CZĘŚĆ TEORETYCZNA: Pękanie materiałów powoduje uszkodzenie lub zniszczenie elementu. Zmęczenie materiału powstaje w wyniku nagromadzenia się w obszarze zginania odkształceń plastycznych. Odkształcenia te powodują powstawanie defektów (mikrouszkodzeń), nagromadzenie defektów powoduje pęknięcie. Ważnym zadaniem jest przewidywanie efektom procesów zmęczenia, aby możliwe było uniknięcie destrukcji danej części maszyny. Proces pękania może następować gwałtownie i być niezauważalny w materiałach kruchych, lub być rozciągnięty w czasie w materiałach plastycznych. Pękanie materiałów kruchych jest szczególnie niebezpieczne, gdyż nie widać oznak nadchodzącego zagrożenia. Niestety wiele materiałów o pożądanych właściwościach pęka w sposób kruchy a współczesna wiedza o mechanizmach pękania jest bardzo niepełna. Przełomy plastyczne i kruche. Najprostszy podział przełomów to podział na kruche i plastyczne. Przełom (lub złom) kruchy następuje bez makroskopowych odkształceń plastycznych i spowodowany jest obciążeniem, które przekracza spójność materiału. Powierzchnia przełomu jest płaska, błyszcząca, krystaliczna stąd czasem jest używana nazwa przełom krystaliczny lub przełom ziarnisty. Przełom kruchy przebiega wzdłuż określonych płaszczyzn krystalograficznych ziarna tzw. płaszczyzn łupliwości lub po granicach ziarn. Przełom plastyczny lub ciągliwy jest poprzedzony makroskopowym odkształceniem plastycznym. Jest nazywany ze względu na swój wygląd przełomem włóknistym.
Oprócz wymienionych przełomów spotyka się złomy zmęczeniowe, powstałe w wyniku działania cyklicznie powtarzających się naprężeń.
Temperatura przejścia materiału w stan kruchy: Rozciągając gładką próbkę ze stali niskowęglowej w różnych temperaturach, można stwierdzić, że wraz z obniżeniem temperatury badania wzrasta granica plastyczności, zaś wydłużenie maleje. W określonej temperaturze granica plastyczności Re osiąga wartość równą wytrzymałości na rozciąganie Rm — krzywe Re i Rm przecinają się, natomiast wydłużenie materiału A spada do zera. Temperaturę, w której to następuje, nazywamy temperaturą kruchości. Temperatura kruchości dla materiałów wrażliwych na działanie obniżonych temperatur należy do podstawowych kryteriów oceny odporności materiału na kruche pękanie. Temperatura kruchości zależy jednak od wielu czynników. Pomiar temperatury kruchości w wielu przypadkach może być bardzo prosty, ale praktyczna użyteczność pomiaru może być niewielka. Cechą charakterystyczną temperatury kruchości jest jej statystyczny charakter, tzn. mówiąc o temperaturze kruchości rozumiemy pewien zakres temperatur maksymalnego prawdopodobieństwa jej występowania. Przyczyną statystycznego charakteru temperatury kruchości jest statystyczny charakter innych własności, np. granicy plastyczności Re i wytrzymałości na rozciąganie Rm.
(…)
… od warunków odkształcania, czyli od stanu naprężeń i szybkości odkształcania. Najniższą temperaturę kruchości uzyskujemy przy rozciąganiu gładkich próbek, najwyższą przy dynamicznym rozciąganiu lub łamaniu próbek z ostrym karbem.
Zjawisko progu kruchości: Kruchość odpuszczania
Temperatura odpuszczania i szybkość chłodzenia przy odpuszczaniu mają znaczny wpływ na udarność konstrukcyjnej stali stopowej.
Kruchość odpuszczania pierwszego rodzaju powstaje podczas odpuszczania w temperaturze około 300oC niezależnie od składu chemicznego stali i szybkości chłodzenia po odpuszczaniu. Z tego względu należy unikać odpuszczania w tym zakresie temperatury.
Kruchość odpuszczania drugiego rodzaju ujawnia się po odpuszczaniu w temperaturze powyżej 500oC w przypadku, gdy po odpuszczaniu przedmiot jest chłodzony powoli, natomiast w razie szybkiego chłodzenia udarność nie zmniejsza się, lecz wzrasta monotonicznie z podwyższaniem temperatury odpuszczania. Wzrost szybkości chłodzenia po odpuszczaniu powoduje również przesunięcie progu kruchości w kierunku wyższych temperatur. Skłonność do kruchości odpuszczania drugiego rodzaju wykazują tylko niektóre stale konstrukcyjne stopowe np. chromowo-manganowe lub chromowo-niklowe…
… się, jeśli ich wielkość jest większa od krytycznej. Naprężenie σ konieczne do powiększenia zarodka pęknięcia jest zależne od legio wielkości l i modułu Younga E. Wielkość zarodka krytycznego maleje ze wzrostem σ i zmniejszeniem E, to oznacza uwrażliwienie materiału na kruche pękanie najmniejszymi zarodkami sprężystymi są dyslokacje krawędziowe, z tym że ze względu na małą wartość l naprężenie krytyczne jest duże…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)