книги / Структура и прочность конструкционных материалов
..pdf
А-А
7
А
Рис. 2.4. Деформометр для измерения при высоких температурах
Разработанное нами устройство позволяет на одночас тотных испытательных установках для малоциклового на гружения с одним силовым возбудителем, у которых реверс направления нагружения происходит по достижении задан ной величины нагрузки или деформации, осуществить двух частотный режим мягкого или жесткого нагружения [20,21].
2,2. Структурные особенности циклического разрушения металлических материалов
при высоких температурах
При о п р ед ел ен н ы х |
реж им ах т е п л о в о г о и м е х а н и ч е с к о г о |
н агруж ен и й р азр у ш е н и е |
м е т а л л и ч е с к и х п о л и к р и с та л л и ч е ск и х |
м а т е р и а л о в м ож ет п р о т е к а т ь л и б о по т е л у , л и б о п о гр а н и ц ам з е р е н .
Проведенные нами исследования [22-31] микроструктурных особенностей высокотемпературного усталостного разрушения технического железа при знакопеременном сим метричном изгибе в одной плоскости показали, что в ука занных выше режимах нагружения при изотермической вы держке в интервале температур от 20 до 1000°С для же леза характерно три типа разрушения:
1)транскристаллитное, возникающее в интервале температур от комнатной до 400°С;
2)интеркристаллитное, происходящее при температу рах выше 500°С и
3)смешанное, проявляющееся в диапазоне от 400 до
500°С.
Следует заметить, что увеличение или уменьшение ам плитуды деформации смещает температурные интервалы ука занных типов разрушения в сторону понижения или повы шения температуры соответственно.
На рис. 2.5 и 2.6 представлены серии микрофотогра фий, снятые на установке ИМАШ-10 непосредственно во время испытаний и иллюстрирующие характер разрушения образцов технического железа при комнатной температуре и 800°С соответственно.
После 5.10® циклов переменной нагрузки при среднем
напряжении |
±140 МПа* |
у надреза образца, исходное состояние |
поверхности |
которого представлено на рис. 2.5а, появляет |
|
ся трещина усталости |
(рис. 2.5,6), которая с увеличени |
|
ем количества циклов нагружения распространяется по |
||
телу зерен |
(как это |
показано на микрофотографиях, пока |
занных на рис. 2.5,в и г, которые сняты после 6.10е и 7,5.10® циклов соответственно), в направлении максималь ной деформации и перпендикулярно действию приложенных глав ных напряжений.
Увеличение температуры испытания до 800°С резко из меняет характер разрушения образца и также образования трещины усталости (как это видно из рис. 2.6), возника-
*Далее, где не указывается напряжение, сравниваются результаты, полученные при одной и той же амплитуде из гиба образцов.
скольжения проходят от выступа к выступу и распростра няются большей частью по всему телу зерен. Как будет показано ниже, далеко не все образовавшиеся на первых этапах испытания выступы раскрываются с образованием следов скольжения, в которых дальнейшее приложение цик лической нагрузки может вызывать протекание экструзион- но-интрузионных деформационных процессов.
На рис. 2.7 представлена серия микрофотографий, снятых с одного и того же участка поверхности образца на различных этапах испытания при 400°С. Образовавшиеся у основания надреза после 2,1.10® циклов нагружения (рис. 2.7,а) тонкие полосы скольжения, при увеличении
числа циклов нагружения до 3,76.10® (рис. 2.7,6), при обретают более резкое очертание. Первые полосы скольже-
Рис. 2.7. Микрофотографии, снятые с одного и тогр же участка образца технического железа после испытаний при 400°С на установке ИМАШ-10:
а- после 2>1*10* циклов;
б- после 3,76*10® циклов (х 500)
