Файл: Школьник, Л. М. Скорость роста трещин и живучесть металла.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 0
Испытания |
проводили при 2 а а = 103 Мн/м2 |
(10,3 |
кГ/мм2) |
||||
и R =—1; |
0; |
0,14 и 0,25 без корректировки нагрузки в |
|||||
зависимости от величины растущей трещины. |
|
||||||
С увеличением R число циклов до разрушения и дли |
|||||||
на трещины при изломе уменьшаются (табл. 10). |
|
||||||
Т А Б Л И Ц А |
10. |
Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И |
Н А Г Р У Ж Е Н И О С Т И [Мн/м* |
[кГ/мм1)] |
|||
|
|
|
И Р А З Р У Ш Е Н И Я О Б Р А З Ц О В |
|
|
||
|
|
|
И З |
СТАЛИ 9Nj—4Со—0,25 С |
|
|
|
|
|
|
|
Р а з м а х |
|
|
|
|
|
|
|
растяги |
|
|
|
R |
CTmax |
|
a m i n |
вающей |
вт |
1к, мм |
" к |
|
состав |
||||||
|
|
|
|
ляющей |
|
|
|
|
|
|
|
цикла |
|
|
|
— 1,0 |
+ 103 |
—103 |
+103 ' |
0 (0) |
36,8- |
96 000 |
|
|
(-40,3) |
(-10,3) |
(+10,3) |
|
|
|
|
0 |
+ 103 |
0 (0) |
+103 |
+51,5 |
35,5 |
10.1 000 |
|
|
(+10,3) |
|
(+10,3) |
(+5,15) |
|
|
|
0,14 |
+121 |
|
+17,2 |
+103 |
+69,0 |
34,5 |
112 000 |
|
(+12,1) |
(+1,72) |
(+10,3) |
(+6,9) |
|
|
|
0,25 |
+ 138 |
+34,4 |
+103 |
+86,2 |
32,3 |
117000 |
|
|
(+13,8) |
(+3,44) |
(+10,3) |
(+8,62) |
|
|
|
С увеличением среднего значения растягивающих на |
|||||||
пряжений |
цикла несколько |
снижалось |
число |
циклов |
|||
до окончательного разрушения. Образцы, испытанные на
растяжение — сжатие |
(R =— 1), выходили |
из строя пос |
||
ле меньшего |
числа |
циклов, чем образцы, |
испытанные |
|
при пульсирующем |
растяжении (^ = 0), |
даже |
когда |
|
максимальные |
растягивающие напряжения |
были |
одина |
|
ковыми. Во всех опытах размах растягивающих напря жений сохранялся постоянным, однако скорость роста трещин возрастала с увеличением среднего напряжения цикла.
При построении обобщенной диаграммы коэффициент интенсивности напряжений рассчитывается только по растягивающим напряжениям, в том числе и для сим метричного цикла. Поэтому на этой диаграмме нет раз личий в скорости роста трещин при R = Q и R ——1. Такой прием обычно принят при построении указанных диаг рамм, однако наблюдаемое снижение числа циклов до
Ш
разрушения |
при наличии в цикле сжимающих напряже |
||||||
ний показывает, |
что обобщенная диаграмма |
не отража |
|||||
ет фактическую зависимость скорости развития трещины |
|||||||
от асимметрии цикла. |
|
|
|
|
|
||
Влияние |
уровня средних |
напряжений |
иа развитие |
||||
трещин при переменном кручении |
исследовано [47] на |
||||||
сплошных и полых образцах |
(рис. 47-и 48) из углеродис |
||||||
|
|
|
та? |
|
|
|
|
|
30 |
|
56 |
|
30 |
|
|
|
|
|
Ф2 |
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
132 |
|
|
|
|
|
30 |
|
56 |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
е.* |
|
|
|
Рис. 47. Сплошные (а) и полые (б) образцы для испы |
|||||||
|
|
тания |
на |
кручение |
|
|
|
той стали (0,36% С; 0,64% Мп) после отжига |
в вакууме |
||||||
- - при 830° С. Изменение величины |
средних |
|
напряжений |
||||
растяжения |
не отразилось |
на значениях |
пределов вы |
||||
носливости, но с |
ростом От пропорционально уменьша |
||||||
лась долговечность при напряжениях выше предела вы |
|||||||
носливости. Это произошло за счет увеличения скорости |
|||||||
роста трещин и сокращения |
периода УѴ,К, тогда как дли |
||||||
тельность периода Nv практически |
не изменилась. |
||||||
Уравнение -зависимости |
между |
скоростью роста тре |
|||||
щин и оа и crm для полых образцов имеет вид: |
|
||||||
\ogdldN |
= 0,333 т я |
+ 0,140 хт — 8,65, |
|||||
а для сплошных образцов |
|
|
|
|
|
||
log dl dN = 0,236 т а |
+ 0,139 т,„ — 8,75, |
||||||
112
где 0,1 л ш ^ / « £ 1,0 мм, |
|
|
|
т„ > xw (%w — предел |
выносливости). |
|
|
Коэффициенты при т 0 и т„, показывают силу |
влияния |
||
этих значений напряжений на |
скорость |
роста |
трещин: |
для полых образцов /гтт //гта = 0,420 и для |
сплошных об- |
||
|
|
|
|
6а,Мн/н* |
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
71. |
Ах |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
03Ö |
во до |
|
|
|
|
|
|
|
/О6 |
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
Рис. 48. Влияние уровня сред |
|
|
|
|
|||
них напряжении цикла на ско |
|
|
|
|
|||
рость |
роста |
трещин |
в сплош |
700 |
|
|
|
ных (а) и полых (б) |
образцах, |
|
|
|
|
||
испытанных на кручение. На |
|
|
|
•'S |
|||
кривых |
указаны |
МнІ.ч* |
50 |
30 |
60 |
||
(10 /cf/лш2 ); |
на оси |
ординат |
90 |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
70 -â |
JO'5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Al/AN, |
кГ/мп2 20
15
10
а
W5 10 -4
15
10
â
t ?0~
мм/цикл
разцов это отношение равно 0,589. Влияние хт на сплош ные образцы несколько больше, чем на полые. ха оказы вает на скорость роста примерно в 2 раза более сильное влияние, чем ат- Следует отметить, что влияния сжима ющих Стт на скорость роста трещин не обнаружено.
Скорость роста трещин зависит от максимального значения /(max и АК, причем чувствительность к влиянию
Kmах определяется |
величиной АК- Эксперименты на об |
|||
разцах (ш = |
76 мм, |
Ь = Ъ мм) из |
наплавленной |
низколе |
гированной |
стали |
(0,04% С; |
0,99%! Мп; |
1,81% Ni- |
8-3 |
|
|
|
|
0,46% |
Cr; |
0,34% |
Mo) показали, |
что до значений |
АКС=' |
= 4 5 |
Мн/м2 |
(4,5 |
кГ/мм2) скорость |
роста трещин |
слабо |
зависит от Лшах, а выше этой величины А/С скорость ста-
кг/т3,г
0,1it
0J6
!
0,18
о,го |
|
ЗИ1н/м31г(95кГ/мм3/г) |
|
|||
|
|
|
20 |
Пн/п3/г(63кГ/пп3/2) |
||
0,22 |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
19 |
21 |
КпахМм3/' |
|
Рис. 49. Зависимости |
скорости роста трещин от ДА' (указано на гра |
|||||
|
|
фиках) |
и К | 1 1 а х |
|
|
|
новится |
все более |
чувствительной |
к |
значению / ( m a x |
||
(рис. 49) |
[48]. Критическое значение АК, |
выше которого |
||||
возникает чувствительность |
к / ( m a x |
в данном |
случае сов |
|||
падает с заметным отходом от плоско-деформированно
го состояния и изменением вида излома |
(бороздчатость |
||||
в изломе сменяется |
коалесценцией |
пустот |
и полостей). |
||
Изменение |
напряженно-деформированного состояния от |
||||
ветственно |
за изменение закономерностей роста трещин. |
||||
Следует заметить, |
что увеличение |
АК |
при |
постоянном |
|
114