Структура и сопротивление хрупкому разрушению железа и сталей с ОЦК решеткой в приближении модели микроскола

• Автор: Седых, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 181 c. : ил

Глава I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФИЗИКЕ ПРОЦЕССОВ

РАЗРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И СТАЛИ

1.1. Теория Гриффитса. Идеальная прочность

1.2. Дислокационные модели хрупкого разрушения

1.3. Влияние структуры на механические характеристики железа и стали

1.4. Некоторые проблемы теории хрупкого разрушения

1.4.1. Теория Стро

1.4.2. Модель Коттрелла

1.4.3. Определение главного энергетического параметра процесса разрушения - эффективной поверхностной энергии металлов

1.5. Температурная зависимость характеристик разрушения

1.6. Микроскопическая модель разрушения от зародышевых субмикротрещин

1.7. Некоторые особенности разрушения двухфазных
сплавов
1.8. Постановка задачи
Глава II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Подготовка образцов
2.2. Оптический и электронномикроскопический анализ
2.3. Фрактографический анализ поверхности изломов
2.4. Проведение механических испытаний и обработка результатов

2.5. Методика испытаний на ударный изгиб
2.6. Некоторые методические разработки
Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МОДЕЛИ РАЗРУШЕНИЯ
ОТ ЗАРОДЫШЕВЫХ СУБМИКРОТРЕЩИН
3.1. К вопросу о размере критической трещины
3.2. Хрупкое разрушение железа
3.3. Хрупкое разрушение стали
3.4. Анализ литературных данных по хрупкому разрушению железа и стали с позиций модели микроскола
3.5. Влияние некоторых внешних факторов нагружения и субструктуры на величину напряжения микроскола.. Ю1
3.6. Определение сопротивления микросколу кмс материалов с большим запасом вязкости
Глава IV. РАЗРУШЕНИЕ СТАЛЕЙ С ГЕТЕРОГЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
4.1. Влияние углерода на хрупкое разрушение стали
4.2. Модель хрупкого разрушения перлита и ее экспериментальное подтверждение
4.3. Условие смены механизмов зарождения микроскола
сталей с пластинчатым цементитом
4.4. Практические рекомендации по оптимизации структурного состояния сталей с целью повышения сопротивления хрупкому разрушению
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Начиная с середины прошлого столетия в истории техники зафиксирована множество случаев катастрофических хрупких разрушений стальных конструкций - нефтепроводов, газгольдеров, паровых котлов, артиллерийского оружия, кораблей, самолетов, ракет и т.д. Уже сам масштаб этого явления и тяжелый характер его последствий не мог не привлечь внимания науки к явлению хрупкого разрушения, но в течение длительного времени роль науки в этих вопросах сводилась фактически лишь к сбору информации. Только с появлением фундаментальной работы А.Гриффитса / I / в 1921 г. было положено начало созданию системы научных представлений о хрупком разрушении материалов. Заслуга А.Гриффитса состояла в том, что исходя из анализа энергии, требуемой для распространения трещины, он разработал теоретические основы хрупкого разрушения с точки зрения механики сплошных сред. Большой вклад в изучение природы хрупкого разрушения внесли видные советские ученые А.Ф.Иоффе, Н.П.Давиденков, Г.В.Ужик, Я.Б.Фридман, В.М.Финкель и др. С появлением дислокационных представлений теория Гриффитса получила дальнейшее развитие благодаря основополагающим работам А.Стро / 2,3 /, Н.Петча / 4 /, А.Коттрелла / 5,6 / и др. Авторы показали, что критическое соотношение Гриффитса, в принципе справедливое только для разрушения идеально хрупких тел ( стекло, слюда, кварц и т.д.), тем не менее можно применить для описания разрушения металлов, если воспользоваться понятием эффективной последует отметить, что к концу 50-х годов завершился один из основополагающих этапов изучения хрупкого разрушения, выразившийся в создании фундаментальных основ теории разрушения кристаллических тел в виде конкретных дислокационных механизмов зарождения хрупкой
верхностной энергии
вместо значения истинной поверхностной
энергии кристаллической решетки

1.8. Постановка задачи.
Как следует из анализа литературных данных, к настоящему времени накоплен большой экспериментальный и теоретический материал в области хрупкого разрушения железа и сталей. Весьма подробно исследованы механизмы зарождения хрупкой трещины. Значительное количество работ посвящено моделям хрупкого разрушения железа и малоуглеродистых сталей. В то же время следует отметить, что абсолютное большинство моделей охрупчивания материала предполагают стадию подрастания зародышевых трещин до критического размера. Принято считать, что в основе хрупкого разрушения лежит нестабильный рост микротрещин, соизмеримых с размером зерна, но такой подход приводит к введению энергетического параметра А9э , который связан с учетом пластической деформации у вершины подрастающей микротрещины. Тем не менее до настоящего времени отсутствует единое мнение исследователей о величине эфразрушения, содержащие трудноопределимый параметр , не могут быть использованы для корректного расчета хрупкой прочности материалов. Поскольку выбор корректно сформулированной модели может иметь решающее значение для выяснения физической природы разрушения металлов, то становится ясной необходимость и целесообразность постановки систематических экспериментов по изучению влияния структуры на сопротивление хрупкому разрушению поликриетал-лических материалов. В то же время в понятие структуры стали, наряду с зерном, входят и такие эксперименты, как количество, размеры и форма карбидных частиц, роль которых в хрупком разрушении оказывается неясной. Практика показала, что повышенное содержание углерода в сталях оказывает отрицательное воздействие на
фективной поверхностной энергии
, поэтому модели хрупкого