Вплив пластичности на конструкційну надійність металевих стопів

Ю. Я. Мєшков, Г. П. Зіміна

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 12.04.2022; остаточний варіант - 02.06,2022. Завантажити: PDF

В статті на основі даних температурних залежностей механічних характеристик криць на стандартних зразках і зразках з нанесеними концентраторами напружень (КН) різного ступеню гостроти проаналізовано вплив властивості пластичности $\psi_{K}$ (відносне звуження) на критичну температуру крихкости при різних умовах напружено-деформованого стану (НДС) — на тонких пластинах (ПНС), на зразках з кільцевим надрізом (СНС) при розтягуванні і на призматичних зразках з нанесеною тріщиною при трьохточковому вигині. Виявлено, що окрихчення криці під дією КН спричиняє саме локальна пластичність в зоні КН через ефект деформаційного зміцнення металу, що вимірюється параметром зламостійкости криці $B_{\textrm{r}}$. Критична величина зламостійкости $B_{\textrm{rc}}$ при температурі $T_{\textrm{C}}$ залежить від гостроти КН, виду НДС, а головне, від пластичности криці у вимірі показника зламостійкости, тобто з урахуванням впливу фактору деформаційного зміцнення. Найбільше роль пластичности металу проявляється в простих видах напруженого стану (ПНС), де немає великої жорсткости НДС, як в умовах СНС, тому екстремально гострі КН (тріщини) найбільше окрихчують метал саме в тонких пластинах, а не в пластинах (балках) помірної товщини. Показано, що конструкційна надійність виробів з криці з КН ($k_{\textrm{s}}$) по різному регулюється фактором пластичности (через $B_{\textrm{r}}$) в умовах різних видів НДС.

Ключові слова: міцність, пластичність, зламостійкість, крихкість, стабільність міцности криці, конструкційна надійність, концентратор напружень, тріщина.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i06/0807.html

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. П. Ф. Кошелев, С. Е. Беляев, Прочность и пластичность конструкционных материалов при низких температурах (Москва: Машиностроение: 1967).
  2. Г. С. Писаренко, А. А. Лебедев, Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии (Киев: Наукова думка: 1976).
  3. Р. Петерсон, Коэффициенты концентрации напряжений (Москва: Мир: 1977).
  4. В. П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусенков, Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность (Москва: Машиностроение: 1985).
  5. А. А. Шмыков, Справочник термиста (Москва: Машгиз: 1961).
  6. Г. В. Ужик, Сопротивлению отрыву и прочность материалов (Москва: Издательство Академии наук СССР: 1950).
  7. В. Н. Грищенко, Ю. Я. Мешков, Ю. А. Полушкин, А. В. Шиян, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 7: 961 (2015). Crossref
  8. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, В. Н. Грищенко, Строительство, материаловедение, машиностроение, 89: 112 (2016).
  9. J. H. Hollomon, Trans. AIME Iron Steel Div., 162: 268 (1945).
  10. А. В. Шиян, Физическая природа локального напряжения хрупкого разрушения сталей и сварных швов (Автореф. дисс. … канд. физ.-мат. наук) (Киев: Институт металлофизики АН УССР: 1990).
  11. ГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении (Москва: Издательство стандартов: 1985).
  12. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных комнатной и повышенных температурах (Москва: Издательство стандартов: 1978).
  13. ASTM E1921. Standard Test Method for Determination of Reference Temperature, T0, for Ferritic Steels in the Transition Range.
  14. Г. Г. Курдюмова, Ю. В. Мильман, В. Н. Трефилов, Металлофизика, 1, № 2: 55 (1979).
  15. Ю. Я. Мєшков, Г. П. Зіміна, Металофіз. новітні технол., 44, № 2: 273 (2022). Crossref
  16. Ю. Я. Мєшков, К. Ф. Сорока, Металлофиз. новейшие технол., 43, № 6: 781 (2021). Crossref