Факторы, влияющие на разрушение металла
На характер разрушения металла (вязкий или хрупкий) влияют химический состав, тип кристаллической решетки, фазовый состав и размер структурных составляющих, а также условия нагружения. В зависимости от условий нагружения различают усталостное разрушение (которое в свою очередь подразделяют на собственно усталостное, малоцикловое, термически усталостное разрушение и т. д.); разрушение при ползучести; динамическое разрушение; разрушение при статической кратковременной, статической длительной и статически повторной нагрузках и т. п. Количественно условия нагружения характеризуются скоростью приложения и величиной внешней нагрузки, накопленной потенциальной энергией, температурой, химическим составом и динамическими характеристиками газовой или жидкой внешней среды, характеристиками радиационного облучения и т. п.
При пластической деформации основными параметрами нагружения являются показатели напряженного состояния о/Т и
температура 9 и скорость деформации сдвига Н. Наглядные представления о характере разрушения металла дают диаграмма Иоффе и диаграмма пластичности металла. С помощью диаграммы Иоффе можно продемонстрировать влияние температуры на характер разрушения. Тип разрушений (вязкий или хрупкий) зависит от того, выше или ниже температуры порога хрупкости (G,Lr) осуществляется нагружение.
Пересечение этих кривых позволяет найти температуру порога хрупкости Qnx. Если нагружение осуществляется при температуре выше 6ПД., то вслед за упругой наступает пластическая деформация, а разрушение металла будет вязким. Если нагружение осуществляется при температуре ниже G,Lr, то разрушение происходит при упругой деформации и имеет хрупкий характер.
Влияние показателя напряженного состояния о/Т на характер разрушения можно проиллюстрировать с помощью диаграммы пластичности. Пластичность металла характеризуется степенью деформации сдвига, накопленной материальной частицей от момента возникновения пластической деформации т = 0 до момента нарушения сплошности или появления макротрещины т = tp, если перечисленные выше параметры нагруже-ния (о/Г, 6, И) все время будут постоянными, а деформация монотонной. При испытании образца момент разрушения соответствует разделению его на части.
Пластичность металла Ар, а также критические значения показателя (о/Г)„ и (о/Т)„х, зависят от химического состава, типа кристаллической решетки, фазового состояния и структуры сплава, а также от параметров нагружения: показателей напряженного состояния о/Г и |i0, температуры G и скорости деформации Н. Указанные зависимости находят аппроксимацией опытных данных о пластичности Ар при испытании образцов на растяжение, кручение, выдавливание мембраны через матрицу в испытательной камере с регулируемым давлением и температурой.