Стадии усталостного разрушения метал лов и сплавов

Abstract

Разработаны и обоснованы методы определения условий перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению, основанные на анализе закономерностей распространения “коротких” и “длинных” трещин. С использованием разработанных методов определены размеры трещин и число циклов нагружения, соответствующие переходу от рассеянного к локализованному усталостному повреждению углеродистых, легированных, аустенитных сталей и алюминиевого сплава с учетом уровня напряжений и свойств исследованных материалов. Установлено, что размеры усталостных трещин, соответствующие указанному переходу при напряжениях выше предела выносливости, уменьшаются с увеличением напряжений и остаются меньшими, чем размеры трещин при пределе выносливости. Показано, что размеры магистральных трещин коррелируют с величиной предела выносливости исследованных материалов, уменьшаясь с увеличением предела выносливости.

Розроблено та обґрунтовано методи визначення умов переходу від розсіяного до локалізованого втомного пошкодження, засновані на аналізі закономірностей поширення “коротких” і “довгих” тріщин. З використанням розроблених методів визначені розміри тріщин і число циклів навантаження, що відповідають переходу від розсіяного до локалізованого втомного пошкодження вуглецевих, легованих, аустенітних сталей і алюмінієвого сплаву з урахуванням рівня напружень і властивостей досліджених матеріалів. Встановлено, що розміри втомних тріщин, що відповідають вказаному переходу при напрузі вище границі витривалості, зменшуються зі збільшенням напружень і залишаються меншими, ніж розміри тріщин на границі витривалості. Показано, що розміри магістральних тріщин корелюють з величиною границі витривалості досліджених матеріалів, зменшуючись зі збільшенням границі витривалості.

Methods for determining the conditions for the transition from a scattered to localized fatigue damage are developed and justified, based on the analysis of regularities of the propagation of “short” and “long” cracks. Using the developed methods, the crack sizes and the number of loading cycles corresponding to the transition from a scattered to localized fatigue damage in carbon, alloyed, and austenitic steels and an aluminum alloy are determined in view of the stress level and properties of the materials studied. It is established that the dimensions of the fatigue cracks corresponding to the indicated transition at stresses above the endurance limit decrease with increasing the stresses and remain smaller than the size of cracks at the limit of endurance. It is shown that the sizes of the main cracks correlate with the value of the endurance limit of the materials studied, by decreasing with an increase in the endurance limit.