Механизм зарождения трещины

Механизм возникновения субмикротрещин и слияние их в макротрещину одинаково при хрупком и вязком разрушении. Вязкие изломы, как правило, внутризеренные, хрупкие – межзеренные. Микротрещины имеют длину порядка 10^-4 мм.

По современным понятиям появление трещин является результатом локальной концентрации напряжений. Это возможно вблизи скопления дислокаций у каких-либо барьеров.

Рассмотрим несколько схем зарождения трещин в металлах.

Схема 1.

Краевые дислокации, двигаясь в плоскости скольжения, встречают на пути препятствие и под действием напряжений τ тесно прижимаются друг к другу. Под действием напряжений экстраплоскости могут сливаться. Под ними образуется микротрещина. Трещина образуется в плоскости, перпендикулярной плоскости скольжения дислокаций. Трещины могут возникать при плотности дислокаций ~ 10²-10³см ^-2 в результате пластической деформации.

Схема 2.

Модель Котрелла (безбарьерное зарождение трещин)

Эта схема наиболее характерна для металлов с ОЦК-решеткой. Дислокации, двигаясь в двух плоскостях, встречаются в одной точке. В результате взаимного взаимодействия получает развитие субмикротрещина.

Схема 3. Разрыв (перерезание) малоугловой границы.

Происходит без скопления дислокаций. Эта схема более характерна для металлов с ГПУ-решеткой. Образование трещины является результатом разрыва дислокационной стенки в ходе пластической деформации. Дислокация не огибает уголок, а проходит напрямую

Схема 4.

В стыке трех зерен (кристаллов) в растягиваемом образце (материале) смещения будут происходить вдоль границ зерен, где действуют наибольшие касательные напряжения. Трещина зарождается в месте стыка и распространяется вдоль границ зерен.

Таким образом, зарождение трещин может происходить по разному механизму в зависимости от внешних условий и кристаллического строения металла.

Дата добавления: 2014-01-05