Влияние прочности на охрупчиваемость сталей под действием концентраторов напряжений

Abstract

В работе исследована связь прочности конструкционных сталей 40 и 30ХГСА с их охрупчиваемостью под действием кольцевых надрезов с радиусом 0,25 мм и 2 мм на цилиндрических образцах с начальным диаметром 8 мм. Параметр охрупчиваемости определялся как по изменению пластичности образца, так и по измерениям разницы между отношениями напряжений разрушения и текучести образцов до и после надреза. Показано, что, несмотря на почти пятикратное увеличение прочности сталей, параметр охрупчиваемости по прочностным показателям практически стабилен в интервале значений 0,3—0,4 и очень слабо зависит от остроты надреза. Эффект охрупчиваемости стали, измеряемый по потере пластичности от надреза, достигает 70—90% для высоких уровней прочности и существенно зависит от остроты надреза. Установлено, что резко выраженная охрупчивающая роль надрезов обуславливается, в первую очередь, фактором концентрации напряжений и, в меньшей мере, зависит от прочностных и пластических свойств сталей.

В роботі досліджено зв’язок міцности конструкційних сталей 40 та 30ХГСА з їхньою окрихчуваністю під дією кільцевих надрізів радіюсом у 0,25 мм та 2 мм на циліндричних зразках діяметром у 8 мм. Параметер окрихчуваности визначається як за зміною пластичности зразка, так і за вимірами ріжниці між відношеннями напружень руйнування та плинности зразків до та після надрізу. Показано, що, незважаючи на майже п’ятиразове збільшення міцности сталей, параметер окрихчуваности за міцнісними показниками практично стабільний в інтервалі значень 0,3—0,4 та дуже слабко залежить від гостроти надрізу. Ефект окрихчуваности сталі, виміряний за втратою пластичности від надрізу, сягає 70—90% для високих рівнів міцности й істотно залежить від гостроти надрізу. Встановлено, що явно виражена окрихчувальна роля надрізів зумовлена, в першу чергу, фактором концентрації напружень і, меншою мірою, залежить від міцности та пластичности сталі.

The relationship between the strength of structural 40 and 30KhGSA steels and their susceptibility to embrittlement under the circular notches with radius of 0.25 mm and 2 mm is investigated on cylindrical specimens with an initial diameter of 8 mm. The parameter of susceptibility to embrittlement is determined by both changes in ductility of specimen and by measuring of difference in ratios of fracture stress to yield stress of specimens before and after notching. As shown, despite the almost fivefold increase in strength of steel, the parameter of susceptibility to embrittlement is really stable by strength characteristics over the range 0.3—0.4 and slightly depends on the notch sharpness. Effect of susceptibility to embrittlement of steel measured by steep decrease in ductility reaches 70—90% for high strength levels and significantly depends on the notch sharpness. As ascertained, the significant embrittlement effect of notches is caused by, first, the stress concentration factor and less depends on the strength and ductile properties of steels.