Оперативная оценка склонности материалов к хрупкому разрушению при статическом и циклическом нагружении

• Автор: Бахрачева, Юлия Сагидулловна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ГЛАВА 1. .СТАТИЧЕСКАЯ И ЦИКЛИЧЕСКАЯ
ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ИМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Трещиностойкость конструкционных материалов в условиях статического нагружения
1.1.1. Критерии локального разрушения
1.1.2 Физико-математические модели для расчетного
прогнозирования трещиностойкости
1.1.3. Корреляционные зависимости вязкости разрушения от других механических характеристик •
1.2. Косвенная оценка механических свойств методом контактного деформирования
1.2.1 Связь твердости и свойств при растяжении
1.2.2. Оценка сопротивления хрупкому разрушению сталей по твердости
1.3. Трещиностойкость конструкционных материалов в условиях циклического нагружения
1.3.1. Эмпирические зависимости, описывающие рост усталостных трещин
1.3.2.Кинетическая диаграмма усталостного разрушения тела с трещиной
1.3.3. Корреляция параметров кинетической диаграммы разрушения с другими свойствами материалов и условиями испытаний
1.3.3.1. Пороговый коэффициент интенсивности напряжений
1.3.3.2. Циклический критический коэффициент интенсивности напряжений К/с
1.3.3.3. Константы в уравнении Пэриса
1.4. Выводы из литературного обзора и задачи исследования
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА СКЛОНОСТИ СТАЛЕЙ К ХРУПКОМУ
РАЗРУШЕНИЮ ПО ВЕЛИЧИНЕ КРИТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВДАВЛИВАНИЯ
2.1. Теоретические предпосылки
2.2. Исследуемые материалы

2.3. Расчет критической энергии вдавливания
2.4. Исследование связи между истинным сопротивлением разрыву Sk и интенсивностью напряжений а, в центре контакта при вдавливании сферического индентора
2.5. Экспериментальная проверка метода
ГЛАВА 3. СООТНОШЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И
УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СЛОЕВ МЕТАЛЛА,
ПРИЛЕГАЮЩИХ К ПОВЕРХНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ
3.1 Теоретические предпосылки
3.2. Исследуемые материалы
3.3. Расчет энергии пластической деформации, приходящейся на единицу площади поверхности разрушения
3.4. Учет влияния микроструктуры при оценке трещиностойкости трубных сталей по критерию Гриффитса - Орована
3.5. Удельная потенциальная энергия изменения объема как мера трещиностойкости конструкционных материалов
3.6. Расчет средней энергии пластической деформации на единицу поверхности в зоне ограниченной пластичности перед фронтом трещины
ГЛАВА 4. РЕКОНСТРУКЦИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЫ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ
4.1. Теоретические предпосылки
4.2. Исследуемые материалы
4.3. Реконструкция кинетической диаграммы усталостного разрушения по результатам испытаний на растяжение
4.4. Экспериментальная проверка
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Наличие в промышленности огромного парка оборудования с истекшим паспортным сроком службы постоянно ставит вопрос о правомерности продления срока эксплуатации. Это сложная задача, требующая наличия надежных методов оценки состояния металла в изделии. Крупногабаритные объекты, находящиеся в эксплуатации, не могут быть доставлены в лабораторию для проведения испытаний. Многие объекты работают столь долгое время, что методы расчета изделий подобного типа, а также критерии оценки пригодности к дальнейшей работе давно изменились. Это, в частности, относится к объектам, испытывающим воздействие переменных нагрузок. Последние приводят к росту трещин и вызывают опасность хрупкого или псевдохрупкого разрушения.
Наиболее современным методом оценки склонности материалов к хрупкому 'разрушению является определение трещиностойкости К/с, При исследовании усталостных разрушений и остаточного ресурса все чаще применяются методы механики разрушения. Обычно они основаны на анализе кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), описывающей зависимость скорости роста трещины от размаха коэффициентов интенсивности напряжений. Испытания, необходимые для получения КДУР, сложны, дороги, длительны, а зачастую, когда вырезка образцов недопустима, просто невозможны. Поэтому не прекращаются попытки связать параметры КДУР с другими, более легко определяемыми характеристиками материалов. Очевидно, что все свойства материала, определяемые в различных видах механических испытаний - это проявления его конкретной природы. Поэтому наличие связей между этими свойствами

14000 12000 10000 8000 Н 6000 4000 2000
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
^ иос ч ММ
Рис. 2.2. Зависимость нагрузки Р от глубины восстановленного отпечатка для стали 10Г2ФБ • - 77К, о - 193К, ■ -230К, А - 260К, а
Л бос »ММ
Рис. 2.3. Зависимость нагрузки Р от глубины восстановленного отпечатка для стали 10Г2ФБ-У • - 77К, о - 193К, . - 230К, ▲ - 260К, □