Хрупкость металлов и сплавов как нестабильность свойств прочности

Ю. Я. Мешков, Г. П. Зимина

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

Получена: 05.11.2021. Скачать: PDF

В статье проблему хрупкости металлов и сплавов и, в частности, изделий из них, рассмотрено как проблему влияния существенных неоднородностей напряжений в образце с концентратором напряжений (трещин) (КН) на устойчивость сохранения базовой прочности металла ($\sigma_{0,2}$ — предел текучести) в предельной прочности разрушения образца с КН ($\sigma_{\textrm{NF}}$). Условие стабильности прочности образца с КН — $\sigma_{\textrm{NF}}$ > $\sigma_{0,2}$, нестабильности — $\sigma_{\textrm{NF}}$ < $\sigma_{0,2}$. Проанализированы литературные экспериментальные результаты испытаний образцов с трещиной на изгиб из сталей в широком интервале показателей прочности ($\sigma_{0,2}$ = 200–2200 МПа) и пластичности ($\psi_{\textrm{K}}$ = 10–85%). Предложена методика определения критических параметров пластичности, которые обеспечивают стабильность прочности разрушения образцов с КН ($\sigma_{\textrm{NF}}$) при комнатных температурах ($\sigma_{\textrm{NF}}$ > $\sigma_{0,2}$) в указанном интервале прочности испытанных сталей. Сделан вывод, что для аттестации сталей на возможность хрупкого разрушения достаточно определить степень стабильности прочности при реальной температуре эксплуатации изделия без необходимости определения критической температуры хрупкости стали TC на образцах с КН (трещиной).

Ключевые слова: прочность, предельная прочность, пластичность, стабильность прочности, концентратор напряжений.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i02/0273.html

PACS: 62.20.fk, 62.20.fq, 62.20.M-, 62.20.mj, 62.20.mm, 62.20.mt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. А. В. Шиян, Физическая природа локального напряжения хрупкого разрушения сталей и сварных швов (Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук) (Київ: 1990).
  2. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах (Москва: Издательство стандартов: 1978).
  3. В. М. Чернов, Г. Н. Ермолаев, М. В. Леонтьева-Смирнова, Журнал технической физики, 80, вып. 7 (2010).
  4. V. M. Chernov, M. V. Leonteva-Smirnova, M. M. Potapenko, N. I. Budylkin, Yu. N. Devyatko, A. G. Ioltoukhovskiy, E. G. Mironova, A. K. Shikov, A. B. Sivak, G. N. Yermolaev, A. N. Kalashnikov, B. V. Kuteev, A. I. Blokhin, N. I. Loginov, V. A. Romanov, V. A. Belyakov, I. R. Kirillov, T. M. Bulanova, V. N. Golovanov, V. K. Shamardin, Yu. S. Strebkov, A. N. Tyumentsev, B. K. Kardashev, O. V. Mishin, and B. A. Vasiliev, Nuclear Fusion, 47: 839 (2007). Crossref
  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, Механика машин, механизмов и материалов, 38, № 1: 79 (2017).
  7. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 14: 46 (2018).
  8. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 3: 59 (2020).
  9. А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков, Ю. А. Полушкин, Сталь, № 6: 39 (2019).
  10. Сопротивление материалов (Ред. Г. С. Писаренко) (Киев: Вища школа: 1979).
  11. J. H. Hollomon, Trans. AIME, Iron Steel Div., 162: 268 (1945).
  12. ГОСТ 25.505-85. Расчеты на прочность и пластичность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении (Москва: Издательство стандартов: 1985).
  13. Механика разрушения и прочность материалов (Ред. В. В. Панасюк) (Киев: Наук думка: 1988), т. 3.