Хладноломкость сталей в условиях концентрации напряжений (Сообщение 1)

Ю. Я. Мешков, К. Ф. Сорока

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 28.10.2020; окончательный вариант - 02.04.2021. Скачать: PDF

В работе представлена феноменологическая модель вязко-хрупкого перехода в сталях, вызванного действием низких температур и концентраторов напряжений (КН) — надрезов, трещин и т.п. Рассмотрены закономерности влияния факторов прочности и вязкости стали на критическую температуру хрупкости $T_{\textrm{c}}$ образцов с кольцевым надрезом при растяжении или образцов с трещиной при трёхточечном изгибе. Показано, что причиной хрупкости образцов с КН является избыточное (сверхкритическое) низкотемпературное упрочнение стали, несбалансированное с необходимым запасом её вязкости, когда реальная прочность стали $\sigma_{0,2}$ превышает критическую $\sigma_{0,2\textrm{c}}$ для данного вида КН. Раскрыто содержание величины $\sigma_{0,2\textrm{c}}$ в терминах специальных показателей изломостойкости стали $B_{\textrm{r}}$, отражающих её запас вязкости. Сформулированы рекомендации по оптимизации комплекса механических свойств для изделий типа крепёжных болтов, несущих на себе КН в виде винтовой нарезки, с целью предупреждения их хладноломкости при низкотемпературной эксплуатации.

Ключевые слова: прочность, изломостойкость, хладноломкость, хрупкое разрушение, концентратор напряжений.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i06/0781.html

PACS: 62.20.fk, 62.20.fq, 62.20.mj, 62.20.mm, 62.20.mt, 81.40.Np


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. И. П. Волчок, В. Г. Ковбаса, Прочность сталей, работающих в условиях низких температур (Москва: Металлургия: 1988), с. 5.
  2. H. Conrad, J. Iron and Steel Inst., 198, No. 4: 364 (1961).
  3. Ю. В. Мильман, В. И. Трефилов, О физической природе температурной зависимости предела текучести. Механизм разрушения металлов (Киев: Наукова думка: 1966), c. 59.
  4. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах (Москва: Издательство стандартов: 1978).
  5. В. Н. Грищенко, Ю. Я. Мешков, Ю. А. Полушкин, А. В. Шиян, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 7: 961 (2015). Crossref
  6. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 4: 46 (2018). Crossref
  7. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 3: 59 (2020). Crossref
  8. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 1: 45 (2019). Crossref
  9. П. Ф. Кошелев, С. Е. Беляев, Прочность и пластичность конструкционных материалов при низких температурах (Москва: Машиностроение: 1967).
  10. А. В. Шиян, Физическая природа локального напряжения хрупкого разрушения сталей и сварных швов (Автореф. дисс. ... канд. физ.-мат. наук) (Киев: Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры: 1990).
  11. В. С. Гнучев, Проблемы прочности, № 4: 113 (1977).
  12. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 11: 113 (2018). Crossref
  13. А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков, Охрупчивание металлических сплавов в условиях концентрации напряжений. Конструкционные стали и титановые сплавы (Саарбрюккен: LAP LAMBERT: 2015).
  14. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 6: 775 (2019). Crossref