Разработка методов оценки трещиностойкости стали с использованием стандартных механических свойств

• Автор: Бозрова, Любовь Константиновна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

1.1.Методы оценки статической трещиностойкости

1.2.Методы оценки циклической трещиностойкости.

1.3.Кинетические уравнения для описания диаграмм усталостного разрушения

1.4.Оценка степени стеснения пластической деформации

при определении трещиностойкости.

1.3.Анализ косвенных методов определения трещиностойкости

1.6.Применение теории подобия для оценки трещиностойкости по стандартным меканшеским свойствам.

1.7.Выводы и постановка задачи исследований

2.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2Л.Химический состав и механические свойства
исследуемых материалов.
2.2.Методика эксперимента
2.3.Методика изучения фрактографических особенностей.
3.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ СТАТИЧЕСКОЙ И ЦИКЛИЧЕСКОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ С ОТНОШЕНИЕМ ПРЕДЕЛА УСТАЛОСТИ К ПРЕДЕЛУ ТЕКУЧЕСТИ
3.1.Теоретические предпосылки к обоснованию связи между
статической и циклической трещиностойкостью
3.2.Экспериментальный анализ связи статической трещиностойкости с циклической трещиностойкостью.
3.3.Обоснование связи между трещиностойкостью и стандартными механическими свойствами
3.4.Установление зависимости между статической трещиностойкостыо и отношением предела усталости к пределу текучести.
3.5.Определение границ автомодельного упругопластического роста усталостной трещины.
3.6.Фрактографический анализ границ автомодельного роста усталостных трещин
3.7.Расчет номинальных напряжений для нахождения границ автомодельного роста трещины
4.ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ ДИАГРАММ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ, ПОСТРОЕННЫХ ПО ПРОГИБУ, СО СТАНДАРТНЫМИ ДИАГРАММАМИ
4.1.Анализ кинетических диаграмм усталостного разрушения
4.2.Анализ связи кинетических диаграмм усталостного разрушения, построенных по методу прогиба,со стандартными кинетическими диаграммами
4.3.Прогнозирование кинетических диаграмм усталостного разрушения по результатам усталостных испытаний
5.ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ МЙКРОРАЗРУШЕНИЯ
5.1.Фрактографический метод определения трещиностойкости металлов.
5.2.Анализ стеснения пластической деформации на основе результатов фрактографических исследований.
5.3.Закономерности микроразрушения при стабильном росте
усталостной трещины .
5.4.0ценка локальной энергии разрушения по микропараметрам
рельефа
5.5.Анализ влияния микроструктуры на трещиностойкость
сталей.
б.ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ПОДХОДОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ
6.1.Анализ характеристик трещиностойкости стали, рассчитанных по предложенной методике
6.2.Анализ влияния различных факторов.
6.3.Анализ причин рассеяния данных по .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время существует несколько методик определения циклической трещиностойкоети и построения кинетических диаграмм усталости. Подробно методические вопросы обсуждены в работах . В работе изложена методика оценки кинетики роста усталостных трещин на образцах четырех типов плоском образце с центральным надрезом для испытаний на осевое растяжение образце с краевым надрезом на внецентренное растяжение плоском и компактном и образце с боковым надрезом на трехточечный изгиб. Наиболее существеннышнедостаткам этой методики являются изменение коэффициента интенсивности напряжений в процессе испытаний, в результате чего затрудняется математическая обработка результатов испытаний, изучение влияния различных факторов температуры, асимметрии цикла, частоты, среды и т. Образец ДКБ , имеет ряд преимуществ по сравнению с вышеприведенными, т. В этом образце обеспечивается симметричный рост трещины при нагружении и устойчивость формы контура трещины при е продвижении, точное определение коэффициента интенсивности напряжения. Наиболее корректной является методика оценки циклической трещиностойкости на дисковых образцах, предложенных Яремой С. Однако отсутствие испытательного оборудования, его уникальность и трудоемкость изготовления дисковых образцов не позволяет широко использовать эту методику в промышленности. Следует отметить, что часто результаты, полученные в разных лабораториях оказываются несопоставимы, что происходит в результате того, что взаимодействие макротрещины с упругим полем напряжений в е вершине обычно рассматривают без учета возможных механизмов локального разрушения в момент страгивания трещины. В работе показано, что сопоставимые результаты можно получить при условии, что испытания проведены в условиях подобия локального напряженного состояния в вершине трещины, на что указывает наличие одинаковых фрактографических признаков в изломе. К. В них
приведены требования к исштательному оборудованию, форме и размерам образцов, порядку проведения испытаний. С и И коэффициенты в уравнении, описывающем прямолинейный участок кинетической диаграммы. Уравнения для описания кинетических диаграмм усталостного разрушения Основным параметром, контролирующим скорость роста трещины является коэффициент интенсивности напряжения. Ис1М йК 1. С и П, постоянные, характеризующие сопротивление материала распространению трещин при циклическом нагружении. МакКартни зв , используя теорию размерностей,показал, что П является линейной функцией С . С и П в виде
С 1, СГ7г . ЦС ап , а,0. В результате чего уравнение скорости роста трещины определяется одним параметром 1, . Для сталей 1,, 7, . В работе показано, что коэффициент С не может служить количественной характеристикой циклической трещиностойкости, т. Переход от одних единиц коэффициентов интенсивности напряжений к другим приводит к изменению значения С , причем ранжировка материала по этой величине может изменяться. Изза больших изменений величины С в зависимости от М становится едва заметным влияние на него химического состава и структуры материала, частоты нагружения, асимметрии цикла и др. На основании . А Сп. По данным работы для сталей л ,3 МПам, 6 1СГ8мц по другим данным 4 ,2 МПам, 5 1,7мцикл. Из уравнения I. Л В , которая лежит в среднем участке диаграммы . К ,1 МПаУм1, причем фрактографическое изучение поверхностей выявило, что в области вокруг этой точки, для сталей с любой структурой, площадь занятая усталостными бороздками максимальна. Эта точка является центром области, в которой преобладает разрушение с образованием усталостных бороздок. Анализ макро и микроскоростей рассчитанной по шагу усталостных бороздок обнаружил их совпадение, начиная с оси вращения, т. Однако этот анализ не учитывал степени стеснения, реализуемой в эксперименте. В связи с тем, что соотношение 1. Обзоры этих моделей приведены в работах . Существует более сорока различных полуэмпирических формул для описания среднего участка диаграммы и около десяти для описания полной кинетической диаграммы. При этом число независимых переменных,требующих экспериментального определеншцзменяется от четырех до шести. В таблице 1.