Вязкость разрушения.
Склонность металлических материалов к хрупкому раз-рушению возрастает с увеличением их сопротивляемости пластической деформации, т.е. с увеличением их прочности.
Характеристикой материала, зная которую, можно было бы рассчитывать или критическое напряжение при данном размере дефекта, или наоборот — предельно допустимый размер дефекта при заданном рабочем напряжении является К1с — критический коэффициент интенсивности напряжений при разрушении в условиях плоской деформации. Он характеризует сопротивляемость материала распространению хрупкой трещины, является характеристикой его надёжности. Индекс "1" означает, что коэффициент определён путём отрыва перпендикулярно плоскости трещины, а "с" — отрыв происходит в момент достижения трещиной критического значения.
Увеличение содержания примесей, а особенно повышенное содержание водорода в стали и титановых сплавах приводит к понижению К1с. Путём повышения чистоты высокопрочного сплава можно существенно повысить его сопротивляемость хрупкому разрушению.
Основные характеристики статической прочности.
Путём испытаний на растяжение определяют важнейшие механические свойства материалов, поэтому они являются наиболее распространёнными.. Обычно проводят статические испытания на растяжение, при которых нагрузка возрастает медленно и плавно.
Путём испытаний на растяжение определяют:
1) предел упругости 0,05 — условное напряжение, соответствующее появлению остаточных деформаций, равных 0,05% от первоначальной длины образца;
2) предел пропорциональности ПП — напряжение, при котором нарушается линейная зависимость между нагрузкой и удлинением.
В инженерной практике испытания на растяжение проводят для определения предела текучести, временного сопротивления разрыву, относительного удлинения и относительного сужения.
Рассмотрим диаграмму растяжения для малоуглеродистой стали.
Прямолинейный участок OA характеризует упругие деформации.
Вблизи точки А определяют предел предел текучести (физический) Т — наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки.
Условный предел текучести 0,05 — это напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % расчётной длины образца l0.
Предел текучести характеризует сопротивляемость металла малым пластическим деформациям и является важным показателем прочности. При растяжении образца выше предела текучести имеет место общая равномерная деформация всего объёма образца на участке АВ диаграммы. В точке В диаграммы нагрузка достигает максимального значения РМАКС Эту величину используют для определения временного сопротивления разрыву (предела прочности) в — условного напряжения, соответствующего максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца:
в = РМАКС / F0
F0 — площадь поперечного сечения образца до испытания.
Временное сопротивление разрыву характеризует максимальную нагрузку, которую способен выдержать материал. Дальнейшее растяжение образца на участке ВК диаграммы происходит при уменьшающейся нагрузке. Это связано с тем, что на образце образуется шейка, в области которой локализуется пластическая деформация. В области шейки появляются поры, которые, сливаясь, образуют трещину. Трещина растёт со временем, и при удлинении, соответствующем точке К на диаграмме, образец разрушается.