От авторов.......................... 7
Основные обозначения и принятые сокращения.......... 8
Глава 1. Определение трещиностойкости материалов при квазистатическом нагружении..................... 13
1.1. Вводные замечания .................... 13
1.2. Анализ основных подходов к определению характеристик трещиностойкости .......................... 14
1.3. Методика испытаний материала на трещиностойкость..... 27
1.4. Определение трещиностойкости конструкционного материала
при испытании цилиндрического образца с кольцевой трещиной . '_ 48
1.5. Определение эффективной поверхностной энергии...... 57
1.6. Методика определения критического раскрытия трещины нормального разрыва ....................... 61
1.7. Определение трещиностойкости материалов при развитии трещин поперечного или продольного сдвига............... 66
1.8. Определение критического раскрытия трещины при продольном сдвиге.......................... 76
1.9. Метод разгрузки в экспериментальной механике разрушения 78
1.10. Определение трещиностойкости К1с конструкционных материалов через их механические характеристики и параметр структуры 86
Глава 2. Значения трещиностойкости для некоторых материалов 91
2.1. Трещиностойкость сталей, алюминиевых и титановых сплавов и неметаллических материалов .................. 92
2.2. Влияние низких температур................ 164
2.3. Влияние структурных факторов .........'...... 182
2.4. Влияние водорода..................... 248
2.5. Влияние коррозионных сред ................ 256
Глава 3. Определение трещиностойкости при динамическом нагружении ............................. 282
3.1. Вводные замечания .................... 282
3.2. Основные методы оценки склонности материалов к хрупкому разрушению при динамическом нагружении............. 286
3.3. Анализ основных подходов определения трещиностойкости материалов при динамическом нагружении............. 291
•3.4, Охлаждение образцов ................... 302
3 5 Определение энергетической характеристики трещиностойкости
а? .............................. 304
3.6. Электронно-осциллографическая установка для записи параметров разрушения при динамических испытаниях.......... 305
3.7. Диаграмма нагрузка — деформация при ударных испытаниях 306
3.8. Моделирование процесса изгиба образцов при ударных испытаниях на маятниковых копрах .................. 313
3.9. Получение статических характеристик трещиностойкости при динамическом нагружении ................... 318
3.10. Оценка характеристик динамической трещиностойкости .... 321
3.11. Исследование трещиностойкости по моменту старта и остановки трещины при неизотермических условиях испытаний....... 330
3.12. Методика измерения средней скорости закритического разрушения ферромагнитных материалов ............... 336
3.13 Определение трещиностойкости на стадии остановки трещины 339
3.14. Определение температуры нулевой пластичности при испытаниях падающим грузом ..................... 343
3.15. Особенности температурных зависимостей характеристик трещиностойкости конструкционных сталей .............. 346
Глава 4. Экспериментальные методы измерения длины растущей
трещины ........................... 368
4.1. Вводные замечания .................... 368
4.2. Классификация методов измерения длины и скорости роста трещины ............................. 369
4.3. Принципы построения приборов для исследования кинетики разрушения ........................... 371
4.4. Оптические методы .................... 372
4.5. Метод упругой податливости ................ 374
4.6. Метод акустической эмиссии ................ 379
4.7. Ультразвуковой метод................... 381
4.8. Метод разности электрических потенциалов ......... 385
4.9. Метод вихревых токов ................... 396
4.10. Магнитные методы .................... 398
4.11. Метод сигнальных датчиков................ 402
4.12. Фрактографические методы ................ 404
Список литературы....................... 408
Ппопивтиитй vvn4aTp.nK -..-.... ......«..• 4о4
ОТ АВТОРОВ
При расчете на прочность элементов конструкций на основе положений механики хрупкого разрушения необходимо располагать данными о критических коэф<рициентах интенсивности напряжений материала с учетом его состояния и условий эксплуатации изготовленного из него узла конструкции. Особое значение при этом имеют характеристики трещиностойкости — критическое значение коэффициента интенсивности напряжений, критическое раскрытие трещины, эффективная поверхностная энергия и др. Для определения этих характеристик предложены различные подходы и методы, оценка влияния на них различных температурных, металлургических, структурных и других факторов, а также агрессивных рабочих сред.
Получены значительные результаты, однако пользование ими затруднено, так как они рассеяны в многочисленных изданиях, которые часто труднодоступны. Поэтому назрела необходимость их систематизации.
Настоящее пособие содержит сведения о критических коэффициентах интенсивности напряжений у вершин трещин, методах и средствах определения характеристик трещиностойкости, а также данные о трещиностойкости конструкционных материалов.
В третьем томе изложены основные подходы к определению сопротивляемости материала распространению трещины, приведены экспериментальные данные о трещиностойкости конструкционных материалов с учетом различных факторов и коррозионных сред. Описаны методы измерения длины трещины.
В 1-й главе излагаются методы определения характеристик трещиностойкости при нормальном отрыве, а также при продольном сдвиге. Приводятся примеры определения этих характеристик, а также сопоставляются данные о трещиностойкости, установленные различными методами и на различных схемах нагружения образцов.
Во 2-й главе изложены экспериментальные данные о характеристиках прочности и трещиностойкости распространенных сталей, титановых и алюминиевых сплавов, неметаллических материалов. Для некоторых из них приведены температурные зависимости этих характеристик, влияние термообработки, металлургических и структурных факторов, а также влияние водорода, жидких коррозионных сред и других условий.
В 3-й главе описаны методы определения динамической трещиностойкости, типы образцов и схемы нагружения, установки для экспериментальных исследований, дан краткий анализ диаграмм разрушения, методика оценки трещиностойкости на стадии остановки трещины, а также методика определения температуры нулевой пластичности.
Описанию методов измерения длины растущей трещины, классификации методов, принципов построения приборов для исследования кинетики разрушения, оптических, ультразвуковых, электромагнитных и других методов измерения длины и скорости роста трещины посвящена 4-я глава.
АН rrrcP н вь'Ражают глубокую благодарность члену-корреспонденту п ч YR Махутову за подготовку и предоставление материалов
'•J.io.a также докт. техн. наук В. М. Маркочеву за предоставление мате-
риалов к гл. 3 и 4.
