Основні ознаки крихкого і в'язкого руйнування

Високий рівень роботи, що витрачається на руйнування. Необхідний безперервний зовнішній підведення енергії для подолання пластичної деформації і утворюється зміцнення.







Мала витрата енергії, що підводиться. Що почалося руйнування є мимовільним процесом, здійснюваним за рахунок накопиченої в системі пружної енергії.

Образуюется «тупа» тріщина з великим кутом розкриття. Міцність межзеренного кордонів менше міцності

Тендітна тріщина - «гостра», має малий кут розкриття. Межзеренного кордону при низьких температурах зазвичай

самих зерен. Тому при підвищених температурах руйнування зазвичай має межкристаллитного характер.

міцніше самих зерен, тому руйнування має транскристаллитного характер.

Злам має матовий волокнистий характер без металевого блиску. Електронно-мікроскопічне дослідження виявляє «чашкові» будова зламу.

Завдяки розколотим зернам злам має металевий блиск, а при електронно-мікроскопічному дослідженні - характерне «ручьістое» будова, так звані річкові візерунки.

Низька швидкість поширення в'язкої тріщини, яка визначається швидкістю прикладення навантаження.

Висока швидкість поширення крихкої тріщини, що становить близько 0,4 від швидкості звуку в металу ( »2 # 903; 10 3 м / с)

Основні ознаки крихкого і в'язкого руйнування

Основні ознаки крихкого і в'язкого руйнування

Основні ознаки крихкого і в'язкого руйнування

Мал. 13.12. Мікроструктури зламів: а) крихкий ручьістий злам; б) в'язкий чашковий злам CuNi20; в) квазікрихкого злам литої сталі при 77 К







При руйнуванні по крихкому механізму витрачається значно менша робота на процес самого руйнування, ніж при в'язкому. Що почалося крихке руйнування є мимовільним процесом. Воно відбувається за рахунок вивільнення накопиченої в системі пружної енергії, і тому для поширення тріщини не потрібно підведення енергії ззовні. При крихкому руйнуванні витрата енергії на утворення нових поверхонь в результаті розкриття тріщини менше, ніж звільняється при цьому накопичена пружна енергія. При в'язкому руйнуванні витрачається значно більша робота. Для розвитку в'язкого руйнування необхідний безперервний зовнішній підведення енергії, що витрачається на пластичне деформування металу попереду зростаючої тріщини і подолання виникає при цьому зміцненні. При цьому робота, що витрачається на пластичну деформацію, значно перевищує роботу власне руйнування.

При крихкому руйнуванні магістральна тріщина має малий кут розкриття (гостра тріщина), пластична деформація поблизу поверхні руйнування майже повністю відсутня. При в'язкому руйнуванні тріщина має великий кут розкриття (тупа тріщина), поверхня руйнування характеризується значним ступенем пластичної деформації.

При низьких температурах межзеренного кордону зазвичай міцніше самих зерен, і тому у більшості металів при низьких температурах руйнування має транскристаллитного характер і проходить по зернам, а не по межах між ними. При підвищених температурах межзеренного кордону зазвичай слабкіше зерен. Тому руйнування при підвищених температурах має, як правило, межкристаллитного характер.

Мікроізлом при крихкому руйнуванні має блискучу гладку поверхню. Плоскі грані розколотих кристалічних зерен надають металевий блиск тендітному зламу. Електронно-мікроскопічне дослідження виявляє «річкові візерунки» або «ручьістое» будова зламу (рис. 13.12, а), що є наслідком взаємодії рухається тріщини з дефектами кристала, а також наявність бажаних кристалографічних орієнтувань фасеток відколу. Злам при в'язкому руйнуванні (рис. 13.12, б) має матовий волокнистий характер без металевого блиску. Електронно-мікроскопічне дослідження виявляє характерне «чашкові» будова зламу.

Для крихкого руйнування характерна висока швидкість поширення тріщини, що досягає приблизно 0,4 швидкості поширення звуку в металі. Звідси швидкість поширення крихкої тріщини для стали повинна складати близько 2 · 10 3 м / с. Швидкість поширення в'язкої тріщини значно нижче і визначається швидкістю наростання напруги.

За допомогою розглянутих ознак можна визначити характер руйнування деталі або конструкції (в'язкий або крихкий механізм). Необхідність кваліфікації характеру руйнування в кожному окремому випадку обумовлена ​​тим, що заходи боротьби з в'язким і крихким руйнуванням принципово різні. У разі в'язкого руйнування необхідно підвищувати міцність матеріалу. При крихкому руйнуванні треба, навпаки, збільшувати в'язкість і пластичність, при необхідності навіть знижуючи міцність. Найбільш небезпечно крихке руйнування.







Схожі статті