Файл: Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению.pdf

чения образцов. На рис. 41 показаны смещения критических температур для статически растяги­ ваемых и изгибаемых образцов из низкоуглероди- г ; стых и низколегированных сталей. Приращения '"вторых критических температур при растяжении

Fmmz

Рис. 41. Увеличение критических температур при увеличении

и изгибе больше, чем приращения первых критиче­

гает 20—40° С. Абсолютные значения приращений критических температур для низкоуглеродистых и низколегированных сталей с увеличением размеров поперечных сечений составляют 100—180° С.

Как известно, сопротивление хрупкому разру­ шению может существенно снизиться под дейст­ вием остаточных напряжений, пластических дефор­ маций и дефектов, возникающих при сварке. На рис. 42 представлена зависимость смещений первых критических температур от толщины образцов, из-

157

готовленных из низкоуглеродистых сталей. Значе­ ния А^р, у сварных (электродуговая сварка) об­ разцов выше, чем у несварных. При этом разница в смещениях критических температур увеличи­ вается по мере повышения толщины образцов, что

AtK„ °С

+

X

80

60

40

20

\ 6 7 8 9 Ш 20 Ими

Рис. 42. Приращение первых критических темпратур у

имеет известное значение при оценке критических температур крупногабаритных сварных конструк­ ций. Испытания с инициированием трещин ударом

показывают, что вторые критические температуры для металла швов больше, чем для основного ме­ талла, примерно на 20° С.

Наличие высоких растягивающих напряжений, пластических деформаций и дефектов в зонах сварных швов является причиной значительного уменьшения интервала температур (между первой

158

и второй критической температурами), при которых происходят квазихрупкие разрушения. При стати­ ческом растяжении плоских сварных образцов из малоуглеродистых и низколегированных хладно­ ломких сталей (толщина 20—25 мм) этот интервал уменьшается на 20—40° С.

Увеличение размеров дефектов типа непроваров в зонах сварных швов приводит к дополнительному повышению вторых критических температур. Оно обусловлено концентрацией термопластических де­ формаций и деформационным старением в процессе сварки в вершинах дефектов. Увеличение площади непровара, отнесенной к площади сечения плоского

дистых и низколегированных сталей существенно влияют на условия образования квазихрупких и хрупких состояний. Пластические деформации в элементах машин и конструкций возникают при их изготовлеонии, монтаже и эксплуатации в различ­ ных температурных условиях. При статическом растяжении влияние деформационного старения на первые критические температуры незначительно. Они повышаются не более, чем на 5—10° С. Однако вторые критические температуры при этом значи­ тельно увеличиваются. На рис. 43 показано смеще­ ние вторых критических температур в зависимости

159

иия (для малоуглеродистых сталей) на сопротивле­ ние хрупкому разрушению оказывается при тем­ пературах tcm, равных 250—300° С (кривая 1). При увеличении предварительной пластической дефор­ мации еп до 10% (кривая 2) вторые критические

Рис. 43. Влияние условии деформированного старения на

3 — Н при деформировании па <?л=!0% н / т = 2 5 0 ° С : 4 — 11 при е( ! =10%

вторых критических температур у состаренных об­ разцов происходит при увеличении толщины от 5 до 20 мм.

при одновременном воздействии повышенных тем­ ператур (кривые 2, 3). Абсолютные значения AtKPl

160

оказываются примерно одинаковыми при статиче­ ском растяжении и растяжении с инициированием трещин. Сопротивление хрупкому разрушению пос­ ле предварительной пластической деформации сжатия снижается в большей степени, чем после деформации растяжения.

При оценке критических температур хрупкости

нагрузок, необходимо учитывать их повышение с накоплением усталостных повреждений. Смещения критических температур зависят от числа циклов, уровня напряжений, степени развития трещин, концентрации напряжений и других факторов. Наи­ большими смещения оказываются при циклическом упруго-пластическом деформировании и образова­ нии исходных трещин малоцикловой усталости. С уменьшением напряжений цикла смещения кри­ тических температур становятся меньше. При от­ сутствии трещим усталости, являющихся источни­ к а м и развития хрупких трещин, повышение крити­ ческих температур менее значительно. Зависимость

приближается к линейной. При указанном накоп­ ленном повреждении увеличение вторых критиче­ ских температур в случае упруго-пластического нагружения образцов с концентрацией напряжений, приводящей к образованию трещин, имеющих пло­ щадь до 0,1 площади сечения образца, в процессе циклического нагружения, может достигать 60° С. Увеличение первых критических температур мень­

161