Файл: Школьник, Л. М. Скорость роста трещин и живучесть металла.pdf

36—37 HRC) / г « 3 . Чем ниже вязкость разрушения, тем выше скорость роста усталостных трещин (см. рис. 68). На скорость роста трещин в материалах с низкой вяз-

150

костью сильное влияние оказывает влажность воздуха. Это обстоятельство необходимо учитывать при оценке скорости роста трещин в таких материалах.

При низких К скорость роста приблизительно посто­ янна для всех исследованных материалов, несмотря на

Влияние поверхностного наклепа на скорость роста трещин при низком уровне напряжений может быть про­ иллюстрировано данными, полученными на углеродистой строительной стали (рис. 73) [44].

Можно провести аналогию между скоростью роста

J5I

трещин при низких К и. пределом выносливости образ­ цов с острым надрезом. И в том, и в другом случае рас­ сматриваемые характеристики меньше зависят от свойств материалов. При наличии острого надреза долговечность можно рассматривать как длительный период развития

6,Мн/м2(кГ/ппг) 2Ь0 (2І)

ai 02 04 on 2 i 7 10 0,1 0,2 0,4 0,7 1 г it i ю

•Число цинлоо, N- JО 6

•— излом):

•без наклепа; 0 - поверхностным наклепом концентраторов на­

пряжений

трещины. Эта аналогия правомочна потому, что предел выносливости всегда ниже такого напряжения, которое может вызвать излом и, таким образом, "предел выносли­ вости при остром надрезе является по-существу наиниз­ шим напряжением, которое может вызвать рост тре­ щины.

При переменных нагрузках происходит циклическое деформирование материала в зоне вершины трещины. Связь скорости роста трещин с суммированием повреж-

152

153

ния деформации вблизи вершины оптическим интерфе­ ренционным методом.

Расчет, выполненный для образцов 7075-Т6 с цен­ тральным отверстием, показал вполне удовлетворитель­ ное совпадение с экспериментом; то же отмечено для других материалов. Уравнения позволяют не только рас­ считывать скорость роста трещин, но и устанавливать корреляцию между этой скоростью в различных мате­ риалах и характеристиками их статического и цикличес­ кого деформирования. При достаточно малом отношении ст/стт • 0,2 и при одинаковой геометрии образцов скорость роста трещин менее точно может быть выражена урав­ нением

но считать константой материала.

Таким образом, поскольку сопротивление материала росту усталостных трещин отражает его способность вы­

роста трещин. Как было показано, расчетное и экспери­ ментальное значения скорости роста трещин хорошо кор­ релируют между собой.

Установлено, что наряду с анизотропией других меха­ нических свойств вдоль и поперек прокатки существует анизотропия скорости роста трещин. Рост усталостных трещин изучали в листовых образцах анизотропных ма­ териалов— алюминиевых и титановых сплавов Д16-АТ, 01911-Т1 и ВТ1-1М [61]; образцы имели центральное отверстие и прорези по диаметру. Образцы из алюминие­ вых сплавов разрушались в условиях плоского напря­ женного состояния (угол между поверхностями излома и образца близок к 45°), а образцы из титанового спла­ ва — в условиях плоской деформации (плоскости их из­ ломов перпендикулярны к поверхности образца). Поэто-

154