, обусловленного ветвлением трещин [c.149]

Как указывалось выше, даже хрупкие стеклообразные полимеры обладают высокой пластичностью и способностью поглощать энергию в тонких слоях. Основной проблемой в упрочнении полимера каучуком является выяснение причин высокого объемного поглощения энергии при быстром распространении макро- и/или волосяных трещин. Теория этого явления может быть развита на основе предположения о том, что механизм распространения трещин представляет собой динамическое ветвление на частицах каучука по схеме, предложенной Иоффе [35]. [c.149]

Скорость распространения звука. Если упрочнение осуществляется по механизму ветвления трещин, изменение механических [c.152]

Макротрещина развивается нормально действующим растягивающим напряжениям I рода вплоть до окончательного разрушения с появлением в процессе развития дочерних трещин (ветвлений), обусловленных различием направлений максимальных макронапряжений I рода и максимальных микронапряжений II рода в вершине трещины, ориентированных под углом 40—100° к направлению наряжений I рода. [c.142]

Месторождения озокерита промышленного значения сосредоточены в восточной части Галиции, в районах Борислава, Туста-новиц, Давиняча и других местах. Сеть крупных и мелких трещин, заполненных озокеритом, пересекает здесь мергеля и сланцы, выполняющие собою мощную сбросовую трещину. Озокеритовые жилы обнаруживают веерообразное ветвление. [c.128]

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]

Следует отметить, что трещины развиваются в направлении, перпендикулярном плоскости действия кольцевых растягивающих напряжений, являющихся максимальными для напряженного состояния трубы. Микроструктурные исследования характера распространения трещин показали, что зарождающаяся микротрещина имеет меж- или транскристаллитный механизм развития (рис. 1.11, 1.12). Тожесамое наблюдается и в местах их ветвлений. В процессе своего развития характер распространения трещин трансформируется. Фрактографическими исследованиями установлено, что трещина развивается в три этапа [c.18]

Коррозионно-механическая трепдана до момента долома детали растет относительно медленно поэтому введено еще понятие порогового коэффициента интенсивности напряжений т. е. коэффициента, при превышении которого начинается медленное (не лавинообразное ) развитие трещинь в данной среде. Характерно, что и AT(s > определяя сопротивление развитию в металле трещины в среде, совёршенно не определяют его сопротивление зарождению трещин Представления о сопротивлении металла зарождению в нем трещин в среде до сих цор практически йе разработаны. Следует отметить, что наблюдающееся в практике ветвление коррозионно-механических трещин, приводящее к релаксации напряжений в вершине магистральной трещины, а также затупление ее вершины обусловливают несоответствие расчетных значений А", действительному его значению, возникающему у вершины реальной разветвленной затупленной/ треиданы. [c.7]

Микрофрактографические исследования росТа трещин коррозионного растрескивания показывают, что траектория трещины в данном случае имеет вид ручьистой системы , т. е. характеризуется множественным ветвлением. По мере углубления трещины в тело образца характер ветвления изменяется — возникает одинарное ветвление (развивается одна магистральная трещина с тупиковыми ответвлениями по границам зерен). Формирование разветвленной трещины идет двумя путями благодаря воЗ-никновенпю боковых ответвлений от магистральной трещины 42 [c.42]

Развитие ветвления трещины определяется структурой сплава, составом и концентрацией среды. Ветвление трещшш и кинетика ее развития во многом зависят от наличия в стали неметаллических включений. Возникающее вокруг неметаллических включений объемно-напр енное состояние вызывает диффузию компонентов жидкой среды в данную зону металла. Поэтому воздействие агрессивных сред на загрязненную, нерафинированную сталь сильнее, чем на чистый металл. Характерно, что граница металл-включение служит местом скопления дислокаций, вакансий, примесей атомов й тому подобных дефектов, что увеличивает активность центров взаимодействия поверхности металла со средой [30]. [c.46]

В С1 ге современных представлений развитие трещины коррозионного растрескивания в высокОпрочньхх закаленных сталях может протекать по двум механизмам. Вначале трещина равномерно углубляется вследствие локальной коррозии ее вершины, а затем, в результате смены механизма, развивается дискретно, т. е. трещина начинает с некоторого момента углубляться в тело металла скачками. При коррозионном углублении трещина разветвляется. При скачкообразном механизме ветвление не наблюдается, поскольку, по мнению бодашинства исследователей, определяющим в развитии трещины является водородное охрупчивание [37,40,41]. [c.70]

Рис. 28. Влияние ориентации образца на примере кривых V—K, полученных на сплаве 7079-T6SI (КР в растворе 4,5 М Na l. <=23 С) а — область возможного ветвления трещины

Рис. 30. Равноосная микроструктура со стороны ветвления трещины на образцах ДКБ, показанного на рис. 29 (Х200)

Рис. 31. Ветвление коррозионной трещины в сплаве высокой чистоты, имеющем ре-кристаллнзованную структуру с равноосным зерном

Почти все виды разрушений при коррозионном растрескивании представляют собой ма <роскопически плоские поверхности. Однако если растрескивание транскристаллитное, то наклон плоскости трещпны по отношению к главным кристаллографическим осям будет зависеть от степени преимущественной ориентации образца. Ветвление трещины может также изменить направление растрескивания. На тонких образцах титанового сплава часто проявляется смешанный характер разрушения — вязкий отрыв и разру- [c.375]

Ветвление трещин в титановых сплавах. Пример ветвления трещин в сплаве Ti—11,5Мо—6 Zr—4,5 Sn покаг ан на рис. 90 [105]. Эта микрофотография сделана с образца с односторонним надрезом, испытанного в метаноле с 0,6 М Li l в условиях возрастания коэффициента интенсивности напряжений. В процессе растрескивания можно выделить три зоны разрушения X, в которой трещина относительно прямая, но имеет несколько микроветвлений Y, в которой происходит множественное микро-ветвление, и Z, где трещина макроскопически разделяется на две составные части. [c.383]

Другой причиной возможного нарушения инвариантности характеристик коррозионной трещиностойкости является ветвление трещины. Оно присуще практически всем материалам сталям, титановым, алюминиевым сплавам [231, 183 . Различают микроветвление, когда отклонение траектории роста трещины от магистрального направления соизмеримо с размером зерна, и макроветвление — образование боковых ветвей, отходящих от магистральной трещины на расстояние, значительно превышающее размер зерна. [c.482]

В процессе испьггания необходимо вести контроль электрохимической обстановки в вершИне трещины, при расчете величины учитывать ветвление и притупление трещины, при испьггании сварных соединений пассивирующихся сплавов вьщержке образца под постоянной нагрузкой должно предшествовать циклическое нагружение его в коррозионной среде [3]. [c.492]

Теория нуклеации волосяных трещин. При рассмотрении явления упрочнения с помощью частиц каучука предполагается, что на них концентрируются напряжения. Так, Шмитт и Кесккула [33] считают, что множество концентраторов напряжения (т. е. большое число слабых мест ) приводит к образованию большого числа малых трещин взамен нескольких больших. На развитие большого числа малых трещин требуется большая затрата энергии. Силовые поля отдельных трещин пересекаются друг с другом благоприятным образом. Матсуо [25] представлял частицы каучука как пустоты или концентраторы напряжений, служащие узлами образования волосяных трещин под действием напряжения . Орован полагал, что частицы наполнителя порождают массу мельчайших трещин, образование которых предшествует образованию магистральной трещины, и обусловливают эффект статистического ветвления [30]. [c.147]

Динамической теорией развития трещин занимались Гриффит [15, 16], Робертс и Уэллс [32], Коттрелл [10] и Иоффе [35]. Основные работы Гриффита и Иоффе относятся к развитию макротрещин, однако их можно непосредственно перенести на развитие волосяных трещин, потому что картина деформаций в упруго деформируемой матрице одинакова в обоих случаях различие заключается только в конфигурации вершин, на которое указывал Камбур [18], но оно не изменяет существенным образом результаты теоретического анализа. Теория Гриффита[15,16] предсказывает, что воднородном твердом 1 еле трещины становятся неустойчивыми и их развитие ускоряется, когда длина трепщны достигает критического значения, определяемого по формуле (1). Затем скорость развития трещин достигает своего предельного значения, равного приблизительно половине скорости распространения волны сдвиговых деформаций [8, 10, 32]. При такой скорости развития поверхность трещины становится грубой и сама она начинает разветвляться. Этот эффект был объяснен в 1951 г. Иоффе [35], который рассчитал напряжения впереди движущейся трещины и нашел, что направление действия максимального напряжения при высоких скоростях развития процесса отклоняется от плоскости трещины. Результаты расчетов иллюстрируют рис. 4. Максимальное растягивающее напряжение возникает в двух плоскостях впереди быстро движущейся трещины, так что трещина отклоняется в одну или обе (ветвление) стороны. Коттрелл [10] показал, что плоскости максимального растягивающего напряжения совпадают. с направлениями действия главных напряжений и что развитие трещин вдоль этих плоскостей связано с высвобождением максимальной энергии деформации (что статистически предпочтительно). [c.150]

Тенерь обратимся к вопросу о том, как должны развиваться трещины в матрице до того, как скорость распространения достигнет значения, требуемого для осуществления ветвления в каучуковой фазе. Далени и Брейс [11] и Берри [4] предложили следующее выражение для оценки скорости развития трещин [c.151]

Значение У в матрице составляет 1240 м/с. Ветвление же в каучуке начинается при достижении скорости 29 м/с. Тогда А/со = 0,047. Таким образом, ветвление может осуществляться уже на пути развития трещины в матрице от 2 до 5 мкм (в предположении, что значение критической длины трещины составляет 50—100 мкм). Следовательно, в структуре сополимеров типа АБС существует достаточно пространства для развития быстрых волосяных трещин. Заметим, что в выражения, по которым оцениваются условия наступления неустойчивости развития трещины, ее ускорение и скорость [формулы (1), (6), (7)], не входит скбрость макродеформации образцов быстрые трещины развиваются и при очень низких скоростях деформации. [c.151]

Экспериментальные результаты. Морфологические наблюдения. На рис. 3 приведена фазоконтрастная микрофотография [33] развития трещин вокруг частиц каучука в упрочненном полистироле. Характерно, что направление развития трещин не зависит от направления приложенного напряжения. Этот факт можно объяснить только с йозиций теории динамического ветвления, но не с точки зрения анализа перенапряжений. Шмитт и Кекскула называют линии, видимые на микрофотографиях, волосяными трещинами или просто трещинами. [c.152]

На рис. 1 приведены электронные микрофотографии сополимеров АБС [25]. Ветвление трещин на частицах каучука здесь действительно наблюдается в явной форме. Матсуо трактует наблюдаемую картину как разветвление волосяных трещин . И здесь также происходит развитие трещин в плоскостях, свободных от напряжений в случае статического нагружения. Как отмечает Матсуо [20], в упрочненном полистироле и сополимерах АБС в отличии от неупрочненного полистирола и ПММА реально наблюдается ветвление трещин. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология