Механічна стійкість і крихкість металів і стопів. Ч. 2. Роль механічних властивостей

Ю. Я. Мєшков, Г. П. Зіміна

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

Отримано: 11.07.2023; остаточний варіант - 15.07.2023. Завантажити: PDF

Встановлено закономірності впливу міцности та пластичности криць на ефективність окрихчувальної дії концентраторів напружень (КН) у вигляді тріщин втоми у стандартних зразках для визначення тріщиностійкости металів і стопів. Для аналізи застосовували спеціяльні показники, яких було запропоновано в Ч. 1 цього повідомлення, а саме: резерв міцности $B_{r}$ і ефективний коефіцієнт концентрації напружень КН $\alpha_{ef}$. Показано, що умовою втрати механічної стабільности металу (крихкости) під дією КН є перевищення $\alpha_{ef}$ над $B_{r}$, що означає руйнування зразка з КН за середнього напруження, яке не перевищує границю плинности $\sigma_{0,2}$ металу. Встановлено закономірності впливу міцности $\sigma_{0,2}$ на показники резерву міцности $B_{r}$ і величину ефективного коефіцієнта концентрації напружень $\alpha_{ef}$, спричиненого зростанням міцности криць у межах $\sigma_{0,2}$ = 140-500 МПа (в результаті пониження температури) і $\sigma_{0,2}$ = 140-2200 МПа за кімнатної температури (в результаті зміни хемічного складу криці та термооброблення). Встановлено, що руйнувальна ефективність КН $\alpha_{ef}$ реґулюється безпосередньо величиною резерву міцности $B_{r}$, який, в свою чергу, пов’язаний з характеристикою міцности $\sigma_{0,2}$. Таким чином, пластичність нівелює окрихчувальну ефективність КН ($\alpha_{ef}$) не сама по собі, а на фоні показників міцности ($\sigma_{0,2}$): більш виразно для низькоміцних і менш ефективно для високоміцних криць.

Ключові слова: міцність, резерв міцности, механічна стабільність, крихкість, концентратор напружень.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i04/0355.html

PACS: 46.32.+x, 46.50.+a, 62.20.fk, 62.20.mj, 62.20.mm, 62.20.mt, 81.40.Np


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Ю. Я. Мєшков, Г. П. Зіміна, Металофіз. новітні технол., 45, № 8: 1029 (2023). Crossref
  2. В. Н. Грищенко, Ю. Я. Мешков, Ю. А. Полушкин, А. В. Шиян, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 7: 961 (2015). Crossref
  3. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 4: 46 (2018).
  4. Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян, Сталь, № 12: 52 (2019).
  5. А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 6: 775 (2019). Crossref
  6. Р. Петерсон, Коэффициенты концентрации напряжений (Москва: Мир: 1977).
  7. Г. Н. Савин, В. И. Тульчин, Справочник по концентрации напряжений (Киев: Вища школа: 1976).
  8. Ю. Я. Мешков, Г. А. Пахаренко, Структура металла и хрупкость стальных изделий (Киев: Наукова думка: 1985).
  9. Ю. Я. Мешков., С. А. Котречко, А. В. Шиян, Механическая стабильность металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 2014).
  10. А. В. Шиян, Физическая природа локального напряжения хрупкого разрушения сталей и сварных швов: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук (Киев: Институт металлофизики АН УССР: 1990).
  11. А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков, Ю. А. Полушкин, Сталь, № 6: 39 (2019).
  12. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. ГОСТ 25.506-85 (Москва: Изд-во стандартов: 1985).
  13. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. ГОСТ 9454-78 (Москва: Изд-во стандартов: 1978).
  14. Ю. Я. Мєшков, Г. П. Зіміна, Металофіз. новітні технол., 44, № 6: 807 (2022). Crossref
  15. П. Ф. Кошелев, С. Е. Беляев, Прочность и пластичность конструкционных материалов при низких температурах (Москва: Машиностроение: 1967).
  16. J. Knott, Phil. Trans. R. Soc. A, 373: 20140126. Crossref