Page 25 - Стасишин Дисертація

25

концентратори напружень [22]. Окрім напружень, викликаних втомними

навантаженнями, накладаються власні напруження, що утворені природою

неоднорідності матеріалу та полікристалічної ґратки. Такий механізм призводить до

накладання напружень, які викликані зовнішніми та внутрішніми чинниками. Отже

навантаження, яке за величиною менше за границю текучості, перевищує цю

границю та спричиняє пластичну деформацію, яка згодом перетікає в утворення

макротріщин та руйнування.

У більшості металів та сплавів вже за перших циклів втомного навантаження

у зернах відбувається зміцнення металу [23], але в той же час внаслідок ЦН та

утворення пластичної деформації (зони) відбувається зниження границі пружності

(текучості).

За великої кількості циклів навантаження ресурс пластичності та зміцнення

окремих зерен може бути вичерпано. Такий процес призведе до того, що в середині

цих зерен почнеться утворення МТ. Після їх утворень спостерігається зменшення

величини напружень і, як наслідок, деформаційна стійкість матеріалу суттєво

збільшиться. Проте, кожна вершина утворених МТ стає новим концентратором

напружень. Ці нові концентратори спричиняють збільшення тріщини за рахунок

подальшого зміцнення металу. Таким чином, руйнування матеріалу або збільшення

його витривалості буде визначатися процесом, що домінує на тій чи іншій стадії

втоми матеріалу [24].

Проведені різними групами науковців дослідження засобами рентгенографії та

металографії [25,26] показали, що під час статичного і циклічного навантаження

механізм утворення пластичної зони та подальше руйнування має однаковий

характер. За цих типів навантаження відбуваються процеси зсуву зерен, зміни їх

орієнтації та спотворення кристалічної ґратки. Окрім схожих процесів під час

руйнування є і значні відмінності. За статичних навантажень розподіл інтенсивності

напружень є майже однаковий за напрямом прикладання сили та охоплює всі зерна

рівномірно. Однак під час ЦН пластична деформація анізотропна, а найбільша
інтенсивність напружень зосереджується в окремих зернах в околі концентратора