Динамические испытания. Виды разрушения поликристаллических тел

Виды разрушения поликристаллических тел

Если поверхность разрушения проходит внутри кристаллических зерен, то разрушение называют внутрикристаллитным (внутризеренным, транскристаллитным), а если по границам зерен – то межкристаллитным (межзеренным, интер-кристаллитным). Часто встречается и смешанное разрушение.

В отличие от вязкого разрушения, хрупкое распространяется внутри отдельных зерен вдоль плоскости с наиболее плотной упаковкой атомов – плоскости скола.

При ползучести выделяют два типа межзеренного разрушения: разрушение клиновидной трещиной, обычно зарождающееся в точке встречи трех зерен, и кавитационное разрушение, при котором по границам образуются многочисленные мелкие поры, увеличивающиеся со временем, сливающиеся и приводящие к полному разрушению образца.

Внешний вид хрупкого излома – светлый, а вязкого – матовый из-за наличия уступов, образующихся при пластической деформации.

Кроме статических испытаний изделия подвергают испытаниям на ударную вязкость под воздействием ударных (динамических) нагрузок.

Определение ударной вязкости производят на специальном маятниковом копре (рис. 5.13). Для испытаний применяется стандартный надрезанный образец (рис. 5.14), который устанавливается на опорах копра. После установки образца поднимают маятник определенной массы (как правило 30 кг, иногда 15 кг) на установленную высоту Н, закрепляют его, закрывают копер ограждением и, проверив правильность положения указателя измерительного устройства, освобождают от защелки маятник, который при падении разрушает образец, поднимаясь на некоторую высоту h. Удар наносится по стороне образца, противоположной надрезу. Остановив маятник с помощью тормоза копра, снимают показания измерительного устройства — работу удара разрушения. Затем указатель измерительного устройства возвращают в нулевое положение. Убирают половинки разрушенного образца из зоны копра. Если образец не разрушился, испытание считают недействительным.

Ударная вязкость КС (Дж/см²) оценивается работой, затраченной маятником на разрушение стандартного надрезанного образца, отнесенной к сечению образца в основании надреза:

где А - работа, затраченная на излом образца, определяемая по разности энергий маятника (высоты или угла подъема) до и после удара, Дж; F — площадь поперечного сечения образца в месте надреза, см².

Рис. 5.13 Схема устройства маятникового копра.

Для облегчения расчетов пользуются таблицами, в которых для каждого угла подъема маятника после разрушения образца указана работа удара. Для обработки результатов испытания заполняют протокол испытания. В протоколе указывают маркировку образца, его тип и размеры, площадь поперечного сечения в месте надреза, работу удара и значение ударной вязкости.

Рис. 5.14 Образцы для испытания на ударную вязкость с концентраторами видов U (а), V (б) и Т (в)

За результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость (удельная работа, затраченная на разрушение образца). Для образцов с концентраторами видов U, V и Т (трещина) используют обозначения KCU, KCV и KСТ. В литературе используется также обозначение a_н.

Концентрация напряжений увеличивается в ряду концентраторов U → V → T, поэтому для одного материала при одинаковых условиях испытания KCU > KCV > KCT.

Дата добавления: 2015-04-25