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

скорость роста трещин как па воздухе, так и в агрессив­ ной среде.

широкое применение в авиации (рис. 100). Сравнение выполнено при средних напряжениях, равных 20% ав . Преимущества титанового сплава особенно проявляются в области низких переменных напряжений. Усталостная прочность титанового сплава при комнатной температу­

статической прочности при наличии усталостной трещи­ ны (второй важнейшей характеристике надежных в от­ ношении поломок конструкций) (рис. 101).

Додециловый спирт не влияет на Ni, но увеличивает Ыж и общую долговечность в 1,4—5 раз. Этот эффект более высок при более низком уровне приложенных на­ пряжений (отрицательный эффект среды также возра­ стает с увеличением длительности ее действия, пропор­ циональном степени снижения напряжений). На образ­ цы с надрезом из алюминия и нержавеющей стали по­ лярная жидкость оказала более благоприятное влияние, чем на гладкие образцы [83].

207

2. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Снижение склонности к развитию пластических де­ формаций с понижением температуры приводит к тому, что напряженное состояние становится более плоским и уменьшается местная пластическая зона у вершины тре­ щины, зависящая от отношения /<"/ат. Изменение темпе­ ратуры влияет на характер образования начальных ста­ дий деформации и их последующее развитие. При на­ греве и нагружении дефекты кристаллической решетки (дислокации, вакансии, поры, внедренные атомы и др.) усиленно диффундируют к зонам сопряжения кристал­ лов. При более низких температурах зоны концентра­ ции несовершенств располагаются вдоль полос сколь­ жения. Все эти обстоятельства оказывают влияние на скорость роста трещин, длительность и соотношение пе­ риодов зарождения и развития трещин.

Обобщение исследований, выполненных на различ­ ных материалах в широком диапазоне температурных условий, позволяет заключить, что снижение темпера­ туры уменьшает скорость роста усталостных трещин как на воздухе, так и в жидкой среде [74, 84, 85].

ГЛАВА VIII

НЕРАЗВИВАЮЩИЕСЯ УСТАЛОСТНЫЕ ТРЕЩИНЫ

При исследовании процессов развития усталостных трещин следует учитывать, что наряду с обстоятель­ ствами, вызывающими непрерывный рост трещин, соз­ даются условия, при которых возникшая усталостная трещина останавливается в своем развитии, несмотря на продолжающееся действие циклических нагрузок, (рис. 102). Такие факты наблюдаются как в лаборатор­ ной практике, так и в эксплуатации [87—89]. В особен­ ности они характерны для мест напрессовки колес, под­ шипников и муфт на оси и валы, для деталей с резкими концентраторами напряжений, поверхностно упрочнен­ ных и др.

Г. П. Черепанов [106] высказывает предположение, что наличие нераспространяющихся трещин связано с микронеоднородностью и зернистостью реальных мате­ риалов, а также с приспособляемостью. Он указывает,

208

дни, смещения п Др.) и их функциональные характерис­ тики вблизи конца трещины (вследствие локального ха­ рактера разрушения). Все параметры среды вблизи конца трещины при больших /V и при Л'=/<тах зависят лишь от Ктах и /<Шіп, поэтому любое неравенство сво­ дится к следующему:

дел выносливости материала отличен от нуля.

Можно выделить следующие факторы, способствую­ щие возникновению неразвивающихся усталостных тре­ щин:

1) увеличение остроты надреза и повышение концен­ трации напряжений;

2)изменение условий работы материала при перехо­ де трещины от очага возникновения на поверхности де­ тали вглубь по сечению при ее дальнейшем продвиже­ нии;

3)поверхностное упрочнение путем пластического де­ формирования или другими способами;

4)однократная перегрузка или ограниченное число перегрузок;

5)снижение напряжений до уровня, при котором трещины, возникшие на этом уровне, развиваются, а воз­ никшие при более высоком уровне, прекращают свое развитие;

вершину трещины; б) трещина стопорится границей зерен при достаточ­

но небольших размерах зерен; в) образуется плотная окисная пленка в вершине

трещины, которая эффективно задерживает выход дис­ локаций на поверхность.

210