Page 35 - dyser_Stankevych

35

1.1. Типи руйнування конструкційних матеріалів

Зниження міцності матеріалів пояснюють наявністю в них дефектів, зокрема

дислокацій, які спричиняють пластичне течіння за відносно малих напружень, і

тріщин, внаслідок розвитку яких може відбутись крихке або квазікрихке руйну-

вання, тобто руйнування без помітних пластичних деформацій. Руйнування відбу-

вається в декілька стадій: зародження мікротріщин, утворення макротріщин, а

також їх поширення через увесь переріз тіла.

Відомо низку спроб класифікувати типи руйнування, використовуючи різні

класифікаційні ознаки [45, 46]. Загалом же руйнування розділяють на крихке та

в’язке [1, 47–50]. Крихкому руйнуванню сприяють циклічні навантаження (вібра-

ція, часті удари тощо), за яких розвивається втома матеріалів, пов’язана з накопи-

ченням пошкоджень, виникненням мікро-, а потім і макротріщин. Руйнування у

багатьох випадках може бути змішане, тобто одночасно мати риси і крихкого, і
в’язкого руйнування; іноді ці риси проявляються послідовно, наприклад, руйну-

вання, починаючись як в’язке, згодом переходить у крихке, або, навпаки, крихка
тріщина під час її зупинки може мати характерні ознаки в’язкого зламу.

Для обох типів руйнування механізм зародження тріщини однаковий. Причи-
ною виникнення мікротріщини, як правило, є накопичення рухомих дислокацій

(пластичної деформації) перед перешкодами (границями зерен, міжфазними гра-

ницями, можливими включеннями) [51–53]. Тріщина утворюється у площині, пер-
12
пендикулярній до площини ковзання, коли густина дислокацій досягає 10 –
-2
13
10 см , а дотичні напруження біля вершини їх скупчення ~0,7G, де G – модуль
поперечного зсуву [53].

Основна різниця між крихким та в’язким руйнуванням полягає у розмірі

пластичної зони біля вершини тріщини. За крихкого руйнування вона перед трі-

щиною, що поширюється, незначна, а у випадку в’язкого – велика, і сама тріщина

затупляється в вершині. На рис. 1.1 показано характер діаграм розтягу для крих-

кого та в’язкого матеріалів. В обох випадках площа під кривою дорівнює погли-

нутій енергії для розвитку руйнування.