Настоящее немецкое качество!
Продукция FUNKE заслуживает внимания и высокого одобрения. Настоящее немецкое качество. Специалист по проектированию и монтажу систем наружного водопровода и канализации. Антонов А.С.

МЕХАНИЗМ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ (часть 4)

Искажение атомной решетки может происходить вследствие накопления скрытой энергии деформирования решетки, на что расходуется, по данным некоторых исследователей, 10—15% всей рассеянной в материале энергии. Накапливаемая в материале энергия приводит к появлению статических искажений, т. е. к смещению атомов и удалению их от положения устойчивого равновесия. Все это приводит к зарождению и развитию микроскопических трещин и их распространению в виде трещин усталости. Механизм возникновения усталостных трещин при различных уровнях деформаций существенно различен. Рассмотрим это на примере исследования меди по результатам, полученным Вудом, Куслендом и Сарджентом. При больших амплитудах деформации, которым соответствует участок 1 на кривой усталости, процесс усталостного разрушения начинается с дробления зерен на области с различной ориентацией кристаллической решетки и возникновения на границах этих областей пор. Этот период занимает 1/200 общей долговечности образца. Затем число пор увеличивается и они объединяются, образуя пустоты вдоль границ, которые с увеличением числа циклов нагружения перерастают в микротрещины. Наконец, когда число микротрещин становится достаточно большим, они объединяются в макротрещины, выходящие за пределы одного зерна. Характерной особенностью процесса усталостного разрушения в этой области деформаций является то, что большую часть времени до разрушения занимает период возникновения микротрещин, образование макротрещины происходит незадолго до разрушения. Для средних амплитуд деформации, соответствующих участку 2 на кривой усталости, характерно отсутствие дезориентации зерен и в то же время образование зон концентрированного сдвига с большим количеством плоскостей скольжения, соединенных между собой поперечными надрывами. Возникновение этих зон происходит примерно после 1/100 всей долговечности образца. После некоторого числа циклов нагружения в этих зонах возникают небольшие изолированные поры. При продолжении циклического нагружения число пор увеличивается и они объединяются в пустоты, располагающиеся вдоль зон концентрированного сдвига (так называемые зоны усталости), которые превращаются в микротрещины. Аналогичные изменения происходят в зернах на поверхности образцов. При увеличении числа циклов нагружения и амплитуды деформации развитие процесса происходит в первую очередь за счет появления новых усталостных зон в других микрообъемах (средняя длина зон усталости в этом случае меняется незначительно) и образование микротрещины в образце, по мнению авторов работы, происходит вследствие ослабления его сечения большим числом микротрещин. При малых амплитудах деформации, соответствующих участку 3 на кривой усталости, когда разрушение не наблюдается, по крайней мере, после 10 циклов, процесс деформирования в какой-то степени аналогичен процессу, происходящему на участке 2. Однако при этом не возникает зон усталости, характеризующихся наличием большого числа пор, которые могли бы привести к возникновению трещин.