Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изучение хрупких и вязких изломов
Отличие хрупкого от вязкого разрушения заключается в том, что вязкому разрушению предшествует большая пластическая деформация, в то время как при хрупком разрушении пластическая деформация минимальна и равна примерно 1-2%. На рис. 5.1. показаны схемы образования различных изломов.
Хрупкое разрушение характеризуется кристаллическим изломом без заметных признаков микро пластической деформации. В реальных условиях изломы чаще всего имеют смешанное строение, т.е. частично хрупкое, частично вязкое. При визуальном осмотре и малом увеличении вязкая составляющая в изломе имеет волокнистое строение, а при электронномикроскопическом анализе – ячеистое строение (рис. 5.2-5.4).
При пластической деформации металл вокруг включений, которые всегда имеются в металле, расширяется и удлиняется, остаются только тонкие перегородки между включениями, которые впоследствии разрываются и образуются ямки. Ямочная структура – самый характерный признак вязкого излома. На дне ямок часто находят включения, которые привели к образованию этих ямок. Глубина ямок служит мерой пластической деформации при вязком изломе. Вязкий излом обычно матовый. Хрупкий – блестящий благодаря кристаллической составляющей, так как хрупкие составляющие в изломе при визуальном наблюдении и под световым микроскопом имеют блестящее кристаллическое строение.
А при исследовании под электронным микроскопом имеют вид фасеток скола или квазискола с ручьистым узором или гладких фасеток межзеренного разрушения.
Фасетка – элемент поверхности, имеющий слаборазвитый микро рельеф и четкие границы, может наблюдаться иногда и при вязком разрушении.
Лабораторная работа № 6 Усталостные изломы Нагрузки могут быть: статическими, динамическими и циклическими. Детали машин и транспортных механизмов чаще всего испытывают нагрузки, изменяющиеся по величине или по знаку (или по тому и другому). Например, коленчатые валы, оси железнодорожных вагонов, лопатки турбин и т.д.), при этом напряжения могут быть ниже предела текучести, но из-за того, что они постоянно накапливаются, разрушение может казаться внезапным. Усталость – постепенное накопление повреждений под действием циклически изменяющихся напряжений, приводящих к усталостному разрушению. Усталостный или динамический излом образуется и распространяется в конструкциях, подвергающихся знакопеременным нагрузкам (чередующиеся растяжение и сжатие, знакопеременный изгиб). Возникающие при этом циклические переменные напряжения могут быть ниже предела текучести материала. Чтобы усталостная трещина распространялась, нужно, чтобы в ее окружении действовали растягивающие напряжения. Формирование усталостных изломов включает 2 стадии: 1. Зарождение усталостной трещины. 2. Распространение усталостных трещин.
Усталостные изломы начинаются вблизи или на поверхности, при этом возникают полосы локального скольжения, а на поверхности изломов обнаруживаются характерные выступы (экструзии) и впадины (интрузии). Выступы и впадины можно обнаружить только при помощи растровых электронных микроскопов (РЭМ) (рис. 6.3, 6.4).
Зародышевые трещины образуются в местах сужения под углом 45° к направлению растягивающего напряжения в области 1-2 зерен. Затем трещина распространяется перпендикулярно поверхности, и с каждым циклом нагружения излом продвигается вперед на определенное расстояние, при этом на обеих поверхностях разрушения остается последовательный ряд полосок, называемых усталостными бороздками (рис. 6.5). Они представляют собой линии остановки усталостных трещин. Эти трещины проявляются на изломах как узкая начальная область разрушения. Возникновение начальных трещин облегчается при наличии на поверхности концентраторов напряжений, которые могут быть результатом повреждений от механической обработки, неметаллического включения (рис. 6.6).
Расположенные параллельно усталостные бороздки возникают вследствие циклических изменяющихся нагрузок. Усталостные бороздки возникают вследствие последовательного растяжения и сжатия боковых поверхностей и трещин. При растяжении трещина продвигается вперед, при двухстороннем сжатии у вершины трещины происходит пластическая деформация, которая затем проявляется в виде образовавшихся усталостных бороздок. Их профиль зависит от величины и характера нагрузки и от способности материалов к пластическому течению. На рисунке 6.7.а,б показано влияние номинального напряжения и формы образцов. Линии рисунка внутри образца указывают на направления распространения трещин, эти линии параллельны макроскопическим следам разрушения. Для образцов с надрезом известен и ряд других усталостных разрушений, имеющих в ряде случаев частичный характер, но при распространении трещины возможно опасное уменьшение поперечного сечения. Искривленные линии указывают на распространение фронта излома. Усталостные изломы распространяются, как правило, в сопровождении локальной микро пластической деформации.
При каждом цикле изменения нагрузки у вершины трещины имеет место сильная, но весьма локальная пластическая деформация; протекает она транскристаллитно. Поликристаллический характер структуры определяет тот факт, что фронт разрушения претерпевает локальное разделение – многократное ветвление. При этом образуется большое количество микроскопически видимых параллельно расположенных следов разрушения (рис. 6.8).
Профиль отдельных усталостных бороздок зависит от природы материала и от величины и характера нагрузки. Согласно модели по Лейрду и Смиту, усталостная бороздка возникает вследствие последовательного расширения и сжатия боковых поверхностей трещины. При расширении трещина продвигается, при двустороннем сжатии пластически деформированный материал у вершины трещины подвергается сплющиванию, которое впоследствии проявляется в виде образования полосатой структуры (бороздок) (рис. 6.9).
Основная классификация изломов В зависимости от характера зарождения, механизма развития и энергоемкости магистральной трещины изломы подразделяются на 3 вида: 1 - транскристаллитные (зарождение и развитие трещин безотносительно к границам зерен, т.е. пересекая плоскость зерен); - интеркристаллитные (зарождение и развитие трещин идет по границам зерен). 2 - хрупкое и вязкое разрушение (вязкое – со значительной пластической деформацией, предшествующей разрушению, хрупкое – с отсутствием пластической деформации до разрушения). 3 - специальные виды разрушения (прилагаемая нагрузка сочетается с воздействием окружающей среды), изменение температуры, воздействие химически активных веществ, циклический характер нагружения. Усталостный излом относится к специальным видам разрушения и очень распространен при реальной эксплуатации изделия. Образуется в 3 этапа: 1. Увеличение активности и количества дислокаций и их движение в направлении, перпендикулярном нагрузке. 2. Формирование рельефа (экструзии, интрузии) на поверхности образца. 3. Зарождение и развитие усталостной трещины: - подрастание трещин до критического размера и уменьшение фактического поперечного сечения изделия; - долом изделия. Отличительным признаком усталостного разрушения является наличие параллельных полосок различной конфигурации, расположившихся безотносительно к элементам структуры материала. Эти усталостные разрушения отличаются от других видов изломов (серпантинное скольжение) при вязком разрушении пластичных материалов.
Характер зарождения и развития трещины определяется преимущественно исходной структурой и материалом.
Поликристаллические материалы с большеугловыми границами, а также с выделением избыточных фаз по границам зерен, более склонны к интеркристаллитному разрушению (рис. 6.11). Транскристаллитное разрушение в большинстве случаев является предпочтительным, поскольку ему соответствует большая энергоемкость развития трещины. Материалы с интеркристаллитным разрушением используются в изделиях с повышенным критерием осколочности (образование большого количества травмобезопасных осколков при разрушении).
Лабораторная работа № 7
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-27; просмотров: 2670; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.138.120.17 (0.025 с.) |