Page 26 - Стасишин Дисертація

26

напружень. Таку різницю напружень можна пояснити тим, що за статичного

навантаження опір руйнування залежить від сумарного взаємозв’язку всіх зерен,

зокрема взаємодії між слабкими та міцними зернами. За циклічного навантаження

опірність руйнування залежить від властивостей слабких зерен, а саме від їх

здатності до пластичної деформації та зміцнення.

З наведеного можна зробити висновок, що втомне руйнування є процесом

руйнування слабких зерен через напруження, що виникають під час прикладання

ЦН. Воно викликане результатом постійної деформації зсуву слабких зерен, яка

проходить допоки у зернах не починається руйнування та поява втомних МТ.

Щоправда, тріщини не утворюються по всьому об’єму зразка, а тільки в певному

напрямку. Після їх утворення відбувається процес об’єднання в макротріщину та

проходження її у місці найбільш слабких зав’язків кристалічної ґратки та механічних

неоднорідностей структури металу. Отже виникнення та розвиток втомної

макротріщини залежить від таких факторів:

• величини навантаження;

• його асиметрії;

• початкового напруженого стану матеріалу;

• величини концентратора напружень та умов прикладання навантаження

(частота навантажень, температура, хімічні та корозійні чинники тощо).

Основною задачею під час проведення експериментальних досліджень зразків

на витривалість є визначення максимальної кількості циклів навантаження, що

передують утворенню тріщини, та кількості циклів до повного їх руйнування [7,13].

Результати досліджень, які висвітлено у праці [27] вказують на те, що процес

зародження втомної тріщини відбувається у поверхневих шарах. Це пояснюється

тим, що зерна у поверхневих шарах пошкоджені механічною обробкою поверхні.

Після появи тріщини на поверхні зразка або деталі, вона поширюється в товщину

зразка, утворюючи гострий надріз. Проте процес утворення втомної макротріщини є

повільний. Швидкість утворення тріщини визначається часом утворення настільки

малого надрізу, у якому б напруження перевищило напруження руйнування металу.