Порог хладноломкости

Как уже отмечалось ранее, железо, сталь и металлы, и сплавы в ос­новном с ОЦК решеткой могут разрушаться хрупко или вязко в зависимости от температурного порога хладноломкости. Зная порог хладноломкости и рабо­чую температуру эксплуатации материала, можно оценить его температурный запас вязкости, под которым понимают интервал температур между порогом хладноломкости и рабочей темпера­турой. Чем больше температурный запас вязкости, тем меньше опасность хрупкого разрушения. При небольшом запасе вязкости в результате случайного снижения температуры, роста зерна, загрязнения металла вредными примесями и т. д. порог хладно­ломкости может повыситься, это приведет к хрупкому разруше­нию.

Порог хладноломкости определяют при испытании ударным изгибом надрезанных образцов для разных температур.

Затем строят кривую зависимости ударной вязкости от температуры испытания (так называемую сериальную кривую) (рис. 41).

Рис. 41. Сериальные кривые:

В - количество волокна в изломе; t_B - верхний порог хладноломкости; t_H - нижний порог хладноломкости (при более низ­кой температуре полностью хрупкое разру­шение); t₅₀ - условный порог хладнолом­кости (50 % волокна в изломе); 1 - вяз­кий излом; 2 - вмешанный взлом; 3 - хрупкий излом

Поскольку хрупкий и вязкий характер разрушения при удар­ном изгибе для стали можно четко различить по виду излома, порог хладноломкости нередко определяют по количеству во­локна (В, %) матовой - волокнистой составляющей в изломе.

Количество волокна в изломе определяется как отношение пло­щади волокнистого (вязкого) излома к первоначальному расчет­ному сечению образца. Далее строится сериальная кривая - про­цент волокна - температура испытания (рис. 33).

За порог хладно­ломкости принимается температура, при которой имеется 50 % волокна t₅₀ (рис. 41), что примерно соответствует КСТ/2. Для ответственных деталей за критическую температуру хруп­кости нередко принимают температуру, при которой в изломе имеется 90 % волокна (t₉₀), а ударная вязкость сохраняет высокое значение. Нередко определяют верхний t_B порог хладноломкости, который отвечает 90 % волокна и нижний t_H, отвечающий 10 % волокна. Порог хладноломкости (t_B, t_H, t₅₀, t₉₀) не является по­стоянной материала, а сильно зависит от его структуры, условия испытания, наличия концентраторов напряжений, размера об­разца и т. д. Чем выше прочность (s_в, s_0,2), чем выше порог хлад­ноломкости.

В случае определения надежности машин хладноломкость не включается в расчеты на прочность, а дается лишь общая ре­комендация не применять материал при температурах ниже по­рога хладноломкости. Нужно учитывать, что с понижением тем­пературы снижается и величина K_1С.

Дата добавления: 2014-01-05