Рост трещин в металлах, подвергнутых статическому нагружению и воздействию водорода

• Автор: Харин, Виктор Серафимович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Львов
• Количество страниц: 214 c. : ил

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕХАНИКИ И ФИЗИКИ РАЗРУШЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ВОДОРОДА НА ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

§ I. Основные положения макро- и микроскопических теорий квазихрупкого разрушения

1.1. Основные положения линейной механики разрушения

1.2. Некоторые результаты изучения структуры концевой зоны трещины и процесса локального разрушения

1.2.1. Исследования строения концевой зоны трещины

1.2.2. Микромеханические модели локального разрушения

§ 2. Экспериментальные данные и теоретические представления о разрушении металлов в условиях водородного охрупчивания
2.1. Феноменологические закономерности разрушения металлов при воздействии водорода

2.2. Процессы переноса водорода в системе металл-среда

2.3. Теоретические модели обусловленного водородом роста макротрещин в металлах

2.4. О механизмах влияния водорода на разрушение металлов
§ 3. Применение критериев и методов механики разрушения для оценки прочности и долговечности элементов конструкций

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ МЕХАНИЗМА ОБУСЛОВЛЕННОГО ВОДОРОДОМ РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И КРИТЕРИЙ ЛОКАЛЬНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ МАТЕРИАЛА У ФРОНТА МАКРОСКОПИЧЕСКОЙ ТРЕЩИНЫ
§ 4. Исходные предпосылки и общие положения модели
обусловленного водородом роста магистральных трещин в металлах
4.1. О влиянии водорода на способ распространения макротрещин
4.2. Общие положения теоретической модели роста магистральных трещин в металлах при воздействии водородсодержащих сред
§ 5. Модель микроразрушения в вершине заблокированного плоского скопления краевых дислокаций
5.1. Комбинированная дискретно-континуальная модель заблокированного скопления краевых дислокаций
5.1.1. Определяющие уравнения модели скопления
5.1.2. Конфигурация хвостовой части заторможенного скопления
5.2. Зарождение микротрещины посредством объединения головных дислокаций скопления
5.3. Рост микротрещины как результат ее взаимодействия с дислокационным скоплением
5.4. Сравнение условий зарождения и роста дислокационных микротрещин
§ 6. Теоретический анализ механизма влияния водорода на разрушение металлов
6.1. Микроскопическая модель механизма влияния водорода на разрушение деформированных металлов
6.1.1. Стадия зарождения микротрещин в зоне про-

цесса разрушения
6.1.2. О стадии распространения микротрещины в
процессе обусловленного водородом разрушения металлов
§ 7. Макроскопические критериальные условия разрушения
металлов при воздействии водорода
7.1. Макроскопические условия разрушения в точке Ю4
7.2. Критерий локальной неустойчивости материала у фронта макротрещины ИЗ
ГЛАВА 3. НАКОПЛЕНИЕ ВОДОРОДА В ЗОНЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ
У ФРОНТА МАКРОТРЕЩИНЫ
§ 8. Формулировка математической задачи о накоплении
водорода в потенциальном очаге разрушения
§ 9. Диффузия водорода в окрестности вершины трещины
в деформированном металле
9.1. Приближенная постановка задачи о диффузии в
поле напряжений у фронта макротрещины
9.2. Распределение диффундирующего водорода у фронта макротрещины
9.2.1. Решение для малых значений времени
9.2.2. Вычисление концентрации водорода для любых значений времени
ГЛАВА 4. КИНЕТИКА ОБУСЛОВЛЕННОГО ВОДОРОДОМ РОСТА МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЫ
§ 10. Уравнения кинетики роста макротрещины
§ II. Сравнение теоретической модели роста магистральных трещин с данными экспериментов
ГЛАВА 5. РЕСУРС ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ В
СРЕДЕ ВОДОРОДА ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ, МОДЕЛИРУЕМЫХ

распространения, присущих макроскопическим трещинам в кристаллических телах. Данные об их характерных чертах при отсутствии водорода подробно рассмотрены выше (обзор и ссылки на литературные источники см. § I, п. 1.2). В конечном итоге они сводятся к тому, что критическим этапом, определяющим условия продвижения макротрещины, является проникновение сквозь барьер - образованное сдвигом в вершине трещины ее затупление. Способ его пересечения - распространения трещины - заключается во "взламывании" преграды изнутри. Обеспечивается оно "агентами" трещины - дислокационными перенапряжениями, обусловливающими образование встречных дислокационных трещин-эмиссаров.
Многие существенные черты макротрещин порождаются таким их свойством, как протяженность, которая, по определению, много больше любого из параметров, характеризующих пространственное распределение разного уровня элементов неоднородности структуры макрооднородного материала (границ зерен, включений, дислокационных групп и т.д.).
Что касается макротрещины, распространяющейся в металле при воздействии водорода, то даже если на некотором этапе она и будет расти благодаря водороду атомно острой, как, например, полагает Р.Томсон [227], эта "легкая" стадия ее движения не станет определяющей развитие трещины в целом в материалах указанного выше класса. Причина тому - непременное существование в реальном теле таких дефектов, как дислокации и их субструктурные образования (группы, скопления), которые в силу макроскопичности трещины неизбежно окажутся вблизи ее пути и смогут вступить с ней во взаимодействие. Благодаря эффекту притяжения дислокаций к вершине трещины вследствие действия сил изображения, произойдет их сваливание в трещину и затупление последней, сопровождаемое ре-